LA SCIENZA NEL PALLONE

Nicola Ludwig, Gianbruno Guerrerio

LA SCIENZA NEL PALLONE

Zanichelli, Bologna, 2011

 


di Edoardo D’Elia


Più che di scienza applicata al gioco del calcio, questo libro tratta della scienza del gioco del calcio. Non si discute della necessità o meno di inserire qualche sistema tecnologico per impedire gli errori umani arbitrali, ma si estrapolano un po’ di formule fisiche dai calci, dai gesti atletici e dalle regole di gioco.

Il calcio è uno degli sport di squadra più difficili da analizzare quantitativamente a causa della sua complessità e del flusso quasi ininterrotto della palla durante la partita. Ma ad alcune domande da scuola calcio - quando sei poco più grande del pallone e hai paura di colpire di testa un rinvio da fondo campo, che arriva da così in alto! e sembra precipitare così veloce! - riesce a dare una qualche risposta.

 


Origine. Nel 388, Antifane scrive la cronaca di una partita di harpastum, forse il primo antenato del gioco del calcio, che i Romani avevano importato dalla Gracia. Già a quei tempi ci furono i primi derby con gli inglesi, una partita tra i Britanni e una legione romana: 1-0 per loro. I giochi in qualche modo affini al calcio  pare siano nati in modo independente presso diverse culture antiche e si siano evoluti nel corso della storia, dal Medioevo all’età industriale, grazie ai materiali utilizzati per realizzare il pallone. Nel Cinquecento i conquistadores spagnoli, che già conoscevano il gioco,  scoprirono meravigliati che gli Aztechi e i Maya praticavano un goco simile, ma con un pallone dalle straordinarie proprietà fisiche: il pallone di gomma, ottenuto dal lattice dell’albero omonimo mescolato con un altra linfa. Poi nel 1855, sempre in America, il signor Goodyear avvolge una camera d’aria in gomma con una copertura in cuoio: nasce il Pallone moderno.

L’ipotesi più probabile è quindi quella poligenetica. Dall’harpastum fino alla ri-nobilitazione attuata nei college inglesi a metà Ottocento, dove è nato il moderno football, in tutto il mondo si sono divertiti a dar calci a qualcosa di sferico.

Dal 1872 la English Football Association (oggi FIFA) stabilisce le dimensioni e il peso del pallone: sferico; circonferenza: 68-70 cm; peso: 410-450 gr; pressione 1,6-2,1 atmosfere; non ci sono regole per il materiale e il procedimento di costruzione. 

Il pallone più famoso è quello dei mondiali del ’70 in Messico, il Telstar: un’icosaedro con pentagoni neri e esagoni bianchi per dargli maggiore visibilità nelle riprese televisive trasmesse, per la prima volta, in tutto il mondo. E il calcio si piegò al mercato.

Le asperità sulla superficie del pallone dovute alle cuciture del cuoio sono state eliminate solo nel 2010 con il pallone in plastica termosaldataJabulani, salvo poi scoprire che erano proprio quelle apserità a garantire l’effetto Magnus e in generale la stabilità di volo che si richiede a un palla da calcio. Perciò, sulla superficie dello Jabulani è stato necessario aggiungere scanalature e zigrinature, imitando così l’effetto delle vecchie cuciture. E il calcio si ribellò al mercato.

 

L’effetto Magnus. Il tiro a effetto è possibile per la resistenza aerodinamica del pallone in volo. Se calcio la palla di interno (poniamo che io lo sappia fare) la palla tende “a rientrare”, se la calcio d’esterno, al contrario, tende “ad uscire”. Colpendo la sfera di interno, imprimo al pallone una rotazione, attorno al proprio asse, in senso antiorario (per chiarezza consideriamo un sistema bidimensionale e immaginiamo di osservare la palla dall’alto). A sinistra del pallone la superficie della sfera e l’aria (vento contrario) corrono nello stesso verso, quindi il fluido (l’aria) viene accelerato dalla rotazione della superficie: l’aria è più veloce. A destra, al contrario, per il processo opposto, l’aria è più lenta. La differenza di velocità tra il fluido ai lati opposti della sfera genera una differenza di pressione: la pressione è minore a sinistra e maggiore a destra. Perciò il pallone, incontrando minor restistena a sinistra, tenderà “a rientrare”.

Questo effetto vale, come sappiamo, per il tiro d’esterno, ma anche per il rinvio da fondo campo dei portieri e per il tiro a “foglia morta” con cui Pirlo, Juninho e prima di loro Didì (il brasiliano Valdir Pereira) e Mariolino Corso hanno segnato tanti gol inspiegabili.

La “foglia morta” sfrutta l’effetto Magnus dall’alto verso il basso. Immaginiamo di osservare la palla in volo “di profilo”: se la palla ruota in senso orario, il fluido è più veloce “sotto” la sfera e più lento “sopra”. Di conseguenza anche la resistenza è minore “sotto” e maggiore “sopra”: il pallone seguirà una parabola spiovente. Inoltre, minore è la velocità della sfera in volo maggiore è la resistenza aerodinamica, perciò l’efficacia del tiro auementa se verso la fine del volo la palla è così rallentata da incontrare la massima resistenza aerodimanica. Se poi la minima velocità è raggiunta in prossimità dell’apice della traiettoria, allora si ha un’improvvisa frenata in aria, la palla oscilla, ondeggia e «cade come foglia morta cade».

Detto ciò, non credo che Juninho o Pirlo conoscano queste regole balistiche, nè credo che qualcuno di voi, pur conoscendole, possa spiazzare un portiere ed emozionare uno stadio.

 

Il colpo di fronte. Alcune simulazioni di colpi di testa effettuati in laboratorio hanno accertato che una palla a una velocità di 9 m/s induce sulla testa un’accelerazione di 158 m/secondo quadrato (16g); a 12 m/s l’accelerazione è di 200 m/secondo quadrato (20g); a 15 m/s è di 290 m/secondo quadrato (30g). Calcolando che se non si è allenati, intorno ai 3,7g la vista comincia ad annebbiarsi, la paura di colpire di testa i rinvii da fondo campo sembra scientificmente fondata.

In realtà, c’è un altro fattore da considerare: il tempo. Ogni impatto testa-palla è brevissimo, varia in media fra i 14 e i 33 millisecondi. In questo lasso di tempo il pallone non può provocare fratture o lesioni cerebrali acute. Sì, acute. Perché in condizioni sfavorevoli possono verificarsi stiramenti muscolari al collo e lievi commozioni cerebrali. Il fattore chiave per poter colpire senza pericolo colpi di testi è la massa di questa, se è maggiore, il pallone fa meno danni. Ma allora, i bambini... Esatto, i bambini, sui quali per ovvie ragioni non sono stati eseguiti test, sono esposti a un rischi maggiore. 

A saperlo da piccolo, avrei risposto a tono ai rudi incoraggiamenti dell’allenatore: 

 - Colpisci di testa, sei un difensore! Non aver paura! Il calcio è un gioco maschio!

- Mr, è scientificamente provato che può esplodermi la testa, quindi quella palla la lascio prima rimbalzare, poi vediamo.

 

Il rigore. Nel caso del calcio di rigore, per il portiere è fisicamente impossibile coprire completamente lo specchio della porta, al massimo riesce a coprirne poco meno di tre quarti. Ma il compito del rigorista non è molto più facile di quello del portiere, come di solito si pensa. Il fatto stesso che tutte le statistiche siano contro il portiere (il luogo comune per cui un rigore parato è un rigore sbagliato) dà un piccolo vantaggio psicologico proprio all’estremo difensore. L’influenza dell’ansia da prestazione sul rigorista è stata analizzata nel 2009 dai ricercatori (annoiati) dell’università britannica di Exeter, facendo eseguire calci di rigore con indosso speciali occhiali che registrano i movimenti degli occhi: incrementando l’ansia, diminuiva la capacità di realizzazione.

Statisticamente è meglio prendere poca rincorsa, calciare entro 3 secondi dal fischio dell’arbitro,  fissare un punto e tirare verso quello e ignorare il portiere. Oppure, è chiaro, tirare fortissimo - nel Sette.

 

La rovesciata. Durante il movimento della rovesciata i calciatori abbassano un braccio verso il suolo per attutire la caduta. la ragione di questo movimento è psicologica perchè un corpo atletico, allenato e in tensione non subisce danni quando atterra su un terreno morbido come un prato. Va da sè che se non è nè atletico, nè allenato e atterra su una superficie diversa, può farsi anche molto male.

Il cannone. L’uomo non è un cannone, quindi l’angolo ottimale di rilascio per una rimessa laterale non è 45°, ma 30°.

La cannonata. Il tiro più potente di sempre è di Ronald Koeman, giocatore del Barcallona che nel 1992 calciò una punizione a 188 Km/h (52 m/s). Segnò.

Il Tango. La rabona prende il nome da un caratteristico passo del tango.  Il primo giocatore a utilizzarla è stato l’argentino Ricardo Infante, nel 1948. In Italia è stata resa popolare da Giovanni Roccotelli nella stagione 1977-78. Ne esiste una variante inventata da Rodrigo Taddei e da lui battezzata Aurelio.

Statistiche. Nel 2009, un gruppo di matematici ha dimostrato che, con le attuali regole, è altamente probabile che in un torneo di calcio la squadra migliore non vinca. Abbiamo qualche speranza per gli Europei.