Treballs de recerca de batxillerat (Premis del Consell Social)> 2014-2015

Biomecànica i dinàmica de fluid aplicada a la natació

  • Identification data

    Identifier: DOC:21
    Handle: http://hdl.handle.net/20.500.11797/DOC21
  • Authors:

    Arilla Rafols, Biel Enric
  • Others:

    Title in different languages: Biomecànica i dinàmica de fluid aplicada a la natació
    Contributor's company: Institut Antoni de Martí i Franquès (Tarragona)
    Language: Català
    Collection: Treballs de Recerca de Batxillerat
    Student: Arilla Rafols, Biel Enric
    Series: Premi Consell Social URV
    Creation date in repository: 2016-11-28
    Abstract: Usain Bolt, campió olímpic, rècord mundial en 100 i 200 metres llisos… La cursa de 100 metres que va realitzar a la final olímpica del 2012 a la pista de Londres si l'hagués fet corrent per una zona urbana hauria estat multat per excés de velocitat, ja que s'ha calculat que Usain va assolir una velocitat màxima de 44,7 quilòmetres per hora, pràcticament la velocitat d'un ciclomotor. Per tal de calcular aquesta velocitat instantània es va dividir la cursa en segments, és a dir, trencar la cursa en trossets més petits i amb els temps parcials calcular la velocitat en cada segment de la cursa. Aquest càlcul s'anomena estudi de fotogrametria, i és el tipus d'estudi amb el qual he treballat, però aplicat a la natació. Al treball de recerca que he confeccionat el contingut principal ha estat analitzar les dades de fotogrametria del campionat del món de natació BCN2013. El Departament de Biomecànica del Centre d'Alt Rendiment Esportiu de Sant Cugat del Vallès m'ha aportat els valors numèrics obtinguts pel dispositiu experimental InThePool 2.0 desenvolupat pel mateix centre. A partir d'aquest grup de valors he començat a analitzar les dades per confeccionar el meu treball. He estudiat les proves de 200 metres de totes les modalitats: papallona, esquena, braça, crol i estils. Per fer-ho, he analitzat i correlacionat els valors de freqüència i longitud de braçada, el nombre de braçades en cada piscina, la velocitat subaquàtica i de nadada, els intervals de temps parcials, l'anàlisi específica de sortides, viratges, arribades, etc. Un dels trets principals del meu treball és que, a part de realitzar la descripció respecte a una visió física complementada amb una interpretació com a nedador expert de les 5 proves estudiades del mundial de natació, he entrevistat experts de diferents entorns relacionats amb la física i l'esport, i m'he documentat per obtenir informació dels dispositius experimentals i les lleis físiques més importants a esmentar en relació amb la dinàmica de fluids, per tal de completar el treball. El que he volgut en aquest estudi de les finals del mundial és anar més enllà dels aspectes tècnics convencionals, he volgut conèixer i entendre els fenòmens físics produïts en l'acció de nedar i interpretar des d'una visió més matemàtica les competicions de natació. He fet una anàlisi acurada a partir de la qual es poden relacionar les dades obtingudes amb la manera de nedar de cada participant de les finals de cada prova del campionat del món de natació. Analitzar les dades de cada nedador i comparar-les mitjançant un seguit de mesures permet extreure una gran quantitat d'informació sobre la manera de nedar de cada finalista, en cada moment, per tal de poder detectar els trams en què l'execució hagi estat incorrecta (braçades massa curtes, freqüència massa baixa, entre d'altres). Amb les dades de l'estudi fotogramètric de cada nedador, he realitzat una comparativa mitjançant l'Excel i un seguit de recursos estadístics per tal de confeccionar taules en les quals agrupar les dades. S'han emprat mesures de centralització i dispersió, que donen lloc a informació com, per exemple, mitjana de braçades o desviació típica entre valors de velocitat, freqüències o temps parcials, la qual cosa expressa un coeficient de variació als intervals analitzats. Aquest coeficient ens dóna informació; mostra la regularitat del nedador, per exemple. Dels quadres estadístics confeccionats, se'n van extreure relacions concretes entre paràmetres i, alhora, van permetre trobar les diferències entre nedadors pels valors dels paràmetres als diferents trams; és a dir, tot i veure que dos nedadors puguin nedar pràcticament igual de ràpid, hi haurà punts amb valors molt diferents, trams on s'observi una mala execució d'un dels nedadors, però que es compensarà en un tram posterior on sigui l'altre qui faci un error, etc. En aquest sentit no es poden donar unes conclusions concises de manera resumida ja que cada nedador ho fa diferent i, a més, tal com s'observa al treball, en cada prova la situació és completament diferent, els paràmetres estudiats segons l'estil són absolutament diferents. Cal tenir en compte que no té res a veure una cursa de 200 metres de crol amb una de 200 metres de papallona. Per ajudar-me a descriure acuradament què i com passa en cada instant he compaginat l'estudi de dades amb la visualització de les curses emprant YouTube. Quan es descriu la informació analitzada es fa referència a la cursa prèviament visualitzada. Els resultats numèrics a partir dels quals s'han extret les conclusions del treball en cadascuna de les proves analitzades ha estat la manera de nedar de cada competidor i els punts concrets en els quals han nedat millor i pitjor. Per tal de determinar què vol dir nedar millor ha calgut parar compte a un seguit de factors (freqüència i longitud de braçada, velocitat subaquàtica i de nadada, intervals de temps de sortida, viratges, arribades...). Aquests factors numèrics ha calgut interpretar-los, però alhora observar-ne la relació, per tal d'obtenir, com a conclusió, si el guanyador de la prova ha estat el que ha assolit un parcial de velocitat més alta, si ha estat qui ha mantingut una velocitat mitjana regular, com han estat els seus valors de freqüència, la relació entre la freqüència i l'amplitud... Aquests resultats han variat depenent de la modalitat estudiada. Les aplicacions del treball són diverses, una de les principals és que tenir la cursa tan fragmentada i alhora tenir les dades de tots els nedadors, permet fer una comparativa tècnica per tal de millorar la marca a la següent cursa. Alhora facilita detectar els aspectes en els quals falla el nedador; per tant, sabent concretament l'interval de cursa en què es localitza el problema i sabent quin és el factor a corregir es pot dissenyar un programa d'entrenament específic per treballar-ho i millorar-ho. Aquests quadres de dades permeten fer una comparativa entre els finalistes, però si es fes una comparació amb dades de curses anteriors es podrien aprofitar les mesures estadístiques per relacionar els trams independentment per poder comparar quina de les dues curses hauria estat més ben executada, deixant de banda el temps global per parar atenció a la regularitat de freqüència de nadada i altres factors d'execució igual o més importants que la marca de la cursa. Una altra possible aplicació, assumint que els nedadors analitzats són les 10 persones més ràpides del planeta, la seva tècnica serà el més proper a la perfecció; per tant, a partir de la seva manera de nedar i extrapolant-ne els defectes (agafant els millors trams de cada nedador, per exemple) es podria aconseguir modelitzar una aproximació a la «nadada ideal». A més, aquest sistema d'ordenar, agrupar i analitzar dades podria ser automatitzat per tal d'analitzar en temps real com neda cadascú a la cursa i mostrar-ho a l'espectador, la qual cosa revolucionaria la manera de visualitzar la natació, ho portaria a un nivell molt superior a la telemetria dels esports de motor i convertiria la natació en un esport encara més fascinant.
    URL: https://www.youtube.com/watch?v=7_Xqv6A8seg&list=PL8yyYJSAXdwkynJW1xGW93Vjr3A1wNKFT&index=6 http://wwwa.urv.cat/ogovern/consellsocial/PSecundaria/DVD%20Secundaria%202014-15/material/15cap02/15c02.htm
    Title in original languages: Biomecànica i dinàmica de fluid aplicada a la natació
    Education area(s): Batxillerat
    Project director: Sanz Lorente, María Pilar
    Academic year: 2014-2015
  • Keywords:

  • Documents:

  • Cerca a google

    Search to google scholar