viernes, 16 de enero de 2015

Influencia de la calle en la curva de carrera

Observando distintas modalidades deportivas apreciamos que hay muchas en las que dan vueltas alrededor de una pista o de un circuito: ciclismo de pista, patinaje de velocidad, motociclismo, F1, carreras de atletismo… y en todos ellos la curva tiene un papel determinante, y va a condicionar la estrategia y la técnica de la modalidad.

Si observamos las pruebas de 1500 metros, se aprecia cómo los corredores van a buscar rápidamente la calle 1. ¿Por qué sucede esto? ¿Corren más rápido?

La respuesta es que no, simplemente van a correr sobre la calle 1 para recorrer una menor distancia en cada vuelta. Este hecho, que todos corran por la primera calle, hace que la curva les afecte a todos de igual manera.

El reglamento de cada prueba determina las calles por las que se puede o se debe correr. Por ejemplo, en la prueba de 400m, cada uno de los corredores tiene asignada una calle y esto hace que el tipo de curva que realizan sea diferente.


Hemos analizado cinemáticamente la carrera del record del mundo de 400m, logrado por Michael Johnson en Sevilla 1999, con un tiempo de 43,18 segundos y corriendo por la calle 5.

Tras el análisis de esta carrera podemos diferenciar 4 fases con cuatro tipos de movimiento:
  • Fase Nº1: En esta fase se da un movimiento circular uniformemente acelerado (MCUA). Llegamos a esta conclusión debido a que desde la salida en curva, con una velocidad inicial de 0 Km/h, incrementa su velocidad de forma constante hasta los primeros 100 metros, alcanzando al final su velocidad máxima cercana a los 36 Km/h.
  • Fase Nº2: En esta fase se da un movimiento rectilíneo uniforme (MRU), ya que consideramos que durante esta primera recta se desplaza a una velocidad constante.
  • Fase Nº3: En esta fase se da un movimiento circular uniforme (MCU). Llegamos a esta conclusión debido a que lleva una velocidad prácticamente constante y además es un movimiento circular por el paso por la segunda curva.
  • Fase Nº4: En esta fase se da un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), puesto que en la recta final interviene la fatiga, provocando en el atleta una pequeña desaceleración.



¿Qué hubiese ocurrido con el record del mundo de Michael Johnson si hubiese corrido por cualquiera de las otras calles? ¿Puede tener una calle ventaja respecto a otra?

Hemos analizado las diferencias entre las calles durante las curvas, suponiendo que el corredor obtendría los mismos tiempos parciales por cada una de las calles y conseguiría una marca similar a la del record del mundo: 43’18 segundos.



Se observa que la velocidad angular (ω) en la primera y segunda curva es mayor en las calles interiores y menor en las exteriores. En otras palabras, las calles interiores recorren mayor número de grados por segundo que las exteriores.



Observamos cómo la aceleración normal o centrípeta que se produce en las calles interiores es mayor que el que se produce en las calles exteriores.

El aumento de aceleración centrípeta que se produce en las calles interiores hará que el corredor tenga que inclinar en mayor medida su cuerpo durante la curva, provocando un mayor desplazamiento del centro de gravedad sobre la vertical.


Si analizamos las fuerzas (F=m x a) que se producen en un plano frontal, cuando el deportista corre en línea recta su peso corporal (fuerza de atracción de la tierra sobre el cuerpo) es igual a su masa (77Kg) multiplicado por la gravedad (g; 9,81m/s2).

Sin embargo, al correr en curva la aceleración deja de estar únicamente influenciada por la gravedad. Siendo en este caso la aceleración en el plano frontal igual a la aceleración resultante entre la gravedad (g=9,81m/s2) y la aceleración centrípeta (Ac=v^2/R).


Este aumento de aceleración, y por lo tanto fuerza (la masa permanece constante), hace que si el corredor quiere mantener la misma velocidad de carrera tenga que aumentar su “duty factor” (aumenta el tiempo de contacto del pie con el suelo en cada ciclo de zancada). Y si consideramos que el corredor va a la máxima intensidad posible en relación a la duración del esfuerzo, este aumento del tiempo de contacto producirá una disminución de la velocidad, ya que no será capaz de generar una fuerza adicional.

Nos ha parecido muy interesante y curioso el caso particular de los galgos, que tienen mecánicamente separadas las extremidades que mantienen el equilibrio y soportan el peso (patas delanteras), de las que se encargan de propulsar y generar potencia (patas traseras); además se han visto diferencias en el ángulo de penación de las fibras y tipo de fibras. Siendo estas unas de las razones por las que los galgos son capaces de alcanzar velocidades máximas también en las curvas.
Nuestra conclusión es que la calle 1 es la calle que más desventaja tiene, debido a su menor radio de giro y mayor aceleración centrípeta; mientras que la calle 8 es la calle que presenta mayor ventaja.


Además de estos factores biomecánicos, también influyen: factores medioambientales, la fatiga, la economía de esfuerzo, la estrategia de carrera de cada corredor, otros factores biomecánicos…, y factores psicológicos.

QUIERES SABER MÁS
  • Usherwood JR, Wilson AM. Accounting for elite indoor 200m sprint results. Biol Lett. 2006 Mar 22;2(1):47-50.
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  • Greene PR. Running on flat turns: experiments, theory, and applications. J Biomech Eng. 1985 May;107(2):96-103.
  • Usherwood JR, Wilson AM. Biomechanics: no force limit on greyhound sprint speed. Nature. 2005 Dec 8;438(7069):753-4.
  • Alexander RM. Stability and manoeuvrability of terrestrial vertebrates. Integr Comp Biol. 2002 Feb;42(1):158-64.
  • Quinn MD. External effects in the 400-m hurdles race. J Appl Biomech. 2010 May;26(2):171-9.
  • Quinn MD. The effects of wind and altitude in the 400-m sprint. J Sports Sci. 2004 Dec;22(12):1073-81.


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