Perché il pallone dei Mondiali di quest’anno potrebbe non volare così lontano

Un team di ricercatori esterni ha studiato come il pallone da calcio riprogettato da Adidas fende l’aria.

Ci sono molte novità riguardo al prossimo torneo della Coppa del Mondo FIFA, che si terrà questo mese negli Stati Uniti, in Canada e in Messico. Ospiterà più squadre che mai. È la prima volta che si svolge in tre paesi diversi. E, come le edizioni precedenti da oltre mezzo secolo, utilizzerà un pallone da calcio dal design completamente nuovo.

Un gruppo di ricercatori che da vent’anni studia la fisica dei palloni della Coppa del Mondo ha recentemente esaminato questo nuovo modello, chiamato Trionda. Prodotto da Adidas, il Trionda presenta quattro pannelli rossi, verdi e blu con profonde scanalature e decorazioni raffiguranti una foglia d’acero, un’aquila verde e una stella, a rappresentare i tre paesi ospitanti. Attraverso esperimenti in galleria del vento, il team di ricerca ha scoperto che questo pallone è in qualche modo migliore rispetto alle versioni precedenti, ma i tiri dalla lunga distanza potrebbero non arrivare così lontano come in passato.

“In parole povere, la Trionda potrebbe penalizzare leggermente i tiri da distanza estrema, ma dovrebbe premiare una tecnica pulita e una traiettoria prevedibile”, afferma John Eric Goff, membro del team, ricercatore di fisica dello sport e futuro professore di ingegneria pratica alla Purdue University. “I portieri, i difensori che effettuano passaggi lunghi e i tiratori dalla lunga distanza sono i primi a cui guarderei per notare differenze evidenti”.

I ricercatori hanno utilizzato una galleria del vento per studiare il pallone Trionda presso l’Università di Tsukuba.

TAKESHI ASAI, SUNGCHAN HONG E RICHONG LIU

Adidas progetta nuovi palloni per ogni Coppa del Mondo sin dagli anni ’70. Alcuni dei cambiamenti di design nei primi decenni erano di natura estetica: il pallone del 1986 presentava grafiche ispirate ai templi aztechi per il torneo in Messico, mentre quello del 1994 aveva grafiche spaziali in onore del 25° anniversario dello sbarco sulla Luna. C’erano anche alcune differenze strutturali, come i nuclei in schiuma potenziati e una maggiore resistenza all’acqua. Ma in generale, i palloni utilizzavano lo stesso design di 32 pannelli pentagonali cuciti insieme.

La situazione è cambiata durante i Mondiali del 2006 in Germania, quando Adidas ha presentato il pallone +Teamgeist. Era composto da soli 14 pannelli curvi, uniti tra loro tramite incollaggio termico anziché cucitura. Il design aiutava a tenere fuori l’umidità in modo che il pallone non diventasse più pesante durante la partita, spiega Goff. È stato più o meno in quel periodo che ha iniziato a studiare i palloni da calcio. Negli anni successivi, lui e i suoi colleghi hanno seguito le trasformazioni man mano che Adidas lanciava palloni con diverse texture superficiali e un numero ancora minore di pannelli: cambiamenti di design abbastanza significativi da influenzare il gioco.

Movimento in volo

Goff ha scoperto fin dall’inizio che, analizzando i dati sulla traiettoria di un pallone, poteva ricavarne il coefficiente di resistenza aerodinamica, un numero che determina la resistenza dell’aria che il pallone subisce in volo a una data velocità. Poco dopo, ha iniziato a collaborare con un team in Giappone per analizzare come il comportamento in volo del pallone della Coppa del Mondo cambi con ogni nuovo design.

Gli esperimenti, condotti presso l’Università di Tsukuba in Giappone, sono stati volutamente coerenti nel corso degli anni perché “mantenere la continuità è importante per confrontare i nuovi dati con le serie di dati storici”, afferma Takeshi Asai, un professore dell’ateneo che lavora agli esperimenti. Consistono nel fissare il pallone a un’asta metallica collegata a uno strumento chiamato bilancia di forza, che misura le forze aerodinamiche come la resistenza e la portanza mentre il pallone è esposto alle stesse velocità del vento che incontrerebbe in una partita di calcio reale: da 7 a 35 metri al secondo.

Il team testa il pallone in diversi orientamenti, «ma se ne possono fare solo pochi perché il pallone Trionda costa 170 dollari», dice Goff, e ogni nuovo test lo distrugge di fatto. Gli esperimenti mostrano al team come il coefficiente di resistenza aerodinamica cambi con la velocità, e Goff scrive quindi un codice per simulare la traiettoria complessiva del pallone mentre vola nell’aria.

L’analisi del team ha mostrato come si sono evoluti i palloni dei recenti Mondiali a partire dal pallone Jabulani a otto pannelli utilizzato per l’evento del 2010. Il Jabulani ha ricevuto molte critiche dai giocatori, in particolare dai portieri, che hanno affermato che avesse una traiettoria ingannevole che «scendeva in modo insidioso», come ha dichiarato un giocatore al Guardian.

Il pallone Jabulani del 2010 (a sinistra) aveva otto pannelli e una superficie liscia che si traduceva in prestazioni imprevedibili. I palloni successivi, come il Brazuca del 2014 (al centro) e il Trionda di quest’anno (a destra), hanno meno pannelli ma una superficie più ruvida.

Il pallone aveva un difetto fondamentale: era troppo liscio. Anche se il suo coefficiente di resistenza aerodinamica era relativamente basso alle alte velocità, una volta che il pallone rallentava fino a un certo punto il coefficiente aumentava, facendogli perdere velocità piuttosto rapidamente e comportandosi proprio come si lamentavano i giocatori del 2010. Questa transizione improvvisa — chiamata crisi di resistenza aerodinamica — si verifica a velocità più elevate per i palloni più lisci, ma con l’aggiunta di texture come cuciture e scanalature, la transizione può essere evitata fino a quando il pallone non raggiunge velocità inferiori. Ciò permette al pallone di viaggiare più lontano e, in generale, di comportarsi in modo più prevedibile durante il gioco tipico.

“È lo stesso motivo per cui le palline da golf hanno le fossette e quelle da baseball hanno quelle belle 108 doppie cuciture. Se quelle caratteristiche ruvide di quelle palline non ci fossero, non si otterrebbe neanche lontanamente il tipo di distanza che si vede ora quando quelle palline vengono lanciate o colpite”, dice Goff. “Ci deve essere una sorta di ruvidità sulla palla per spostare questa transizione a una velocità minore”.

Nuove scanalature

I modelli successivi sono riusciti a posticipare la crisi di resistenza aerodinamica a velocità inferiori, secondo l’analisi di Goff e dei suoi colleghi. Il pallone Brazuca utilizzato nel 2014, ad esempio, ha solo sei pannelli, ma la lunghezza totale delle cuciture è molto maggiore, aumentando la rugosità della superficie. E il pallone Trionda di quest’anno contiene solo quattro pannelli, ma ogni pannello presenta anche tre scanalature profonde per una maggiore texture.

C’è però un compromesso in questa rugosità. Mentre Goff e i suoi colleghi hanno scoperto che il pallone Trionda subisce la crisi di resistenza aerodinamica alla velocità più bassa dal 2010, il suo coefficiente di resistenza aerodinamica è anche più alto di quello degli altri palloni alle alte velocità. Ciò significa che, anche se il cambiamento più drastico non avviene finché il pallone non si muove piuttosto lentamente, il pallone rallenterà comunque più rapidamente rispetto ai suoi recenti predecessori durante la parte più veloce del suo volo. Quindi le traiettorie dei calci lunghi potrebbero essere più corte di qualche metro, afferma Goff. Adidas non ha risposto a una richiesta di commento.

Fortunatamente, i giocatori dei prossimi Mondiali dovrebbero già avere familiarità con queste sfumature aggiuntive, dato che hanno avuto accesso al nuovo pallone per almeno alcuni mesi. Il pallone, osserva Goff, è abbastanza simile al pallone Flight di Nike nel design, quindi i giocatori che hanno trascorso più tempo con quel pallone potrebbero avere un vantaggio in più.

Nel frattempo, Goff continua a inviare i documenti del gruppo ai suoi colleghi della FIFA e di Adidas nella speranza di fornire nuove informazioni, e in passato ha ricevuto palloni da Adidas. Adidas effettua i propri test non pubblicati su ogni nuovo pallone. Il New York Times ha riportato l’anno scorso che il processo di test della Trionda, durato 3 anni e mezzo, ha incluso l’uso di robot progettati per calciare il pallone a velocità specifiche, oltre a test in sette delle 16 sedi ospitanti.

Ma secondo Goff, il calcio è “lo sport più popolare al mondo, [questo è] il suo torneo più importante, e l’attrezzatura più importante in quel torneo è proprio questo pallone”, indicando il pallone Trionda che aveva con sé davanti alla telecamera durante la nostra chiamata su Zoom. “Penso che siano interessati a vedere come si svolgono alcuni test esterni”.