GOLF BIOMECHANICS

BIOMECANICA DEL GOLF J.Javier Doria Iriarte Dr.Ing.I. Universidad del País Vasco INTRODUCCION En el artículo anterior (Golf para Ingenieros. DYNA verano 1997) tratábamos de explicar la dinámica del "swing de golf", es decir, del conjunto jugador más palo en su movimiento, llegando a teorizar algo de su geometría basándonos en la Mecánica. Asimismo apuntábamos alguna novedad científica en la industria del golf, relativa a la aerodinámica de las maderas. No se han producido innovaciones significativas salvo en lo relativo a nuevos materiales, que se incorporan inmediatamente dada la avidez de avances que tiene esta importante industria. En esta ocasión podemos confirmar algunos aspectos teorizados en el citado artículo "Golf para Ingenieros" mediante un sistema de captura de las trayectorias de puntos significativos del jugador y del palo, con un tratamiento informático que combina masas, desplazamientos y tiempos, sacando interesantes conclusiones para el profesional y el aficionado. Fig. 1 : Comparación swings EL SWING EN EL ORDENADOR Para obtener datos de la dinámica del jugador, muy recientemente han salido al mercado diversos programas informáticos que se apoyan en un sistema de captura óptica de señaladores dispuestos sobre palo y jugador (aquí hemos utilizado gráficos de STT). Un tratamiento informático permite observar en la pantalla de cualquier ordenador un "jugador digital" que se corresponde mecánicamente y que realiza un swing asombrosamente similar al original. Hemos podido estudiar el swing de un profesional, que además de característico es prácticamente perfecto y repetitivo. Este software se había utilizado anteriormente para estudios de Biomecánica en deportistas de elite con resultados reconocidos. Sobre el ordenador hemos podido observar con todo detalle: Fig.2 : Plano y ángulo - El swing desde cualquier punto de vista. - La superficie reglada generada por el palo. - La proyección sobre el suelo del centro de gravedad del jugador. - Velocidad de la cabeza del palo. - Alineaciones de hombros, caderas, rodillas y pies. - Angulo en las caderas de espalda y piernas. - Reparto del peso entre ambos pies. APLICACION PARA EL AFICIONADO Estos equipos de "Análisis del swing en 3D" se pondrán al alcance del aficionado en escuelas y clubes de golf. Disponen de tres cámaras de vídeo instaladas en la cancha de prácticas, conectadas a un ordenador. Estas cámaras son fijas, pero el software permite que su ubicación no sea muy exigente. El profesor activaría el sistema de captura de datos y el resultado se grabaría en un diskette de PC. Profesor y alumno podrían evaluar los defectos y el aficionado en su casa (o en el despacho cuando la pantalla del ordenador esté al abrigo de envidiosos), podrá comparar su swing con otros anteriores o de profesionales (fig.1), mejorando con seguridad su swing, ya que deportistas de elite con probabilidades de mejora muy escasas lo han conseguido en otros deportes. DATOS OBTENIDOS A la vista del swing de un profesional, considerado como ideal, hemos observado los siguientes detalles de interés: DYNA Julio, agosto, septiembre 1.999 55 1- En el "back swing" (movimiento inicial hacia arriba del palo), el peso (mejor la fuerza, pues hay efectos dinámicos) se reparte al 50% entre ambos pies. El palo describe una superficie plana. El centro de gravedad no se desplaza (fig.3 t=0 a 1.2s). Fig 3. Gráfico tiempo, velocidad de grip y cabeza del palo 2- En el "down swing" (movimiento siguiente de bajada t=1.2 a 1.5s) el palo describe una superficie en un plano casi coincidente con el de la anterior (fig.4). El centro de gravedad se mantiene fijo casi hasta el impacto (t=1.5s), iniciándose un desplazamiento de su proyección sobre el suelo (fig.5) hacia el pie izquierdo (en diestros), con la lógica variación de las reacciones sobre los pies. 3- En el "follow through" (movimiento posterior al impacto t=1.5 a 2s), continúa el desplazamiento del centro de gravedad y el peso se traslada al pie izquierdo (fig.5). 4- La trayectoria del centro de gravedad, o cuando menos de su proyección sobre el suelo, permanece en un punto hasta el impacto (t=0 a 1.5s) y describe un segmento de recta entre los instantes anteriores al impacto y el "finish" (palo enroscado al jugador y fin de trayecto t=2s). Fig.4. Planos del swing CONCLUSIONES DINAMICAS Se confirma nuestra afirmación (en el artículo anterior), acerca de la trayectoria de las manos describiendo una Fig.5 Trayectoria de la proyección curva con gran radio de curvatura en el instante del CDG sobre el suelo del impacto (fig.6). Esto es necesario para que la cabeza del palo se adelante adoptando la cabeza su posición adecuada y recuperando la energía mecánica de flexión de la varilla. Esto se comprueba con el ordenador. El centro de gravedad del conjunto jugador y palo, se mantiene fijo y se desplaza brusca y ostensiblemente en la dirección del objetivo desde el instante previo al impacto. Los sensores de las manos y de la cabeza del palo lo constatan directamente. Se confirma el conocido sistema de no mover la cabeza al torsionarse en el back swing. Esto permite alterar mínimamente el centro de gravedad. Subir mucho el palo en el back swing permite ganar energía potencial y espacio (longitud de la trayectoria en aceleración) para conseguir una alta velocidad en el Fig.6. Trayectorias y posición de los impacto. Karl Woodward, sensores un ingeniero inglés de 49 años, utilizando un estilo peculiar que le permite llevar el palo hasta "colgar por la espalda" en el back swing, ha conseguido el pasado 30 de junio batir el record Guiness de distancia con driver en 408 yardas (373 m) sólo de vuelo, sin rodada. Para ello ha utilizado un driver Makser Airflow Stabilizer estándar (Titanio, 45", loft 7°), que el museo del golf de St. Andrews en Escocia incluirá en su colección. El record anterior lo ostentaba él mismo en 398 yd. El problema biomecánico radica en girar, desgirar (perdón por el vocablazo usual en golf), impulsar y absorber las reacciones dinámicas del palo sin alterar la posición del CDG del conjunto. Para aprender a dejar que gire libremente el palo y adelante su cabeza antes del impacto, el "grip" (agarre del palo con las manos) debe ser el adecuado. Este es terreno del profesor de golf y supongo que deberemos buscar un agarre que sujete el palo con rótula, DYNA Julio, agosto, septiembre 1.999 56 sin empotramiento, que obligue al jugador a desplazar su centro de gravedad en lugar de girar el palo con las manos (ver artículo anterior). La frase del profesor de golf de agarrar un pajarillo para que no se escape y sin embargo no se asfixie, puede aclarar el caso. Apretar con los dedos meñiques puede ayudar a ello, pero esto es ya intrusismo profesional. Los profesionales pueden transmitir un momento controlado en el grip aumentando el impulso. No obstante, podemos apuntar algún aspecto dinámico: Fig.7 Alineaciones principales - El jugador profesional, por instinto y aprendizaje de su profesor, sabe que debe desplazar las caderas durante el impacto (barrer la bola) y además en el instante preciso se permite imprimir un momento al palo empotrado entre las manos. Ambas acciones implican un efecto que sitúa la cara del palo alineada con el objetivo al impactar con la bola, aumentando y recuperando la energía acumulada en la flexión de la varilla del palo. - El principiante tiende a alinear la cara del palo solamente imprimiendo un momento de recuperación con las manos en el palo para girarlo, consiguiendo por contra flexar más la varilla y con ello la cabeza golpea a la bola con la cara girada hacia afuera (abierta) y hacia arriba (loft dinámico), dado que la varilla está flexada (acumula energía) y torsionada indebidamente. El resultado es una bola con menos energía cinética lineal, mayor energía cinética de rotación con resultado de trayectoria corta y debido al "efecto Magnus" hacia la derecha (slice). El jugador también se desequilibra. CONCLUSIONES PARA EL AFICIONADO Comparado el swing digitalizado de un profesional con el de un buen aficionado resulta evidente que esto es muy complicado y casi imposible para nosotros, pero dadas las evidentes diferencias también se puede concluir que hay muchas posibilidades de mejora y que el sistema de análisis biomecánico, al igual que a deportistas de elite, sin duda beneficiará al aficionado. Parece ser que un digitalizado costará 2000 ptas. aproximadamente, lo que permitirá estudiarnos a fondo y luego destruir las pruebas. EL DISEÑO DE PALOS DE GOLF Todas estas características dinámicas las tiene en cuenta el diseñador de palos de golf realizando palos específicos para profesionales (flex de varilla X-Stiff), aficionados de muy bajo handicap (Stiff), aficionados de bajo handicap y señoras de muy bajo handicap (Firm), aficionados normales y señoras de bajo handicap (Regular), señoras de alto handicap, niños y señores mayores (Ladies). Para ello, se tiene en cuenta su fuerza física y habilidad para recuperar la posición de la cabeza en el impacto. Una varilla más rígida recupera más rápidamente su posición, acompañando a un swing más rápido. A veces las varillas se clasifican por la velocidad máxima de la cabeza (función del tipo de jugador). La comprobación del palo una vez montado se realiza midiendo su frecuencia de vibración, que es característica en cada tipo de palo y depende de su aerodinámica y de la varilla (tipo de jugador). Adoptar el palo adecuado es más complicado de lo que parece y es recomendable Fig.8 Karl Woodward en el Guiness probar antes en el campo los palos que con este fin disponen los comercios. Una buena aerodinámica de la cabeza exige una varilla menos rígida para compensar la frecuencia de vibración del palo aumentada por este concepto. Esta aerodinámica ya decíamos que no sólo es sobre la cara del palo, ya que el frente de avance de la cabeza de un palo de golf es variable con su posición durante el swing. Precisamente esta característica apreciada en el primer prototipo por J.Mª. Olazábal permitió el desarrollo de nuestra patente internacional "fuselaje estabilizador de torbellinos" que en su segunda chaqueta verde del Masters de Augusta del pasado abril le acompañó con una madera 3 MAKSER. NOTICIAS PARA EL AFICIONADO En su línea de investigar productos originales, MAKSER la única empresa española fabricante de palos de golf y la primera europea por presencia en el Tour Europeo, que como hemos dicho, ostenta actualmente el World Guiness Record de distancia con driver (fig.8), está desarrollando un "sand wedge" actualmente en fase de prototipo, con unas características innovadoras: DYNA Julio, agosto, septiembre 1.999 57 - El cuello o enganche de la varilla a la cabeza estará alejado de la trayectoria de la bola para evitar golpes de "socket", de "pipa" o "cañazos". - El borde de ataque de original concepción, permite golpear con la cara formando ángulos abiertos con toda confianza, disponiendo siempre de borde de ataque frontal a la bola. - La base presenta un "sandfoil" (derivación razonable de airfoil, hidrofoil...), de forma cóncava, en lugar de la habitual convexa o plana, que permite una sustentación más científica sobre el lecho fluido de arena. - La cara de golpeo, que también es pista de rodadura en este palo, está pensada para facilitar el golpe con la cara abierta. Las agradables formas y las facilidades que ofrece este original diseño, serán de gran ayuda en situaciones complicadas. DYNA Julio, agosto, septiembre 1.999 58