Читать книгу Biomecánica básica - Pedro Perez Soriano - Страница 78

Es fácil obtener movimientos de aceleración constante si dejamos actuar a la gravedad como motor de ganancia o pérdida de velocidad durante una fase aérea. Así, si dejamos caer una pelota desde cierta altura, irá ganando velocidad desde que la soltamos hasta llegar al suelo. Lo hará con una aceleración constante, de 9,81 m/s², que es la aceleración de la gravedad. A este tipo de movimientos se les denomina de aceleración constante.

PUNTO CLAVE

Los mejores ejemplos de movimientos con aceleración y con desaceleración constante provienen de la acción de la gravedad en el eje vertical sobre los cuerpos que han sido chutados, lanzados o dejados caer. También se produce en el cuerpo humano mientras está en el aire en un salto vertical.

La mejor forma de ver cuándo empieza a caer la pelota que soltamos desde determinada altura, para poder hacer cálculos, es haciéndola rodar previamente por una mesa. La altura de caída es la que hay, en vertical, entre la mesa y el suelo. Si grabamos la caída con una cámara de vídeo y hemos hecho rodar la pelota por la mesa a una cierta velocidad, conseguiremos ver bien cuál es el primer fotograma de la caída. En él la pelota se habrá separado de la mesa. No hay que preocuparse de la velocidad horizontal que adquiera la pelota ya que ésta no modifica en nada el tiempo que tardará en llegar al suelo desde que empiece a caer, como explicaremos con más detalle al hablar de los movimientos de caída libre. Lo único que cambia, por tener velocidad de avance horizontal durante la caída, es que la pelota tocará el suelo a cierta distancia de separación horizontal de la mesa. Grabarí-amos la caída en vídeo, en visión lateral para identificar bien el primer fotograma de la caída. La cámara deberíamos colocarla fija sobre un trípode o una superficie cercana al suelo para poder identificar bien los últimos fotogramas de la caída. Si la mesa tuviera 1 m de altura, una vez identificado el primer fotograma de la caída, en el que se la ve separada ya de la mesa, a partir de ahí veremos 21 fotogramas más del vuelo. Así, en total tendremos 22 fotogramas de vuelo y en el fotograma 23 tocará el suelo (figura 7). Esto será así siempre que los fotogramas sean campos o frames. Si trabajáramos con imágenes, se produciría justo a la mitad; en la imagen 11 tendríamos la última posición de vuelo de la pelota y en la 12 se la vería ya en el suelo.

El vídeo es buen contador de tiempo, ya que los campos (mitad de las líneas del fotograma, que se obtienen “desentrelazando” las imágenes) y las imágenes (fotogramas enteros) se generan a intervalos constantes de tiempo. El tiempo transcurre, por un lado, dentro de cada campo, ya que hay un tiempo de obturación durante el cual el obturador está abierto y se está recogiendo la información del campo, y por otro lado, el tiempo transcurre entre los campos sucesivos. Para contar el tiempo se pueden simplificar las cosas y asumir que todo el transcurso temporal se produce entre los campos (“saltos” de un campo a otro). Así, primero deberemos contar el número de saltos de campo entre los dos eventos seleccionados, cuyo tiempo transcurrido queremos conocer. Posteriormente, este número se multiplica por el tiempo que pasa en cada uno de esos “saltos”. Ese tiempo será de 0,02 s en el sistema europeo PAL y de 0,0167 s en el sistema americano NTSC, siempre que previamente se haya desentrelazado las imágenes, para conseguir líneas impares y pares por separado (campos). Si se usaran imágenes enteras, los tiempos transcurridos entre dos imágenes serían de 0,04 s en el sistema PAL y de 0,0333 s en el NTSC. El desentrelazado se puede hacer con muchos programas de visionado y edición de vídeo. El sistema de vídeo con el que hemos grabado la secuencia lo sabremos por la cámara que usemos y también porque el editor con el que lo vayamos a reproducir nos lo dirá. Y para saber si el editor de vídeo que estamos usando nos está avanzando de campo en campo o lo hace de imagen en imagen, lo mejor es insertar un código de tiempos y ver cuánto tiempo pasa entre 2 fotogramas o cuántos avances (saltos) hay que dar para que contabilice 1 s. También podríamos usar, como método alternativo, la caída de la pelota desde una altura conocida, que hemos descrito, para saber si estamos trabajando con campos o con imágenes.

Hoy en día existen programas informáticos que se pueden descargar sin coste con los que se pueden desentrelazar los fotogramas, añadir contadores de fotogramas, contadores de tiempo, marcar eventos, calcular ángulos, velocidades, aceleraciones, trayectorias, seleccionar fotogramas representativos y otras acciones propias de los estudios cinemáticos. Estos programas simplifican mucho el trabajo de los análisis cinemáticos sencillos. El programa con licencia general pública (GPU tipo 2) Kinovea [25/10/2011] probablemente sea el más conocido y usado por numerosos estudiosos de la biomecánica, entrenadores y deportistas en todo el mundo.

Figura 7. Cualquier cámara de vídeo es un buen contador de tiempo, con muchas aplicaciones en análisis de la actividad física y los deportes. Si grabamos la caída de una pelota que dejamos rodar previamente por una mesa, cuando analicemos la secuencia podremos observar bien el fotograma en el que se separa de la mesa y empieza a caer por la acción de la gravedad. A medida que cae, la pelota recorrerá cada vez más espacio entre dos fotogramas consecutivos. Es un movimiento constantemente acelerado. Si la altura de caída entre el plano de la mesa y el suelo fuera de 1m, obtendremos 22 fotogramas del vuelo de la pelota, siempre que el visionado lo hagamos campo a campo y hayamos grabado con el sistema europeo de vídeo PAL. Este tipo de pequeños experimentos es necesario antes de lanzarse a medir tiempos de fases de un movimiento o de una técnica deportiva.

Para contar tiempo hay que buscar los fotogramas en los que se producen los eventos entre los que queremos saber cuánto tiempo pasa. En el caso de la pelota que dejamos caer, queremos saber el tiempo que está en vuelo. Pero si escogiéramos como inicio el primer fotograma en la secuencia de vídeo en que la pelota no toca ya la mesa y escogiéramos como final de vuelo el último fotograma en el que vemos la pelota en el aire antes de tocar el suelo, estaríamos recortando un poco de tiempo de vuelo al inicio y otro poco al final. Es debido a que antes del primer fotograma la pelota ya llevaría un momento en el aire, y después del último fotograma seleccionado, la pelota aún tendría unos instantes de vuelo antes de llegar al suelo. Por ello, cuando queremos contar tiempo con fotogramas de vídeo, se escogen con criterios complementarios los eventos de inicio y final de lo que pretendamos contar en el tiempo. En el caso de la pelota, podría ser desde el primer fotograma de vuelo (que ya no toca la mesa) hasta el primero que toca ya el suelo, o desde el último de contacto con la mesa hasta el último de vuelo (antes de tocar el suelo). El tiempo de descenso lo sabemos, ya que depende de la aceleración constante de la gravedad (). Como la pelota caía desde 1 m, tardará 0,451 s en llegar al suelo. Si escogemos el primer fotograma de vuelo como el inicio, el fotograma 23 corresponderá al primero de tocar el suelo y entre ellos habrán pasado 22 “saltos” de fotograma. En el sistema PAL, con 22 saltos de campo habrán pasado 0,44 s. Es decir, dejaríamos de contar o sub estimaríamos ese tiempo en simplemente 0,011 s.

Si tiráramos una pelota verticalmente hacia arriba, irá perdiendo velocidad hasta llegar a velocidad 0 en el lugar más alto de su trayectoria. A este tipo de movimiento se le denomina de desaceleración constante. Igual que en el caso anterior, será la aceleración de la gravedad, en sentido hacia el centro de la tierra (9,81 m/s²), la responsable de esta pérdida progresiva de velocidad. Ambos movimientos, el de la pelota que asciende (constantemente desacelerado) y el de la que cae (constantemente acelerado), son considerados más adelante dentro de los que llamamos movimientos de caída libre. La misma aceleración constante y de signo negativo (hacia abajo, hacia el centro de la tierra) es la que hace perder velocidad de ascenso y luego ganar velocidad de descenso a la pelota. Lo mismo sucede con el centro de gravedad de una persona en la fase aérea de un salto vertical (figura 8).