Amb aquest article, seguim la sèrie sobre les tesis doctorals que l’any passat van rebre l’ajuda econòmica del COPLEFC, destinada a facilitar el compliment de la investigació i l’obtenció del títol de doctorat de les i els investigadors. Podeu consultar l’article anterior en aquest enllaç.

 

Anàlisi del rendiment d’esquiadors alpins professionals mitjançant sensors IMU, per Carla Pérez-Chirinos (col. 58296)

 

L’esquí alpí és un dels esports més desafiants a l’hora d’analitzar el moviment. Les altes velocitats que s’assoleixen, entre 40 i 120 km/h, la morfologia del terreny canviant i la diversitat dels traçats fan que explicar-ne el rendiment sigui tot un repte, sobretot quan les diferències en el rànquing depenen de centèsimes de segon. En aquest context, fraccionar el temps total de la baixada en intervals de temps molt petits capaços de mesurar la durada d’elements clau de la tècnica (per exemple, la durada de les diferents fases del viratge d’esquí) podria ser essencial per comprendre la biomecànica i el rendiment d’aquest esport. A la literatura científica, l’estudi de les diferents fases de la corba d’esquí es coneix com «l’estructura de la corba d’esquí».

Els darrers anys els dispositius inercials o, en anglès, inertial measurement units (IMU), s’han sumat als sistemes wearable de monitoratge a l’esquí. Aquests dispositius presenten una sèrie d’avantatges, ja que són fàcils de fer servir de manera regular en els entrenaments i permeten mesurar diversos esquiadors i baixades completes en qüestió de minuts sense influir en la tècnica dels esportistes.

En aquesta tesi s’ha comprovat la viabilitat d’utilitzar un sistema d’anàlisi que es compon d’un dispositiu IMU fixat a la zona baixa de l’esquena dels esquiadors i uns imants col·locats al llarg del traçat. Amb aquest sistema es pretén avaluar l’estructura de la corba d’esquí utilitzant paràmetres biomecànics, objectius i quantificables.

Estructura

Aquesta tesi s’ha estructurat en dos estudis interrelacionats. El primer estudi ha tingut com a objectiu desenvolupar i avaluar la validesa de l’M-BTS, un sistema de cronometratge basat en imants, i el magnetòmetre del dispositiu IMU. L’objectiu del segon estudi ha estat avaluar la influència de l’estructura de la corba d’esquí en el rendiment dels esquiadors alpins en baixar per diferents traçats d’eslàlom (SL) a través de l’acceleròmetre d’un dispositiu IMU i de l’M-BTS.

Al primer estudi, l’M-BTS va servir per detectar el moment en què l’esquiador passava per les diferents portes del traçat amb una resolució de 0,01 s. Aquest sistema va consistir a col·locar diversos imants enterrats a la neu al costat de cada porta del traçat i col·locar un dispositiu IMU a la zona baixa de l’esquena dels esquiadors. El magnetòmetre integrat a l’IMU va detectar el camp magnètic en forma de pic en passar a prop dels imants a una velocitat determinada. Es va calcular el temps entre pics. El sistema es va validar amb fotocèl·lules i es va obtenir una exactitud de 0,013 ± 0,020 s i una precisió (rang d’error del 95%) de 0,050 s en el temps total de les baixades que es van realitzar pel traçat d’SL que es va marcar.

Aquest és el primer estudi que considera conjuntament diferents pendents i trajectòries d’un traçat per estudiar la seva influència en l’estructura de la corba d’esquí.

Al segon estudi es va realitzar el marcatge de quatre traçats d’SL: un traçat girat en un pendent suau (pendent: 12°; configuració del traçat: 10,70/4,00 m, per a la distància vertical i la distància horitzontal entre portes), un traçat girat en un pendent pronunciat (21°; 10,70/4,00 m), un traçat més recte en un pendent suau (12°; 10,70/3,25 m) i un traçat més recte en un pendent pronunciat (21°; 10 ,70/3,25 m). Cinc esquiadors alpins d’elit van completar diverses baixades pels diferents traçats a la màxima velocitat. L’ús de l’acceleròmetre incorporat al dispositiu IMU (1000 Hz) i l’M-BTS van permetre la detecció de les fases següents de la corba: inici (INI), conducció d’entrada a la corba (STEIN), conducció de sortida de la corba (STEOUT) i conducció total (STEIN+OUT). Per a cada baixada es van analitzar totes les corbes i les seves fases, i es van sumar els temps corresponents a la mateixa fase, per la qual cosa el temps total d’una baixada es va descompondre en els temps parcials següents: temps INI, temps STEIN, temps STEOUT i temps STEIN+OUT. Independentment del tipus de traçat, es van observar característiques similars a l’estructura de la corba d’esquí per a les baixades més ràpides. Concretament, aquestes van incrementar el temps INI i van reduir el temps STEOUT, tot reduint així el temps STEIN+OUT. El temps STEIN no va tenir cap influència en el temps total.

A banda d’identificar quina és l’estructura de la corba d’esquí vinculada amb els millors temps de baixada, aquesta tesi també aborda la forma en què aquesta estructura es veu afectada per la variabilitat del terreny i el traçat. Fins on saben els autors, aquest és el primer estudi que considera conjuntament diferents pendents i trajectòries d’un traçat per estudiar la seva influència en l’estructura de la corba d’esquí. S’ha observat que els traçats més rectes van tenir temps INI més llargs i temps STEIN+OUT més curts que els traçats girats i viceversa. D’altra banda, en els traçats situats al pendent més pronunciat es va observar un augment en el temps STEIN i una disminució en el temps STEOUT.

Actualment, el coneixement dels factors que determinen el rendiment a l’esquí alpí és relativament limitat. La utilització de noves tecnologies, com els dispositius IMU, ja sigui individualment o en combinació amb altres sistemes, pot ajudar a desenvolupar una perspectiva més científica d’aquest esport, i complementar d’aquesta manera les metodologies de base empírica emprades pels entrenadors amb l’anàlisi i els estudis de base biomecànica.

Podeu consultar la tesi completa en aquest enllaç.

 

 

Carla Pérez-Chirinos (col. 58296)

Doctora en Ciències de l’Activitat Física i l’Esport per la Universitat de Barcelona, també té el Màster en Activitat Física i Salut per la Universitat de Barcelona i va completar els estudis de grau en Ciències de l’Activitat Física i l’Esport a l’Institut Nacional d’Educació Física de Catalunya.

Actualment treballa com a professora a TecnoCampus Mataró, on imparteix diverses assignatures, com Biomecànica de l’Esport, Cinesiologia de l’Esport i Teoria de l’Entrenament Esportiu.

Durant l’últim any ha estat compaginant el seu treball a la universitat amb la construcció d’instrumentació a l’Associació Chronojump-Bosocystem, una organització sense ànim de lucre que ha creat el programari de codi obert Chronojump i desenvolupa instrumentació tecnològica per a l’anàlisi del rendiment esportiu.

És TD2 d’esquí alpí i ha treballat com a monitora d’esquí, a més de col·laborar amb diverses federacions i clubs d’esquí per analitzar aspectes tècnics i biomecànics dels esquiadors a través de dispositius IMU.