Optimización de resultados en esquí cross, con SoMat y nCode GlyphWorks

La clave para una salida ganadora: adquisición de datos robusta y análisis eficiente

El esquí cross, deporte olímpico desde los Juegos de Vancouver de 2010, es una modalidad de competición absolutamente espectacular, como se pudo ver en los Juegos de Invierno de Sochi 2014. El equipo francés brilló en esta disciplina y acaparó los tres cajones del podio. Jean-Frédéric Chapuis se alzó con la medalla de oro, mientras sus compatriotas Arnaud Bovolenta d’Arêche-Beaufort y Jonathan Midol fueron plata y bronce, respectivamente.

HBM tuvo oportunidad de participar en un proyecto de optimización de rendimiento, llevado a cabo por la Federación Francesa de Esquí (FFS). "En este tipo de competición, la salida es crítica y condiciona enormemente el resto de la carrera. Con el fin de mejorar nuestros resultados en esos instantes vitales, pusimos a punto un sistema para analizar lo que hacen los atletas cuando ponen las manos en los asideros de salida. Para ello, utilizamos tecnología de HBM", explica Nicolas Coulmy, director del Departamento de Deporte y Ciencia de la FFS.

En una primera fase, la FFS había estudiado las técnicas de salida con ayuda de un ergómetro, en una sala de entrenamiento. Pero, para conseguir resultados más prácticos, decidió hacer pruebas en condiciones reales de carrera, en una montaña nevada. Para ello, fue preciso instalar sensores en los asideros de los puestos de salida, registrar los valores de fuerza y procesarlos.

Puesto de salida equipado con instrumentos durante un estudio dinámico y cinemático de las salidas en esquí cross (foto cortesía del Departamento de Deporte y Ciencia de la FFS)

SoMat: para aplicaciones exigentes en hielo y nieve

Para asegurarse el éxito de la iniciativa, la FFS recurrió a la empresa Des-I-D, capitaneada por Pierre Désarmaux, un experto en gestión de proyectos. Esta empresa participa en proyectos con alto potencial de innovación y aporta servicios de gestión de proyectos complejos o multidisciplinares. La experiencia de su director en la empresa Salomon-Amer y su conocimiento del entorno convencieron a la FFS de que Des-I-D era el socio adecuado.

A partir de ahí, todo fue muy rápido, tal como explica Pierre Désarmaux: "Empezamos por redactar unos requisitos funcionales que respondieran claramente a las expectativas de la FFS. La aplicación exigía instalar sensores de fuerza en los asideros, para registrar y después procesar la información recibida. Conocemos a HBM desde hace mucho tiempo y sabíamos que podrían aportar una solución total para el problema, desde el sensor hasta el procesamiento de las mediciones. Así que les invitamos a unirse al proyecto. HBM nos propuso una solución técnica bien adaptada y nos puso en contacto con la empresa Astrym, a la que encargamos el desarrollo de la aplicación de adquisición".

La solución de HBM estaba compuesta por sensores con galgas extensométricas, en versión apta para baja temperatura, un sistema de adquisición de datos SoMat, y un software de análisis de datos nCode GlyphWorks . En esta aplicación, fue preciso hacer desarrollos especiales en los sensores, explica Désarmaux, de Des-I-D: "Conjuntamente con la FFS y con la ayuda de Claude Nanjod —un experto de gran prestigio en mecánica de alta precisión— diseñamos, desarrollamos y fabricamos un elemento sensor cilíndrico a medida, que se podía insertar entre los asideros a los que se agarran los esquiadores y el bastidor de soporte de los asideros. Cada sensor dispone de dos galgas extensométricas adhesivas, capaces de medir las fuerzas que se ejercen en dos direcciones perpendiculares. Para garantizar la integridad de este dispositivo, hubo que prestar una atención especial al diseño de unas salidas axiales con conectividad estándar, de modo que no hubiera cables estorbando en el puesto de salida en el que se colocan los esquiadores. Las fuerzas que se ejercen sobre los asideros en el momento de la salida son altas. Por ello, la aplicación se diseñó para acomodar una fuerza total de 200 daN, es decir, 100 daN en cada asidero.

En esta aplicación de la FFS, la adquisición es relativamente sencilla: tan solo 4 canales de datos (dos sensores en cada asidero), sin grandes exigencias metrológicas o limitaciones dinámicas. "Aunque el dispositivo fuera sencillo, sí que tenía una restricción importante: el sistema de adquisición de datos iba a utilizarse en el exterior, concretamente en una montaña; debía moverse mucho, así que tenía que ser compacto y ser capaz de funcionar con baterías. También debía soportar condiciones ambientales hostiles, como frío, golpes, humedad y nieve", comenta Désarmaux. Se seleccionó un sistema SoMat por su movilidad y su capacidad para trabajar a temperaturas de hasta -20 °C. Fue una excelente elección que, además, se encuentra disponible en una amplia gama de variantes, con una configuración escalable para aplicaciones grandes o pequeñas, por no hablar de la opción de futuras expansiones.

Asidero equipado con una galga de deformación durante un estudio dinámico y cinemático del movimiento de salida (foto cortesía del Departamento de Deporte y Ciencia de la FFS)
Carcasa de la unidad de grabación SoMat, de HBM (foto cortesía del Departamento de Deporte y Ciencia de la FFS)

nCode GlyphWorks: manejo extremadamente fácil

La empresa Astrym, que fue la encargada de desarrollar el software de aplicación, ya había puesto a punto varias aplicaciones con productos de HBM; por ejemplo, mediciones de vibración en una máquina de tracción de raíles (con fines de mantenimiento) y medición de tensiones en una gran prensa de 65.000 toneladas. "HBM es un auténtico socio para nosotros. Además de suministrarnos productos de alta calidad, nos facilitan en buena medida la comercialización, algo muy valioso para una empresa joven como la nuestra", reconoce Sylvain Tremouilhac, Director de Astrym.

El software de aplicación desarrollado por Astrym se generó en un PC tradicional, utilizando software de parametrización y procesamiento suministrado por HBM. Primeramente se definió la parametrización: número de canales, unidades de medida, incertidumbres, frecuencia de adquisición (500 Hz), formato de grabación de los datos, etc. Los datos medidos se analizan con el software nCode GlyphWorks. "Queríamos un software que fuera fácil de utilizar, que ofreciera un procesamiento potente y que tuviera una buena funcionalidad de edición de informes, ya que la finalidad de estas pruebas consiste en generar resultados fáciles de analizar sin tener que dedicar tiempo a convertir y convertir los datos. nCode GlyphWorks ofrece todas esas características", afirma Sylvain Tremouilhac. En el curso de una demostración para la FFS, Astrym desarrolló en apenas 15 minutos un proceso de análisis en GlyphWorks. Con una hoja de cálculo de Excel, se habrían necesitado al menos dos días para hacer el mismo trabajo.

Una función particularmente llamativa de GlyphWorks es la posibilidad de gestionar cada prueba individual (también llamada "run") y asignarle automáticamente un nombre de fichero y una fecha. Esta funcionalidad resulta muy práctica a la hora de localizar los datos para procesarlos. Durante las pruebas en la pista de esquí, el software GlyphWorks y SoMat se instalaron en una tableta robusta que permitía controlar directamente el análisis y visualizar los resultados.

El cliente

"Conocemos a HBM desde hace mucho tiempo y sabíamos que podrían aportar una solución total para el problema, desde el sensor hasta el procesamiento de las funciones."

Federación Francesa de Esquí (FFS)

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