Continuamos con el tema 5 sobre el análisis biomecánico donde habíamos visto la tecnología asociada al análisis cinético. A continuación nos centraremos en el análisis cinemático, es decir, estudios sobre aceleraciones, movimientos mecánica; ejemplo: ¿porqué el brazo no puede llegar mas lejos?, ¿porqué el hombro no puede llegar mas arriba de una posición?, ¿qué fuerza se genera al dar un golpe?, etc.
Las tecnologías están tan avanzadas en estos estudios que hasta en los programas de tv en este caso en Cuarto Milenio estuvieron hablando de las tecnologías y el deporte sobre bañadores de Speedo, sistemas de mediciones y como caso mas llamativo del uso de los polímeros (es un tipo de plástico que tiene unas capacidades eléctricas), que los están utilizando para hacer ropa deportiva a modo de electroestimulación e impulsos eléctricos externos (mallas que nos den la posibilidad de introducirlo bajo la piel para poder andar más rápido de forma artificial, incluso de la posibilidad que hay para elegir un bebe con unas características determinadas o para seleccionar en un futuro deportistas para lograr éxitos deportivos.
Siguiendo con el tema 5, se estuvo hablando de la fotogrametría que sirve para estudiar a partir de cámaras de vídeos o fotografías la evolución de una actividad deportiva de forma cualitativa (datos aproximados de forma subjetiva) y cuantitativa (precisión, valores absolutos).
Cuantitativo:
Hablamos de Códigos QR (reconoce el código y se transfiere en 3 dimensiones) como por ejemplo con el programa Blue Mars
Código QR
Vídeos:
Técnica deportiva (gesto deportivo):
Darftish: ofrece una solución completa de reparto de vídeo, integrando herramientas de edición y publicación al dominio de su actividad. Ejemplo 1Ejemplo 2
Skillspector: fue diseñada a fin de ser un programa fácil de utilizar para el análisis de movimiento y habilidad basado en vídeo. Ejemplo 1
Estrategia Deportiva (gestos de varias acciones en equipo e individual):
Longomatch: es una aplicación multimedia para realizar análisis técnico/táctico por vídeo de encuentros deportivos. Está pensado para ayudar a los entrenadores a identificar las jugadas clave de un partido y organizarlas por categorías para poder recuperarlas de una forma fácil con un simple click. Ejemplo 1
Er1c: pensada desde el punto de vista del usuario, entendiendo cuáles son sus necesidades reales y cuales las tareas que le hacen consumir tiempo productivo. Er1c es un sistema que cubre el ciclo completo de trabajo de un entrenador, profesor o analista general. Ejemplo 1Ejemplo 2Ejemplo 3Ejemplo 4
Mocap (grabación técnica de la captura en movimiento):
Endorphin LE: permite simular la dinámica y la física del comportamiento humano. Ejemplo 1Ejemplo 2
Vicon: Software y sistemas de captura de movimientos en el mercado de la animación, la biomecánica y la ergonomía. Ejemplo 1Ejemplo 2
Simi Motion: diseñado para llevar a cabo el análisis de movimiento de vídeo. Ejemplo 1
Hemos empezado con el tema 5
"Aplicación de la tecnología al análisis biomecánico".
Estamos con las plataformas de fuerza.
La fuerza se puede medir con: galgas extensiométricas, plataformas
dinamométricas,sistemas de registros y análisis de precisiones y
dinamómetros.
Plataforma dinamométrica Dinamómetro
Dentro de las plataformas tenemos dos
mecanismos de sensores: galgas extensiométricas y los cristales
piezoeléctricos. Las tensiones que se dan en la plataforma producen
cambios en las galgas con los que luego obtenemos la fuerza
resultante en los tres ejes del espacio. Con estos aparatos podemos
determinar si en el momento de la pisada se ejerce más fuerza hacia
abajo, arriba, adelante o detrás. Analizando el eje lateral
deduciremos si nuestro sujeto es más pronador o supinador; con el
eje horizontal si hace más o menos aceleración, es decir, si cojea
más de una pierna o de otra y con el eje vertical si hace más
fuerza con la punta o con el talón.
Este sistemas nos permite valorar otras
muchas variables tales como: tiempo de apoyo, simetría de gesto si
es con doble apoyo, potencia, índice de manifestación de la fuerza
(IMF), velocidad de despegue, torque (fuerzas angulares), evolución
de la proyección del CDG y altura de salto.
Con las plataformas podemos representar
e interpretar las distintas fases de un salto.
Tenemos un ejemplo gráfico en los apuntes del tema 5 donde "A"sería
la zona de salto, "B" la zona de vuelo y "C" la
zona de caída. En cada una de estas zonas podemos calcular diversos
parámetros como por ejemplo en "B" la altura del salto, la velocidad..
etc.
En esta imagen podemos apreciar
gráficamente la recogida de datos de un Squat Jump con una plataforma
de fuerzas.
Hay dos tipos de plataformas de fuerza:
-Plataforma de fuerzas extensiométricas,
que se utilizan para movimientos continuos. El modelo más conocido
es AMTI.
-Plataforma de fuerzas
piezoeléctricas,que se utilizan para movimientos más explosivos. El
modelo más conocido es Kistler.
Las diferentes técnicas para el
análisis cinético del movimiento son principalmente: plataformas
dinamométricas (de las que ya hemos hablado anteriormente y en los
apuntes tenemos un par de ejemplos prácticos), sistemas de registro
y análisis de presiones: fuerza, valoración de la fuerza muscular y
fibra óptica.
Las capacidades de la fuerza las
podemos medir con cuatro activaciones musculares diferentes:
isoinercial (pesos libres), isocinética en acciones concéntricas y
excéntricas, isométrica y excéntrica-concéntrica (CEA intenso).
Con pesos libres obtenemos poca
información pero se acerca bastante a la situación real de una
competición.En los apuntes tenemos un ejemplo de pesos libres con un
press de banca de 20 kg al 50% de 1RM, cuyo pico máximo de fuerza se
produce al principio del movimiento y alcanza su máxima velocidad
entre 325 y 350 m/s. El siguiente ejemplo es con 40 kg y la fuerza es
continua; en el momento que se produce máxima tensión muscular, la
fuerza aplicada es la mínima.
Hay muchas variables que se pueden
medir con los pesos libres para controlar el proceso del
entrenamiento: las curvas de fatiga, el
déficit de fuerza, la técnica de ejecución, el grado y dirección
de los efectos producidos por el entrenamiento, etc.
También tenemos otros aparatos que son
los isocinéticos son muy típicos en extensiones y algunos que
también valen para los isquiosurales.
Con los aparatos isocinéticos siempre
tienes una energía constante sobre tí y aunque apliques más fuerza
vas a subir a la misma velocidad.
Dinamómetro isocinético
Para la medición isocinética podemos
utilizar dos tipos de dinamómetros: hidráulicos, para movimientos
concéntricos, y electromecánicos que son para movimientos
excéntricos y concéntricos con velocidades angulares constantes.
Algunas de las ventajas que obtenemos
con la medición isocinética son las comparaciones de agonistas con
antagonistas, mediciones isométricas, excéntricas y concéntricas,
comparaciones de miembros entre sí (desequilibrios) que suelen
provocar lesiones.. etc. También tiene inconvenientes como que las
mediciones se hacen en articulaciones aisladas, las medidas en
flexión son menos fiables que las de extensión, a mayor velocidad
menor fiabilidad... etc. Por tanto, hay que tener cuidado con las mediciones
isocinéticas a la hora de estudiar los fenómenos neuromusculares de
la actividad en la situación real.
Otro punto que se vio en clase fue la
valoración de la fuerza muscular en los ángulos de fuerza máxima.
Podemos observar en las gráficas de los apuntes como los músculos
extensores de la rodilla alcanzan su máximo pico de fuerza a los 120
grados y los flexores a los 160 grados. Para los músculos extensores
del codo en cambio, su máximo pico de fuerza es a los 40 grados y
para los flexores a los 120 grados. Otro aspecto en la valoración de
la fuerza máxima es la posición de fuerza máxima; en el gráfico
de los apuntes se percibe que la máxima fuerza isométrica que un
levantador de pesas puede realizar en una arrancada se encuentra a la
altura de las rodillas.
También podemos valorar el tiempo de
fuerza máxima. La producción de fuerza explosiva máxima se produce
antes de empezar el desplazamiento y la velocidad viene determinada por la fuerza aplicada por unidad de
tiempo antes de que se inicie el desplazamiento.
Una aplicación práctica del uso de
las plataformas de fuerza sería la medición del RFD (Ratio de
producción de fuerza). Cada movimiento tiene una gráfica
específica; en movimientos con cargas suelen aparecer dos picos de impulsión
debido al hundimiento que se produce en el movimiento de rebote. Con
la comparación de las gráficas podemos averiguar qué sujeto es más
explosivo y cuál menos. Se analiza el impulso negativo de descenso
(primer valle en el gráfico de los apuntes), el impulso de frenado
(que termina en el instante de máxima flexión), el impulso de
aceleración (termina cuando la fuerza es inferior al peso) y el
impulso negativo de ascenso (termina cuando se produce nuevamente un
despegue).
Otro forma de conocer variables
relacionadas con la RFD es midiendo variables temporales. Podemos
analizar el tiempo de vuelo, el tiempo desde el inicio del salto
hasta el pico de fuerza máxima y otros muchos parámetros más.
En los apuntes tenemos una gráfica
donde se compara la potencia, la velocidad y el desplazamiento a
través de una medición de RFD.
Utilizamos también plataformas de
fuerzas para el análisis de la marcha y en las carreras humanas. Es
útil en el ámbito clínico y deportivo.Con las plataformas
obtenemos el punto donde se aplica la fuerza resultante de todas las
fuerzas de reacción que devuelve el suelo.
Tenemos el FX que son las fuerzas en el
eje anteroposterior, la FY fuerza en el eje mediolateral y la FZ
fuerzas en el eje vertical. En el eje vertical hay un pico de
frenador, uno de aceleración o impulso y entre ellos un valle.Cuando
aumenta la velocidad aunmentan también los valores de estos picos y
puede llegar a meterse el pico de impacto en el de impulsión.
Con este tipo de análisis podemos
comparar carreras de fondo con carreras de velocidad, por ejemplo. En
carreras de fondo el pico de impacto puede alcanzar 2 veces tu peso
corporal y en las de velocidad hasta 3. En marcha 1.2 tu peso
corporal y en una caída doble mortal en gimnasia rítmica por
ejemplo,hasta 14.4 veces tu peso corporal.
Se pueden dar diferencias
significativas en el valor de estos picos cuando se corre descalzo o
con zapatillas, ya que al correr descalzo la fuerza se desforma en
diversas direcciones más que si usamos calzado.
Un ejemplo de medir fuerza isométrica
con plataformas sería con soportes de pesas anclados al suelo con
una barra sujeta a los soportes. Las variables que se podrían
analizar con esta medición serían la pendiente máxima de fuerza,
la pendiente media, el tiempo en conseguir la máxima fuerza, el pico
de fuerza, etc.
También podemos hacer un análisis del
equilibrio postural, como ya vimos en segundo en la asignatura de
Biomecánica y evaluar diversas técnicas deportivas.
Hablemos ahora de la fibra óptica. Es
una tecnología muy nueva; se trata de un material que suele ser
fibra de vidrio que mide variables cinéticas y cinemáticas. Permite
que los rayos de luz permanezcan en su interior, viajen a gran
velocidad y grandes distancias. Puede analizar variables cinéticas
en condiciones in-vivo.
La fibra óptica está formada por un
núcleo y un manto hechos de sílice. Para protegerlo se recubre de
poliuretano y Kevlar para un refuerzo interno.
Todo el planeta está conectado por
fibra óptica pues nos proporciona acceso a internet. Atraviesa todos
los mares del mundo. Hay tres tipos de grosores de fibra óptica.
Esta nueva tecnología la aplicamos
para analizar presiones plantares, para analizar las fuerzas que
atraviesan el tendón de Aquiles, el rotuliano y los tendones.
El inconveniente que tiene es que es
invasiva, aunque produce una información muy interna al medir el
efecto interior del músculo.
Fibra óptica
Aquí tenemos un experimento muy interesante que simularía el efecto que se produce con la fibra óptica. Podemos comprobar cómo el láser no pierde en ningún momento la dirección y el transcurso del agua.
La clase va finalizando con las
diversas tecnologías que miden presiones. Tenemos los transductores
capacitivos, que tienen un comportamiento lineal y al aplicar tensión
sobres estos la distancia entre las superficies conductoras que lo
forman se reduce, provocando una respuesta del sensor que se recoge y
se relaciona con la presión. Por otro lado, están los transductores
piezoeléctricos que tienen una alta linealidad de respuesta y no se
deforman ante cargas. Y el último transductor el resistivo, que mide
la variación de la resistencia eléctrica de un dispositivo
originada por factores mecánicos. Dentro de estos tenemos los
"strain Gages" o piezoresistivos.
Tenemos también el Sistema de registro
y Análisis de presiones para estudiar las presiones máximas y
medias en la planta del pie. Los mejores sensores para acciones
deportivas son las cerámicas piezoeléctricas con frecuencias de
muestreo superiores a 150 Hz. En estos estudios hay que tener en
cuenta la calibración, la durabilidad y las condiciones del entorno.
Algunos modelos son el sistema Dinatto, las plantillas de EMED Pedar
de la compañía novel.. etc.
Las principales variables que se pueden
estudiar son: la evolución temporal del apoyo plantar, el tiempo de
apoyo, la evolución del baricentro, la presión máxima por
zonas del pie y la media.
Suelen usarse también para
personalizar productos como las zapatillas para corregir anomalías.
La clase se introdujo mediante la visualización de un vídeo demostrativo acerca del software Autodesk Smoke, sin duda uno de los más prestigiosos y avanzados editores de vídeo que ofrece una miríada de posibilidades, funciones y aplicaciones varias para crear efectos de todo tipo y prácticamente cualquier idea que se nos ocurra.
Tras la demostración audiovisual, proseguimos avanzando en en la teoría, para terminar el Tema 4 en el que abordamos la temática referente a lo Analógico y Digital; dos conceptos básicos de los que se sirve la tecnología a modo de lenguaje, presentes en todo tipo de aparatos y que la gran mayoría de veces no somos conscientes de que se está produciendo, y sin ellos, nada de esto sería posible. Estos términos hacen referencia a:
-Señal Analógica: Son la mayoría de las señales presentes en la naturaleza, como la luz, el sonido, etc.
-Señal Digital: Es la que utilizan todos los aparatos tecnológicos, que se sirve del sistema binario para la transmisión y obtención de cualquier tipo de datos, principalmente a través de los códigos ASCII.
La diferencia principal entre estos dos tipos de señales es que la señal analógica tiende a atenuarse, ya que se produce una gran pérdida de información conforme transcurre el tiempo desde su producción; mientras que en la digital, aunque dicha información se atenúe, la información llega determinada gracias al uso del código binario.
Para que estos dos conceptos puedan interactuar, son necesarios dos procesos básicos:
Es el proceso inverso a la digitalización, convierte una señal digital, la cual el ser humano es incapaz de interpretar por sus propios medios, en una señal analógica perfectamente comprensible para cualquier órgano sensorial. Un claro ejemplo sería un altavoz.
Es la conversión de la señal analógica a la digital, mediante elementos electrónicos que conocemos y usamos continuamente. Un claro ejemplo es el micrófono, el cual, que es capaz de transformar una señal analógica como puede ser la voz humana, en una serie de ceros y unos para que sean almacenados o interpretados por cualquier sistema informático.
En este último intervienen los siguientes procesos:
-Muestreo: Número de veces por unidad de tiempo que se obtienen datos.
-Cuantificación: Asignación de un valor que representa la magnitud de las mediciones.
-Codificación: Es el proceso de conversión de los valores obtenidos al mencionado ya código binario.
A modo de ejemplo, visualizamos un vídeo de demostración acerca de la “detección de blobs”:
Continuamos con la explicación de la página web FFC, encargada del registro de pantentes a nivel mundial.
También se comentó una vez más, la importancia de la página web Sportics, donde se mostró el impacto de la tecnología sobre la propiocepción cardíaca, y un nuevo sistema aplicado a remeras llamado OptimEye B5.
Para finalizar las clase, explicando varios términos como resolución, frecuencia, intensidad, fiabilidad, validez, precisión, error, calibración, repetibilidad-reproducibilidad, etc. Términos con los que ya estamos más familiarizados, y que en caso de duda, se recomienda encarecidamente su lectura y posterior estudio, de este emblemático a la par que apasionante Tema 4.
