Investigación Kayak

De Casiopea



TítuloInvestigación Kayak
AsignaturaTaller de Construcción de Diseño Industrial 4
Del CursoConstrucción 4° DO 2015
CarrerasDiseño Industrial
11
Alumno(s)Francisca Romero Bugueño

Investigación kayak

Historia del kayak

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El kayak es una variedad de piragua de uno, dos o cuatro tripulantes cuyo uso es fundamentalmente deportivo. En su origen eran de un solo tripulante y se usaban para pescar y cazar. El tripulante o palista se acomoda sentado y orientado en dirección al avance, a diferencia de las embarcaciones de remo, propulsando la embarcación mediante una pala de doble hoja o cuchara que no necesita de apoyo sobre el casco.

Origen de la palabra

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Según algunos historiadores, la palabra kayak significa "ropa para andar en el agua" ya que era construido a las medidas exactas del remero; otros indican que significa "hombre-barca". En la sociedad esquimal, los menores no podian utilizar estas embarcaciones y sólo al alcanzar la mayoría de edad, y sus medidas definitivas, la familia, casi en un acto ritual, le construían su kayak. Se decía que si un esquimal salía a cazar y no regresaba era porque había usado un bote prestado.


Origen del Kayak

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Se desconoce el origen exacto del kayak, pero se sabe que fueron los esquimales los primeros en usarlo. Se supone que es la embarcación más antigua que se usa en la actualidad ya que se calcula que tiene más de 3000 años. Fueron utilizados por los pueblos aleuitanos, los Inuits del norte de Canadá, Norses de Groenlandia e Islandia, Lapones del norte de Europa y las tribus Koryak y Chukchi de la Siberia


Del Umiak al Kayak

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El umiak, umiaq, o oomiak es un tipo de embarcación utilizada por los Inuit para el transporte. Su nombre significa «barco de la mujer», en oposición al kayak, que es el «barco del hombre».

El umiak era significativamente mayor que el kayak, pudiendo acoger a más de 20 personas en su estructura de 6 a 10 metros, necesitando cerca de siete pieles de foca para un barco de unos siete metros. Se utilizaba en verano para transportar personas y mercancías a los campos estacionales de caza, así como para expediciones balleneras. La proa y la popa eran romas.

Forma y condición

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Hielo predominante Agua navegable solo unos meses al año

Materialidad/Construcción

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Al igual que con el kayak, usaban para su fabricación tradicional madera recogida en las orillas de ríos o del mar, o bien huesos de ballena, todo ello formando una estructura sobre la cual se extendían pieles de foca barbuda. Las piezas se sujetaban unas con otras usando cornamentas, marfil o madera a modo de clavos.

Uso del kayak

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Relevancia Social

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Otros ingenios

Anorak

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Cubre Cockpit

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Elementos de caza

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Llegada de Rusos

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Expansión por el Ártico

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(900-1800 d.c)

Durante el año 900 d.c coincidiendo con un periodo de calentamiento de la atmósfera tuvo lugar una expansión demográfica y cultural. Las migraciones estaban motivadas por diversas razones: el incremento de la población, la presencia de un mar mas libre de hielo y las técnicas empleadas para la caza, ya que las ballenas eran seguidas durante sus migraciones y algún otro motivo religioso que se desconoce.

Con el paso del tiempo, estos comenzaron a desarrollar técnicas como el flotador que les permitía capturar más rápidamente a las presas, lo cual permitió que cazaran hasta 20 bañenas al año y por lo tanto, se fueran sedentarizando. La cultura esquimal se expandió por todo el Ártico llegando hasta rusia en la zona de Siberia y la zona mas polar de groenlandia.

Evolución

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Baidarka doble (1826)

Las islas Aleutianas son barridas por vientos constantes, por este motivo, las baidarkas eran construidos de manera que sobresalieran muy poco del mar, con el fin de que el viento les afectase lo menos posible. Una de las características que llamó la atención a los primeros navegantes que llegaron a estas islas era la rapidez que desarrollaban estos botes; podían navegar contra corriente. Este hecho estaba motivado por las características de la embarcación, pero también, por la técnica de remo y la fortaleza física que distinguía a estos hombres. Un estudio realizado sobre el húmero de un cazador aleut, demuestra que poseía una musculatura en los brazos muy superior a los de un ser humano normal.

Otra de las particularidades que tiene esta embarcación: la flexibilidad, que se conseguía dividiendo la quilla en tres piezas. no se sabe ciertamente qué beneficios podía tener para la navegación este diseño bífido, si era simplemente cuestión estética o lo que pretendía era asemejarse a la forma de una nutria marina. Lo cierto es que este tipo de proa, cerrada y curvada hacia arriba en dos lenguas, es una seña de identidad inequívoca de las baidarkas. Popa plana que favorece la velocidad.

Groendland polar (1850-1900)

Los kayaks de los Inuit polar de Groenlandia (el grupo humano que habita más al Norte del planeta), fueron muy distintos a los del resto de la isla debido a que en una época, los Inuhuit llegaron a carecer por completo de kayaks y a perder las técnicas de su construcción. Una migración desde el Sureste de la Isla de Baffin (Este del Canada) ocurrida hacia 1860 reintrodujo los kayaks en el extremo norte de Groenlandia. Los diseños y métodos de construcción de kayaks que los inmigrantes trajeron consigo fueron los propios del Este del Ártico Canadiense, diferentes a los de Groenlandia y de ahí las diferencias entre los kayaks polares y los demás tipos de kayak de la isla.

Los rasgos peculiares de los kayaks polares groenlandeses que eran en un principio la proa corta y alta, el fondo plano, la cubierta de popa baja. la anchura máxima en la mitad posterior a veces incluso detrás de la bañera, que a su vez suele emplazarse bien detrás del punto medio del kayak. La bañera y las costillas se construían con varias piezas, no curvando al vapor piezas únicas.

Groendland polar (1900-1910)

Pronto estos kayaks experimentaron la influencia de los modelos de más al Sur. Debido a la actividad de exploradores europeos y americanos, los Inuhuit entraron en contacto con los kayaks de la costa Oeste de Groenlandia y no tardaron en modificar sus propios kayaks introduciendo rasgos de las embarcaciones más marineras usadas costa Oeste abajo. Este proceso continuó hasta que a mediados del siglo XX los kayaks polares ya eran virtualmente indistiguibles por su aspecto de otros ejemplares de la costa Oeste. Son probablemente estos kayaks polares modernos los últimos representantes del uso tradicional del kayak para la caza y la subsistencia. En el norte de Groenlandia, cada verano los cazadores siguen persiguiendo a los narvales con arpones desde sus kayaks (el único método de caza que el Gobierno permite para esta especie). Dichas influencias se manifiestan en proas más largas, codastes definidos y con formas que imitan ejemplos del Sur, proa y popa alzadas por encima de la línea de las bordas y menor manga respecto a los modelos previos.

Koryak (1910)

El kayak de caza más corto de todos. Este kayak se utilizó en Kamchatka para la caza de focas cerca de la costa. Con su pequeño volumen, las focas deben haber sido remolcado a tierra. De lo contrario la cubierta habría sido inundado. El ancho del kayak compensa la parte inferior en forma de V profunda para mantenerlo razonablemente estable. Las paletas de mano efectivamente trabajadas son mucho mejor de lo que parecen. son ergonómicos, rápido y sin goteo. A diferencia de los remos de doble hoja que al utilizarlos en esta embarcación gotean hacia el interior del kayak. Otra ventaja de este tipo de remo es que se puede timonear con una mano mientras se avanza con la otra.

Delta del yukón (1938)

Kayak para navegar el mar de Bering. Estas embarcaciones son conocidas por su excelente capacidad de carga y la navegabilidad en el mar abierto. La característica más distintiva es su forma de la cubierta. Las secciones finales de cubierta en la proa tiene una elevación redondeada con un agujero a través de él que es decorativo y sirve como manija para levantarlo. La popa tiene una corta proyección que sirve el mismo propósito.

Copper inuit Norte de Canada (1914)

Embarcación que posee dimensiones extremas con sus 7 m. de eslora y 39 cm de manga quizás sea de los kayak mas estilizados. Por sus características era un kayak muy rápido utilizado para la caza del caribú cuando estos cruzaban ríos y lagos. En este caso los acorralaban y usaban una lanza para abatirlos.

Modelo Qayapaurak o pequeño kayak

No solían superar los 3 m.Con una eslora de 2,9 m y una manga de 0,59 m fue,influenciado por la aparición de las armas de fuego.Con la aparición del rifle solo necesitaban un pequeño kayak que les permitiera recoger las animales abatidos cerca de la orilla.

Modelos del Este de Groenlandia

La costa este de Groenlandia es a veces encerrada por una gran cantidad de hielo. Esto hace que los mares con frecuencia calma. Para cazar de manera eficiente en mares tranquilos hombres hicieron sus barcos con tan bajo del perfil como sea posible. Este diseño hizo más fácil acercarse estrechamente y matar a los mamíferos acuáticos.

Modelos del oeste de Groenlandia

Con el viento y la corriente en el oeste de Groenlandia, la costa rara vez experimenta un día tranquilo de la bahía de Baffin al estrecho de Davis. En consecuencia, se necesitaba velocidad y estar a salvo en aguas turbulentas en el kayak. Estos kayaks se caracterizan por una alta cubierta de proa para tallar las olas, plana cubierta de popa y un fondo "v" pronunciada.

Este diseño es una ventaja cuando se trata de acecho de presas en aguas turbulentas. Pone el cazador a favor del viento y lo hace menos visible a sus presas.

El kayakismo moderno

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1865, Primer Kayak de madera

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El kayak llegó a Escocia, de la mano de un abogado llamado John Mc Gregor. construyó un bote tratando de copiar la estructura de los kayaks esquimales, que había visto en sus viajes por Alaska y Kamchatka. La embarcación fue llamada Rob Roy y fue construida en madera de roble con una cubierta de cedro. La difusión de sus hazañas través de sus libros, motivó a varios imitadores a practicar esta actividad.

1900, Primer kayak plegable

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En 1905, Alfred Heurich un estudiante de arquitectura construyó su primer kayak desmontable llamado Delphin. . Inspirado por los inuit en kayak. Tenía una estructura de bambú con una concha hecha de lona estirada. Podía ser doblado y llevado en tres bolsas, cada una pesa menos de 4,5 kg .

1960, Resina y fibra de vidrio

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1960: aparecen la resina y la fibra de vidrio, materiales que permiten construir embarcaciones con mucha rapidez, más económicas y con más facilidad para reproducir las curvas. La facilidad para hacer reparaciones es otra gran ventaja de este nuevo material.

1980, Plástico Rotomoldeado

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En los años 80s aparece el plastico rotomoldeado, llevando al kayak a modelos faciles de producir, resistentes y económicos. Con este hito se masifica el acceso a estas embarcaciones y se consolida el deporte del kayak. El rotomoldeo en el cual se introduce un polímero en estado líquido o polvo dentro de un molde y éste, al girar se adhiere a la superficie del molde, creando piezas huecas. Sit on top.

1993, Polietileno extrusado insuflado

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Anton Prijon desde Europa fabricó el primer kayak con el método de polietileno insuflado, método muy diferente al de rotomoldeado, que permite inyectar polietileno de alta densidad a través de un sistema de boquillas y ajustar, por aire, el grosor de las paredes del kayak según parámetros de diseños muy específicos. Actualmente hay solo 2 marcas que fabrican este tipo de kayaks

Este sistema, conocido como HTP (Polietileno Extrusado Insuflado) permite fabricar kayaks más resistentes y ligeros que los elaborados con plástico rotomoldeado, de mayor dureza y durabilidad, más resistentes a la torsión, a la flexión y a los golpes y lo mejor, en un proceso que no dura más de 6 minutos.

La pala o remo

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El remo o pala de kayak de mar es la herramienta que el kayakista de mar utiliza para propulsar y/o dirigir su embarcación. El remo de kayak tiene dos hojas que entran alternándose en el agua. Los materiales del remo buscan darle una mezcla entre rigidez, flexibilidad, resistencia, durabilidad y bajo peso. Los más usados son la madera, el aluminio, la fibra de vidrio y la fibra de carbono.

Existen 3 tipos de remos fundamentalmente que se diferencian por la forma de sus hojas.

Remo estilo Groenlandés

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Remo fabricado De una sola pieza con hojas muy alargadas que salen gradualmente de la pértiga. Este es el remo tradicional usado por los esquimales. Remos típicos de uso recreativo y no tienen parte anterior y posterior, como tampoco tienen lado derecho o izquierdo. Bajo rendimiento.

Remo estilo Europeo

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Este es el remo más comúnmente usado en la actualidad. Las palas asimétricas están diseñadas para entrar eficientemente en el agua y normalmente tienen un diseño que sirve para evitar la vibración y darle estabilidad a la remada.

Remo estilo cuchara

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Similar al europeo pero con las hojas con forma de cuchara y optimizadas para la mayor rendimiento de velocidad. Se utiliza generalmente en competencias. Este tipo de remo se usa poco en kayak de mar, prefiriéndose el tipo europeo por su versatilidad.

Innovaciones en kayak

Oru Kayak

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Anton Willis, es el primer kayak plegable, se creó inspirado en el origami, con un despliegue y montaje en 5 min. Hecho de una lámina de polipropileno de doble capa única costura se sella con goma, usa 70% menos de petróleo que el kayak común moderno.

Backyak

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Es un Kayak desmontable, creado por empresa alemana Klepper, se transporta en dos mochila de 9 kg. Al estilo ‘’muñecas rusas’’, con un ensamblaje sin herramientas. Tiene una capacidad máxima de dos adultos y un niño, se puede convertir en dos embarcaciones individuales. Fabricado en fibra de carbono, tiene mucha versatilidad de uso.



Hidrodinámica del kayak

Dimensiones

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Partes de un kayak

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Componentes

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Movimientos

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Resistencia al avance

Toda embarcación, al desplazarse por el mar, interactúa con dos fluidos, aire y agua. Ambos fluidos se oponen al movimiento generando una resistencia al avance. Esta resistencia de avance puede ser descompuesta en diferentes módulos y en este apartado se documentarán las resistencias más importantes. Al ser una fuerza que se opone a la fuerza propulsora humana dicho apartado tratará también aspectos para mejorar el rendimiento de navegación del palista. La resistencia de avance corresponde a la suma de la resistencia aerodinámica y la hidrodinámica

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Resistencia Aerodinámica :

La aerodinámica es la resistencia generada por el aire y afecta al palista, a la pala, y a la obra muerta de la embarcación. En la mayoría de casos prácticos se considera nula por considerarse entre una centésima y una milésima parte de la resistencia hidrodinámica.

Efecto del viento en la embarcación:

Viento frontal: disminuye la velocidad de la embarcación y la frecuencia de palada.

Viento dorsal: aumenta la velocidad de la embarcación y la frecuencia de palada.

Viento lateral: puede modificar el rumbo

Resistencia Hidrodinámica :

Efecto de las olas en la embarcación:

Modifican la superficie mojada del casco. 
Modifican el equilibrio del palista.  

Generan movimientos de cabeceo, balanceo, giro, empuje, freno, elevación y descenso.

Efecto de las corrientes en la embarcación:

Empujan o frenan la embarcación. Si las corrientes son laterales pueden modificar el rumbo.

Diseño del casco

Direccionalidad: Eslora

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Cuanto mayor sea la eslora, más recta será la trayectoria y más fácil mantener la dirección y la velocidad, pero más costará girar y maniobrar.


Maniobrabilidad y velocidad: Quilla

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La quilla es la línea central que recorre el casco de proa a popa, es el factor que determina la maniobrabilidad. Una quilla recta proporciona excelente dirección pero mala maniobrabilidad. Una quilla curva las cualidades opuestas.

Estabilidad y equilibrio: Manga

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Los términos de estabilidad, equilibrio, dominio, manejo y control de la embarcación, muy relacionados entre sí y causa habitual de confusión, nos llevan a la búsqueda de su base teórica para una mejor comprensión. Las características de la práctica del piragüismo determinan que la estabilidad del sistema palista-embarcación tenga una implicación importante en la formación técnica de los deportistas. El palista puede encontrar parcial o totalmente limitado el desarrollo de su potencial deportivo si no consigue resolver el problema de la estabilidad sobre la piragua o canoa.

Estabilidad primaria

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La estabilidad esta definida como la propiedad de un sistema de no sufrir cambio alguno sin aplicación de acción externa.

Propiedad de un sistema en el que cualquier variación a partir de un estado de equilibrio produce un aumento de fuerzas o influencias que tiende a devolver al sistema el equilibrio.

Es decir, que esta propiedad además de permitirnos un equilibro, es capaz de responder ante posibles agentes exteriores que modifiquen la situación primitiva hasta devolverlo al equilibrio.

La estabilidad primaria es lo primero que percibimos al subir al kayak. Un kayak tiene estabilidad inicial cuando no se balancea fácilmente en aguas tranquilas y si, al inclinarlo, recuperamos fácilmente la posición inicial. Da seguridad al principiante, y al experto lo aprecia en las paradas que se hacen para descansar y comer durante las travesías.

La resistencia de un kayak a volcarse, tanto en un sentido o en otro es decir; tanto para poder volcar el kayak como para volverlo a enderezar. Demasiada estabilidad primaria puede ser indeseable en un bote para los kayakistas avanzados, ya que tornará más dificultoso realizar el roll esquimal.


Estabilidad secundaria

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La estabilidad dinámica tiene que ver con la capacidad de recuperar el equilibrio en situaciones de movimiento, tanto del kayak como del agua y el viento. Depende de la facilidad con la que podemos bascular el casco para adaptarnos al conjunto de fuerzas que actúan en una ola, un giro o un derrapaje.

Este concepto se refiere a lo estable que es el kayak cuando lo inclinamos sobre uno de sus costados. Si el barco tiene un casco redondeado, al inclinarlo (dar casco o cantear) la transición entre el casco y el costado del kayak es suave mientras que si tenemos una piragua de fondo plano con cantos marcados, la transición es rápida, es decir podemos pasar casi sin darnos cuenta de estar ligeramente inclinados a estar volcados y remojados.

Sería ideal tener una alta estabilidad inicial y una alta estabilidad secundaria o dinámica, pero la suma de ambas estabilidades es siempre constante, pongamos que suman 100, un 90% de estabilidad inicial sólo dejaría un exiguo 10% a la estabilidad dinámica, y viceversa. Lo más sensato, y la mayoría de los kayaks los son, es un reparto equilibrado, lejano de los extremos y acorde con el nivel, las preferencias y los objetivos de cada uno.

Estabilidad y punto de gravedad y carena

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Ergonomía del kayak

El término ergonomía proviene de un vocablo griego y hace referencia alestudio de los datos biológicos y tecnológicos que permiten laadaptación entre el hombre y las máquinas o los objetos.

La traducción del concepto griego está relacionada a las normas que regulan el accionar humano. La ergonomía, por lo tanto, analiza la interacción entre el ser humano y otros elementos de un sistema con el objetivo depromover el bienestar humano y el rendimiento del sistema.

La ergonomía se propone que las personas y la tecnología funcionen en armonía. Para esto se dedica al diseño de puestos de trabajo, herramientas y utensilios que, gracias a sus características, logren satisfacer las necesidades humanas y suplir sus limitaciones. Esta disciplina, por lo tanto, permite evitar o reducir las lesiones y enfermedades del hombre vinculadas al uso de la tecnología y de entornos artificiales.

El kayak y el hombre

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Según la definición y la primera concepción del kayak es una embarcación hecha a medida para el hombre. Por lo que se construye a partir de la ERGONOMÍA.

Posición de base

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Se debe formar un ángulo de 90 grados en los codos y a su vez las manos a la altura de los codos, se llama la posición del rendido. posición correcta del agarre de la pala. Esta posición del rendido se lleva al frente, por sobre el kayak, sin perder la separación de las manos.

La caja del palista es el “cubo” o “rectángulo voluminoso” que se forman las manos en el movimiento del paleo.

Fases del paleo

En el primer movimiento o ataque, el torso y las piernas hacen todo el trabajo, los brazos solo manejan el movimiento, pero no generan fuerza, si hicieran fuerza, tendríamos una pronta lesión muscular en los hombros. Al dar la primera pala se gira todo el torso para llegar bien adelante con la pala y por lo tanto moverse más rápido y arrastrar más agua. el brazo derecho en este caso esta casi completamente extendido, y el izquierdo se mantiene relajado flexionado cerca de la cara.

Luego de meter la hoja al agua hay que mantenerla cerca del kayak y empezar a enderezar el torso , cuando la mano esta a la altura de la barriga se debe terminar el movimiento si esta se continua mas atras el kayak se ralentizará, al ser empujado hacia abajo.

Al sacar la hoja del agua se hace hacia atrás, en este momento debemos empezar a girar un poco el torso para comenzar con la siguiente palada, el movimiento del codo debe ser acompañado por el de muñeca para maniobrar adecuadamente la pala.

Luego de sobrepasar este nivel continuamos el movimiento de forma fluida y siempre tratando de sacar la palada lo más adelante posible sin esforzarnos demasiado.

Existen dos diferentes fases en el paleo la fase acuática (Ataque, tracción y salida) y la fase aérea (subida de pala y ataque aéreo).


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En estas imágenes se observan las distintas fases, en los dos primeros recuadros (primera fila desde esquina izquierda) se observa el ataque de fase acuática, cuando metemos la pala en el agua, dando una palada larga, en los siguientes dos recuadros vemos la tracción del agua, donde aprovechamos de arrastrar la mayor cantidad de agua, para movernos mas rápido.

En la segunda fila de imágenes podemos observar claramente la salida de la pala del agua y como casi al unísono se transforma en subida de pala ya en un trabajo aéreo.

En la tercera y ultima fila vemos el ataque acuático, la tracción y la salida por el otro lado del kayak.