¿Cuál es el límite de velocidad de un ser humano?

Hace 101 años, en 1920, se marcó el récord de 100 metros lisos en 10,6 segundos. Con una velocidad media de 9,43m/s(34km/h), se creía humanamente imposible superar esta marca, pero cada poco tiempo, se mejoraba el tiempo muy poco a poco, y en 1968, varios corredores rompieron la barrera de los 10 segundos, con un récord actual de 9,58s sostenido por Usain Bolt. Entonces, ¿Cuál es el verdadero límite de velocidad anatómicamente posible?

Los seres humanos no somos, bajo ningún concepto, el animal más rápido sobre la faz de la tierra, pues nuestra biomecánica tiene límites que nos impiden superar cierto ritmo. Empecemos desde los gemelos, son pesados y se encuentran en la parte inferior de la pierna, obligando al cuerpo a balancear ese peso de manera poco favorable, requiriendo mucha fuerza para poder incrementar la frecuencia de pasos. El límite teórico de cadencia humana se encontraría alrededor de los 300 pasos por minuto.
En comparación, los caballos, felinos y caninos, por ejemplo, tienen sus músculos agrupados en la parte superior de las piernas, asistiendo en balance, y se conectan a los puntos de actuación vía tendones largos. Todo esto se traduce en una frecuencia teórica varias veces superior a aquella de un humano, pues la fuerza requerida por zancada es mucho menor.

Por otro lado, nuestro pie es relativamente corto y pequeño. Al igual que en una transmisión de vehículo, esto tiene influencia en la fuerza y velocidad aplicables. El pie nos otorga la fuerza en palanca para poder utilizar nuestras pantorrillas. Cuando caminamos, los gemelos hacen muy poco esfuerzo, haciendo que la acción sea extremadamente eficiente, haciendo que el pie actue como la marcha baja de la transmisión. Por otro lado, al correr y ponernos de cuclillas, el pie "cambia de marcha" y permite a los gemelos ejercer mucha fuerza sobre la parte frontal de este, pero relativamente poca velocidad.
Un pie más largo ejercería menos fuerza, pero el aumento en velocidad sería significativo. Por ejemplo, los animales corredores caminan sobre sus dedos, y los huesos del pie tienen un largo comparable a los del resto de la pierna. En conclusión, el límite de velocidad humana, a 5 pasos por segundo, y zancadas de 2,5m, sería de aproximadamente 12,5m/s, o 45km/h independientemente de la fuerza en nuestras piernas.

Sin embargo, un estudio declara que, de aplicar fuerza hacia el suelo en una menor franja de tiempo mientras se esprinta, el límite se encontraría más cerca de los 64km/h, lo cuál es muy rápido, pero no lo suficiente para considerarnos un animal rápido. Un humano es incapaz de escapar de un caballo o un oso, ni siquiera de un perro grande.

No los más rápidos, pero sí los más resistentes

La especialidad de la humanidad se encuentra en su resistencia, pues somos capaces de mantener el ritmo durante espacios de tiempo muchísimo más largos que los del resto de animales.
Siempre se ha creído que los humanos somos animales físicamente débiles, y que nuestra capacidad de supervivencia se basa únicamente en nuestra capacidad mental, pero realmente, somos capaces de superar en durabilidad a cualquier animal dadas las condiciones correctas, los únicos capaces de mantenernos corriendo el largo de una maratón. Todo ello se debe a tres cualidades evolutivas con las que contamos los humanos: El mejor sistema de refrigeración, cambio de dos marchas y patas traseras. Vamos a profundizar en cada punto.

La mejor refrigeración líquida

Exáctamente de la misma manera que cualquier componente mecánico o electrónico, los músculos generan calor, debido a ineficiencia en la conversión de energía química a mecánica que tiene lugar. Estamos adaptados a ello, y como seres homeotermos, nuestra temperatura corporal se debe mantener en un rango muy estricto para poder sobrevivir. Cualquier variación en este rango es potencialmente letal.
La eficiencia muscular media de un mamífero ronda entre el 18% y el 26%, lo cual quiere decir que ese es el potencial de energía química en sangre que se transforma en mecánica. El 74-82% de energía química restante se transforma en calor, o simplemente no se absorbe. Haciendo los cálculos respectivos, nos damos cuenta de que hay mucho calor que disipar, y este lo hace a través de la piel, la cual no es el mejor conductor térmico. Además, a medida que un organismo crece, este lo hace a nivel volumétrico, de forma que si el sujeto ha crecido el doble, su volumen habrá aumentado 8 veces, mientras que su piel solo habrá aumentado 4 veces, lo cual reduce aún más la capacidad de disipación térmica. En resumen, un animal grande encontrará antes su límite de disipación que uno de menor tamaño.
Para contrarrestar esto, la naturaleza ha tomado diferentes caminos, como en el caso de los elefantes, cuyas orejas actuan de la misma manera que lo haría un radiador. Otro ejemplo es la capacidad de reducir el nivel metabólico de algunos animales, para realizar tareas largas y de relativamente poco esfuerzo.
En contraste, otros animales sudan para disipar el calor, siendo los seres humanos los más eficientes en este aspecto.

El sudor es el método que utiliza nuestro metabolismo para liberar el exceso de energía, pues el agua líquida requiere de 550 Calorías por gramo para evaporarse. El agua no tiene por qué encontrarse en su punto de ebullción para evaporarse, una simple corriente de aire es capaz de evaporar una capa laminar de agua a cualquier temperatura. Aplicando esto a la sudoración, si estamos corriendo, cada gramo de agua que se evapore disipará 2300 Joules de nuestro cuerpo. Un atleta es capaz de generar cantidades superiores a 3L de sudor por hora, lo cual se traduce a 2kW de disipación de energía térmica para un ser humano. Si asumimus una eficiencia térmica del 100%, la cual es imposible, seríamos capaces de una potencia constante de 0,45 a 0,7kW. Esta es la razón por la que carecemos de la gruesa capa de pelaje que caracteriza a los mamíferos, pues esta aislaría la capa laminar de agua y bajaría en gran medidala eficiencia térmica corporal, como les pasa a los caballos. Una forma de apreciar esto en nuestras propias carnes, es el sudar a través de ropa gruesa, como la de franela.

Transmisión de dos marchas

Otra capacidad característica de los humanos es la de poder cambiar de deambulación plantígrada a la marcha equina a voluntad, como se ve en la imagen.

Al caminar, nos apoyamos sobre las suelas en su totalidad, y sólamente aprovechamos su capacidad de palanca para elevar la pierna en un espacio corto de desplazamiento, ahorrando el uso de las pantorrillas, y por ende, consumo energético y calórico. Caminar es un proceso lento pero extremadamente eficiente.
El resto de animales corredores, como los gatos, perros, caballos, etc., caminan sobre sus extremos delanteros, donde se encuentran los dedos, independientemente de la velocidad a la que vayan, de manera que sus músculos trabajan más de lo necesario en velocidades bajas.

Sin embargo, si queremos correr, lo único que debemos hacer es apoyarnos sobre nuestras cuclillas, de manera que nuestros dedos hacen de estabilizadores, mientras que nuestros gemelos se activan y utilizan la fuerza de palanca para levantar los pies del suelo, a la vez que se utilizan muchos mas grupos musculares, como los situados en el abdomen. Todo esto hace que un cuerpo humano conste de dos marchas efectivas.

Patas traseras

A la vez que es cierto que los animales corredores utilizan la fuerza de las patas traseras para impulsarse, mientras que las delanteras se encargan de estabilizar el peso del cuerpo, los humanos somos los únicos capaces de andar únicamente sobre nuestras patas traseras de manera permanente, compartiendo esto únicamente con las aves corredoras. Se podría discutir la capacidad de más mamíferos de ser bípedos, como los osos, mapaches, lémures y monos, pero estos son animales principalmente cuadrúpedos con la capacidad de caminar sobre sus patas traseras ocasionalmente. Los canguros tampoco se cualificarían como animales bípedos, ya que, aunque se apoyan sobre sus patas traseras, solo las pueden mover en conjunto, a saltos.

Ningún animal es capaz de correr durante 8 horas seguidas a una velocidad media de 16km/h salvo el ser humano. Un caballo es muchísimo más rapido que un humano, pero al cabo de una hora o menos, depende de la temperatura, el caballo necesita parar y enfriarse, pues corre el riesgo de sufrir un infarto. Cuando hace frío, la refrigeración pasa a un segundo plano, y los animales son capaces de durar muchísimo más tiempo entre paradas, por ejemplo, los perros de trineo son capaces de tirar de ello durante 200km a temperaturas bajo cero.

Entonces, los seres humanos son los más resistentes dadas las condiciones adversas para el resto del reino animal, más incluso que los camellos, cuya estrategia es muy distinta a la del ser humano, que reciclan el agua en la joroba para mantenerse frescos, cosa que les priva de la capacidad de hacer grandes esfuerzos, de allí el que generalmente se vea a las personas caminando junto a los camellos, más que encima de estos. El animal puede caminar de 8 a 10 horas seguidas, pero a una velocidad reducida. Como dato curioso, el ganador de la Gran Carrera de Camellos Australiana que tuvo lugar en 1988 caminó y corrió junto al animal por una distancia de 3200km.

El único animal capaz de hacerle competencia en durabilidad al ser humano es el antílope americano, que puede correr durante 4 horas seguidas a una velocidad media de 50km/h, o incluso 70km/h. Esto se debe a que los bronquios del animal son el doble de anchos en proporcion al tamaño que los humanos, y pulmones con el triple de capacidad que los de una cabra de similar tamaño, resultando en una capacidad de procesamiento de oxígeno cinco veces mayor a la de un mamífero típico, a cambio de un estómago más pequeño que le dificulta hacer esto de estar lleno. Aún con todo, la humanidad cuenta con el récord de durabilidad, pues en el año 2005, Dean Karnazes marcó el hito de correr 568km sin parar, en un tiempo de 80 horas y 44 minutos, equivalente a 3,4 días.