Quando le prime pinne entrarono in commercio, e quindi erano destinate ad un pubblico più vasto, si verificò, in particolare negli Stati Uniti un certo proliferare di progetti volti all'identificazione di modelli specifici per determinati utilizzi con cui conquistare una certa fetta di pubblico.
Il concetto alla base di tutta l'attività era comunque quello di incrementare la superficie resistente dell'arto preposto alla propulsione. L'arto spostandosi verso il basso o verso l'alto spostava una certa quantità d'acqua allontanandola dal nuotatore: per il principio di azione/reazione il corpo del nuotatore subiva una spinta in avanti proporzionale alla quantità di acqua spostata.
Dalle primordiali palette alle recentissime pinne in composito, il principio meccanico a cui è legata la propulsione è sempre stato e sempre rimarrà quello appena citato.
D'altra parte, come in quasi tutti i casi in cui si debba ricercare un accessorio per incrementare le prestazioni umane in un determinato settore, era sufficiente osservare cosa succede in natura: tutti gli animali che nuotano posseggono delle pinne o delle zampe palmate proprio per massimizzare la quantità di liquido spostato in corrispondenza di ogni singolo movimento.
Il problema nell'imitare la natura è che spesso si commettono errori di valutazione piuttosto grossolani: l'organismo marino ispiratore per una pinna è infatti opportuno che sia un mammifero (o tutt'al più un uccello), sarebbe un grave errore ispirarsi ad un pesce.
La struttura ossea dei pesci prevede una lunga spina dorsale al termine della quale si trova una pinna caudale disposta sul piano sagittale sagittale mediano del pesce.
I muscoli e l'articolazione delle singole “vertebre” (ammesso che sia corretto chiamare così ogni singolo elemento della spina dorsale di un pesce) sono tali da garantire una oscillazione da destra a sinistra rispetto al piano sagittale mediano stesso: quindi il corpo del pesce presenterà una serie continua di flessioni che porteranno, istante per istante, la pinna caudale a trovarsi a destra o a sinistra del piano mediano sagittale.
Ahi noi, la struttura ossea umana poco si addice a questo tipo di movimento, infatti le nostre gambe sono articolate in modo da basculare in maniera efficiente (a carico tra l'altro di muscoli grandi e potenti) nella direzione avanti/dietro (rispetto ad un piano trasversale perpendicolare a quello sagittale). Le gambe possono anche basculare lateralmente, con un movimento dal centro verso l'esterno e dall'esterno verso il centro (da gambe unite a gambe divaricate e viceversa): questo movimento è realizzato a carico di muscoli piccoli e poco potenti (i muscoli adduttori, che si occupano di riavvicinare reciprocamente le gambe, ed i muscoli abduttori che si occupano di allontanarle).
Analogamente, anche pensando di affidare i movimenti di pendolazione da sinistra a destra a flessioni colonna vertebrale a carico delle fasce laterali dei muscoli addominali, dovremmo affidare il nostro avanzamento a muscoli poco potenti con il risultato di faticare come pazzi per una velocità di avanzamento scadente.
Ma queste considerazioni a metà tra l'anatomia umana e l'ergonomia non hanno fermato i progettisti del passato: è possibile infatti rintracciare brevetti che desrivono pinne con la pala disposta secondo piani paralleli al piano sagittale (o monopinne sul piano sagittale).

 

E' quindi evidente che i fattori che hano influenzato la progettazione delle pinne dal passato ad oggi non sono solo quelli legati alla massima efficienza dell'attrezzo, gli addetti alla ricerca e sviluppo hanno orientato la loro attività anche su idee bizzarre destinate a suscitare scalpore o idee specificamente indicate per usi particolari, ma ugualmente proposte anche al pubblico per valutarne il potenziale interesse.
Volendo anallizzare altri criteri di ergonomia applicati all'efficienza della pinneggiata è possibile notare che praticamente tutte le pinne da apnea presenti sul mercato presentano la pala inclinata rispetto alla scarpetta.
In questo caso l'evoluzione produttiva delle pinne ha subito un repentino cambio di direzione in corrispondenza della forte diffusione delle immersioni con autorespiratore (inizialmente erano riservate ai professionisti).
I primi modelli di pinne ad elevate prestazioni (parliamo degli anni '50) presentavano infatti tutte (o quasi) una configurazione costruttiva per la quale le pale erano inclinate rispetto alla scarpetta (di seguito un estratto da un Brevetto Statunitense del 1964).

Se si osserva il corpo umano, quando il piede è iperesteso ed il collo del piede è perfettamente allineato alla tibia (giacciono su uno stesso piano) la pianta del piede è inclinata rispetto a tale allineamento (e quindi rispetto al piano stesso). Il piede infatti presenta uno spessore progressivamente calante a partire dal tallone, arrivando alle dita: schematizzandolo come un triangolo reattangolo in cui l'ipotenusa è il collo del piede ed il cateto maggiore è la pianta si nota bene la motivazione dell'inclinazione della pala.

Cosa significa?
Significa che la pala della pinna che giace sul medesimo piano della suola della scarpetta (che è sostanzialmente complanare alla pianta del piede) risulta essere inclinata rispetto alla direzione ideale in cui dovrebbe essere disposta (cioè in allineamento perfetto con la gamba giacendo quindi sul piano gamba/collo del piede). Quindi ha una efficienza scarsa presenta anche una sezione resisitente maggiore rispetto alla soluzione realizzativa che prevede la pala inclinata.
Viene da chiedersi perchè allora, per un periodo di tempo piuttosto lungo, molte aziende abbiano prodotto pinne con la pala allineata alla pianta del piede.
I motivi, a mio avviso, sono essenzialmente due: uno di carattere "storico" ed uno di natura economica.
Come già accennato, quando l'immersione con autorespiratore è diventato uno sport di massa, i produttori di attrezzatura hano cominciato a progettare attrezzatura pensata unicamente per questo nuovo tipo di clientela.
In primo luogo il diver cercava la comodità, quindi le pinne a scarpetta chiusa hanno lasciato il passo a quelle con il cinghiolo. Una richiesta probabilmente inaspettata ma estremamente influente fu quella di poter cammminare con le pinne ai piedi: è chiaro che il diver non voleva partecipare alla Maratona di New York calzando le pinne ma desiderava potersi muovere meno giffamente mentre si preparava all'immersione sulla barca di appoggio.
Se la pala è allineata alla pianta del piede è sicuramente possibile camminare, con una pala inclianta il gesto diventa più complesso ed innaturale e, tra l'altro, si rischia anche di danneggiare la pinna.
Addirittura risalgono agli anni '70 ed '80 molti modelli di pinne per immersioni con autorespiratore in cui la pala poteva essere ruotata verso l'alto e posizionata verticalmente durante la camminata.
Tra l'altro le prestazioni della pinna, a chi si immerge con le bombole, interessano in maniera limitata: salvo i pochi casi in cui l'immersione sia effettuata in zone caratterizzate da forti correnti, le pinne hanno il solo scopo di garantire piccoli spostamenti su un piano orizzontale; le risalite e le discese sono garantite dal "giubbetto ad assetto variabile" e dalla zavorra e queste operazioni sarebbero quelle che richiederebbero il maggior dispendio energetico al subacuqeo.
Il secondo motivo che ha spinto i produttori ad abbandonare per un po' la pala inclinata è legato a ragioni ingombri: la pinna che monta una pala inclinata rispetto alla suoal della scarpetta occupa più spazio di una pinna con pala allineata alla suola stessa.
In pratica gli imballi sono tali per cui nello spazio in cui si possono alloggiare 10 paia di pinne con pala inclinata se ne potrebbero alloggiare 11 (più probabilmente 12 o 13) di quelle con pala allineata.
Ogni singolo imballo, inoltre, avendo dimensioni maggiori costa anche di più.
Sapendo quanto incidono i costi di magazzino ed il confezionamento dei singoli prodotti è evidente che un produttore sia particolarmente attratto dalla soluzione realizzativa che gli permette di arginare queste spese.
Un elemento progettuale interessante, ed idoneo a determinare un importante incremento nelle prestazioni di una pinna sono i bordi guida acqua. Qualche anno fa si sono viste le prime pale che li presentavano: sono stati una novità sbalorditiva e poco a poco praticamente tutti i produttori li hanno adottati per conferire alle loro pinne una marcia in più.
Ma i profili guida acqua sono veramente il frutto della più recente ricerca del settore?
Analizzando vecchi documenti brevettuali si scopre che i guida acqua sono in realtà stati adottati per tantissimi anni: la ragione dell'abbandono degli stessi probabilmente  è da ricercare, annche in questo caso, nell'adattamento della produzione agli utilizzatori con le bombole: degli sporgenti profili guida acqua rendono scomo camminare sul pagliolato con le pinne e quindi non erano di certo amati da questa categoria di utilizzatori. Tra l'altro il loro scopo è unicamente quello di auumentare la quantità di acqua spostata per incrementare le prestazioni dell'attrezzo: uno scopo decisamente secondario per chi dispone di un G.A.V..

Si riportano alcune immagini relative a vecchi brevetti relativi a pinne caratterizzate da bordi guida acqua particolarmente evidenti: è interessante notare che l'andamento proposto nei documenti per l'altezza della cresta del guida acqua è descrescente dalla scarpetta alla punta della pala. Questo accorgimento permette infatti di calibrare la rigidità della pala stessa in quanto i guida acqua si comportano come delle costole di irrigidimento, quando maggiore è la loro altezza quanto maggiore sarà la rigidita della pala ad esso associata.

L'estremizzazione di questo concetto è riportata in una seconda figura allegata: si vede che anche un lembo riportato sulla tibia potrebbe essere sfruttato per incrementare il volume di acqua spostata. In questo caso è evidente che si crea una grande asimmetria nei volumi spostati tra la  fase di calcio in avanti (lavorano contemporaneamente i guida acqua sulla pala e quelli sul lembo tibiale) e quella di calcio di ritorno ( lavorano solo i guida acqua sulla pala). Quindi l'ergonomia dell'oggetto non è ottimale; al contempo è anche scomodo da indossare e piuttosto fastidioso (un cinghiolo dietro il polpaccio). La scarsa diffusione di questo prodotto è quindi ampiamente giustificabile.
Un altra caratteristica che vede alcune applicazioni nelle attuali produzioni è quella di realizzare pale asimmetriche. Lo scopo, in linea di principio, è quello di assimilare la forma delle due pinne affiancate alla forma della pinna caudale di un pesce o di un mammifero marino.
E' infatti indiscutibile che l'azione propulsiva di un pesce o di un delfino sia ineccepibile.
La  tecnica spesso si ispira alla natura per ricercare nuove soluzioni e quindi non c'è da meravigliarsi se questo concetto, con continui corsi e ricorsi sia  stato proposto in varie salse nel corso degli ultimi 60 anni (e forse anche di più).
Le prime pinne in gomma prodotte negli USA presentavano questa caratteristica, così come anche alcuni attrezzi che erano dati in dotazione ai corpi speciali Britannici (nel periodo immediatamente successivo alla seconda guerra mondiale).

Le figure allegate mostrano alcuni modelli per i quali fu presentata una domanda di brevetto.

Questa soluzione realizzativa, però non ha mai avuto successo e non è mai stata sposata dai recordman (e quindi dalle case che fornivano loro il materiale) sia nel nuoto pinnato che nell'apnea.
Inutile dire che anche nel settore delle immersioni con l'autorespiratore questo prodotto non ha avuto successo.
Sebbene l'approccio di partenza possa presentare dei principi condivisibili non dobbiamo dimenticarci che noi siamo uomini e non delfini!
Ben venga l'adozione di forme particolari per la realizzazione delle monopinne, ampie pale che si allargano moltissimo rispetto alla sezione frontale del subacqueo: lo scopo è quello di muovere più acqua possibile e disporre di una pala molto larga sicuramente ci aiuta.
Ma nel nuoto con monopinna le gambe si muovono in sincronia ed in costante parallelismo.
Nel nuoto con una copia di pinne mentre una gamba avena l'altra arretra. Accade quindi che la pala asimmetrica presenta una differente sezione resistente nel suo lato destro e nel suo lato sinistro.
Nella fase di avanzamento (ad esempio) il lato più ampio è frenato rispetto a quello opposto: il lato più piccolo sopravanzerà quello più esteso provocando una torsione della pala. La pala è attaccata al piede (grazie alla scarpetta) e quindi la torsione sarà trasmessa alla caviglia ed al ginocchio.
Continue torsioni alternate del ginocchio possono facilmente provocare dolori, potenzialmente anche delle infiammazioni su soggetti sensibili. E' evidente quindi che, da un punto di vista dell'ergonomia dell'attrezzo, la pala asimmetrica, sebbene basata sull'imitazione dei migliori nuotatori del pianeta, presenta dei seri problemi.
Tra l'altro l'approccio adottato nella scelta della pala asimmetrica è sostanzialmente opposto a quello più semplice e lineare.
Noi abbiamo un piede destro ed un piede sinistro. Pensare di accoppiare il piede ad una scarpetta universale (peggiorando il comfort e la stabilità dell'accoppiamento meccanico degli stessi) e di collegare alla scarpetta una pala  asimmetrica (che introduce delle torsioni) si discosta dalle esigenze reali del nuotatore.
Più in generale bbasti osservare che in tutti gli sport in cui si utilizza un attrezzo coollegato al piede per mezzo di un "nodo intermedio" i criteri progettuali sono differenti.
Nello sci abbiamo a  disposizione due scarponi a calzata conferotevole reciprocamente differenti per accoppiarsi al meglio con il rispettivo piede, su cui vincoliamo rispettivi sci identici tra loro.
Lo sci destro ha la stessa struttura e lo stesso profilo dello sci sinistro, ogni singolo sci è simmetrico rispetti al piano lungitudinale traverso. Non si tratta di una scelta casuale.
Se l'esterno degli sci fosse conformato diversamente  rispetto all'interno sottoporremmo le gambe a delle sollecitazioni più intense.
Lo stesso vale per i pedali di una bicicletta su cui insiste la spinta esercitata con la suola (rigida nel caso delle biciclette da corsa) della scarpa.
Quindi l'insuccesso di questo progetto potenzialmente interessante dal punto di vista tecnico è da attribuirsi, a mio avviso, a questo continuo susseguirsi di torsioni cui sono sottoposte le articolazioni che possono indurre fastidi nell'utilizzatore. 
Per il grand finale ho tenuto invece alcune immagini che a mio avviso sono particolarmente interessanti e sono relative a documenti brevettuali più fantasiosi che, forse, non hanno mai portato alla realizzazione in serie di una vera e propria produzione.
L'immagine della scarpetta a suola rigida (caratteristica che indiscutibilmente contribuisce all'incremento del trasferimento di energia alla pala e quindi accresce il rendimento meccanico) cui è vincolata una pala per mezzo di una opportuna staffa è interessantissima. Racchiude una molteplicità di caratteristiche strutturali che troviamo nelle odierne pinne da apnea: la pala inclinata, la suola rigida, la presenza dei bordi guida acqua...

Di contro la forma della staffa (7 in figura) ed i mezzi di fissaggio della stessa alla scarpetta ed alla pala non paiono particolarmente idrodinamici e quindi la soluzione introduce una notevole quantità di freni idrodinamici che, probabilmente ne riducono le potenzialità. Ma ad un progetto del 1967 possiamo perdonare questi piccoli peccati veniali.
La vera chicca invece riguarda un oggetto futuribile, non bene precisato. Allego solo l'immagine e lascio alla fantasia dei lettori l'intepretazione di questo strano oggetto.

 

Michele Rubbini - Bologna
tecno@bluworld.com