Fútbol: los científicos descubren el secreto de los tiros de falta"Creemos que nuestra investigación sobre las fuerzas físicas que actúan sobre los balones de fútbol es crucial para ayudarnos a explicar mejor la técnica de los lanzamientos directos", ha manifestado el doctor Matt Carré, del Grupo de Investigación Deportiva de la Universidad de Sheffield. "La combinación de experimentos en túneles de viento, análisis con videocámaras de alta velocidad, simulaciones de trayectorias y técnicas de modelación por ordenador nos han permitido explicar lo que sucede cuando un futbolista golpea a la pelota balón parado. El trabajo que hemos realizado nos proporciona una mayor comprensión de los factores que influyen en el diseño de los balones más idóneos, especialmente los que están pensados para un rendimiento superior en los lanzamientos a balón parado. Además, creemos que los resultados de nuestra aproximación al estudio de los aspectos físicos del fútbol podrán ser aplicados a los entrenamientos y a la mejora de las técnicas de los jóvenes futbolistas".
El doctor Keith Hanna, director de comunicación y marketing de Fluent, ha comentado: "Cada vez que se celebra un mundial de fútbol se habla mucho de los lanzamientos de falta, que son muy difíciles de detener para los defensas y los porteros debido a la trayectoria curva que describe la pelota durante su vuelo. Durante el segundo o segundo y medio que permanece en vuelo la pelota tras el lanzamiento de una falta, aquella está sometida a fuerzas físicas muy complejas. El trabajo de simulación que hemos realizado en colaboración con las universidades de Sheffield y Yamagata es muy importante y nos permitirá avanzar en una nueva gama de estudios. Todavía me sorprende que jugadores de élite como Beckham o Roberto Carlos sean capaces de hacer lo que hacen cuando lanzan una falta bajo una presión inmensa en partidos cruciales. Sus cerebros deben analizar cálculos de trayectoria muy detallados en pocos segundos a partir sólo de su instinto y de la práctica. Nuestros ordenadores necesitan varias horas para realizar los mismos cálculos y, aunque ahora podemos explicar mejor la ciencia subyacente en un lanzamiento de falta directo, sigue siendo espectacular ver a estos jugadores en acción".
Simulaciones de golpeo del balón
El doctor Takeshi Asai y su grupo de investigadores japoneses han desarrollado técnicas para analizar grabaciones con videocámaras de alta velocidad de futbolistas golpeando un balón. Su objetivo en particular ha sido examinar hasta que punto se deforman la pelota y el pie del futbolista cuando impactan. Se trata de un estudio fundamental para comprender y predecir el movimiento posterior de la pelota en el aire. La simulación por ordenador de las deformaciones estructurales involucradas en el golpeo del balón han permitido al doctor Asai y su grupo predecir la cantidad de efecto de rotación que puede transmitir un jugador al balón a una velocidad de impacto, un ángulo de golpeo y un punto de contacto determinados. Esto ha permitido a este equipo de científicos deducir el lugar exacto donde debe ser golpeado un balón para transmitirle el efecto de rotación más óptimo en los lanzamientos de falta. Los científicos de la Universidad de Yamagata han demostrado que si se golpea un balón de fútbol a unos 80 milímetros aproximadamente del centro de la esfera, la pelota adquiere casi el doble de efecto (8 revoluciones por segundo) que si se golpea en un área de 40 milímetros alrededor del centro esférico (4 revoluciones por segundo). Además, en un día de lluvía o de alta humedad, en el que el coeficiente de fricción entre la bota del futbolista y el balón es menor, la cantidad de efecto de rotación inducida a la pelota puede disminuir casi un tercio en comparación con un día seco.
El doctor Asai ha comentado: "Creo que las técnicas de modelación por ordenador empleadas por mi equipo de investigadores nos ayudarán a diseñar un mejor calzado deportivo para futbolistas a corto plazo y explicar cómo se deforman y de qué manera interactúa la bota del jugador con el balón. Esto tiene implicaciones muy importantes para las técnicas de golpeo y para prevenir lesiones en los pies. El trabajo en colaboración con Fluent y la Universidad de Sheffield ha supuesto un complemento a la experiencia y posibilidades individuales de cada una de nuestras organizaciones para alcanzar un mejor conocimiento de la ciencia del fútbol. Con este motivo presentaremos un informe completo en la IV Conferencia Internacional sobre Ingeniería Deportiva de Kyoto a finales de este año".
El doctor Hanna ha concluido: "Creo que el esfuerzo de colaboración que hemos aplicado en esta investigación podría llevarse a la práctica en las técnicas de golpeo para los lanzamientos directos de falta fuera del área de penalti. Los jugadores jóvenes podrán ser entrenados para reproducir las mejores técnicas de golpeo. Además, el trabajo del doctor Asai puede ser incluso más importante al permitir determinar la forma y tamaño más óptimos del calzado deportivo para lograr mejores resultados en los lanzamientos de falta. Tenemos por delante un trabajo realmente interesante en este sentido".
El SERG forma parte del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Sheffield y fue creado por el doctor Steve Haake en 1996. Desde entonces ha crecido hasta convertirse en uno de los grupos más importantes en su campo en todo el mundo. La ingeniería deportiva es una nueva disciplina que aplica principios y técnicas de ingeniería estándares a la investigación, diseño y desarrollo del equipamiento deportivo utilizado por atletas y deportistas para mejorar su rendimiento. La ingeniería deportiva está muy vinculada a la ciencia deportiva, que se ocupa más del análisis del atleta que del equipamiento, aunque existen áreas comunes de investigación en ambas disciplinas debido a la naturaleza complementaria del rendimiento deportivo. El Grupo de Investigación Deportiva de la Universidad de Sheffield posee una amplia experiencia en el análisis de deportes de pelota o lanzamiento gracias al uso de técnicas avanzadas, tanto experimentales como de modelación asistida por ordenador, y trabaja habitualmente con la Asociación Internacional de Fabricantes de Equipamiento Deportivo (ISEA) y con la red Sports SET.
Para más información sobre el SERG y sus trabajos visite http://www.shef.ac.uk/mecheng/sports, http://www.sportsetnet.org.uk o http://www.sports-engineering.co.uk.
Sobre el Laboratorio de Ciencias Deportivas de la Universidad de Yamagata
El Laboratorio de Ciencias Deportivas de la Universidad de Yamagata fue creado por el doctor Takeshi Asai en Japón. El doctor Asai tiene una experiencia considerable en el examen de las técnicas que influyen en el golpeo del balón de fútbol, por lo que ha colaborado en numerosas ocasiones con fabricantes de calzado deportivo para aplicar sus trabajos. El grupo de la Universidad de Yamagata también ha desarrollado trabajos de simulación para analizar las fuerzas que afectan a los huesos durante el golpeo del balón y la biomecánica de los jugadores de fútbol durante un partido.
Más información sobre el Laboratorio de Ciencia Deportiva de la Universidad de Yamagata en http://www.e.yamagata-u.ac.jp/~asai/index.html.
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