Un nuevo modelo matemático desarrollado por científicos de la Universidad de Alberta muestra cómo los patinadores se mueven a través del hielo, y podría ayudar a los patinadores profesionales a perfeccionar su técnica o prevenir lesiones.
"Podemos describir el movimiento de la patinadora artística", dijo Ph.D. estudiante Meghan Hall. "Si quiero hacer este movimiento o este patrón, ¿qué debo hacer con mi cuerpo? ¿Cuál es la forma óptima de hacerlo? O, si no estoy seguro de cómo hacer un determinado movimiento o patrón, este sistema modelará el movimiento que necesito hacer para producirlo ".
Hall, una patinadora artística recreativa durante 20 años, está llevando a cabo la investigación con su compañero estudiante graduado Vaughn Gzenda bajo la supervisión de Vakhtang Putkaradze.
En el primero de dos estudios, los científicos señalan que investigaciones anteriores han analizado la física bidimensional del patinaje artístico, pero su nuevo modelo es el primero en usar mecánica no holonómica, o mecánica con restricciones, para mostrar cómo un cuerpo se mueve sobre hielo en tres dimensiones
"Resulta que podemos resolver este problema a mano, lo cual es increíble porque las ecuaciones en la mecánica no holonómica son muy complejas", dijo Putkaradze, quien actualmente es el director senior de ciencia y tecnología del Equipo de Transformación de ATCO.
El segundo estudio próximo incluye una biblioteca de todos los diversos movimientos y trayectorias que un patinador puede tomar.
"El hecho de que las ecuaciones de movimiento sean integrables, o completamente solucionables, es muy sorprendente", dijo Gzenda. "Los sistemas mecánicos con restricciones no holonómicas que también son integrables son extremadamente raros. Hay una lista relativamente corta de ejemplos conocidos: un ejemplo es una bola rodante simétrica. Otro es cómo un trineo se mueve a lo largo de una superficie.
Hall, una patinadora artística recreativa durante 20 años, está llevando a cabo la investigación con su compañero estudiante graduado Vaughn Gzenda bajo la supervisión de Vakhtang Putkaradze.
En el primero de dos estudios, los científicos señalan que investigaciones anteriores han analizado la física bidimensional del patinaje artístico, pero su nuevo modelo es el primero en usar mecánica no holonómica, o mecánica con restricciones, para mostrar cómo un cuerpo se mueve sobre hielo en tres dimensiones
"Resulta que podemos resolver este problema a mano, lo cual es increíble porque las ecuaciones en la mecánica no holonómica son muy complejas", dijo Putkaradze, quien actualmente es el director senior de ciencia y tecnología del Equipo de Transformación de ATCO.
El segundo estudio próximo incluye una biblioteca de todos los diversos movimientos y trayectorias que un patinador puede tomar.
"El hecho de que las ecuaciones de movimiento sean integrables, o completamente solucionables, es muy sorprendente", dijo Gzenda. "Los sistemas mecánicos con restricciones no holonómicas que también son integrables son extremadamente raros. Hay una lista relativamente corta de ejemplos conocidos: un ejemplo es una bola rodante simétrica. Otro es cómo un trineo se mueve a lo largo de una superficie.
"Nuestro modelo es, hasta donde sabemos, el más nuevo en esta lista".
Aplicaciones prácticas
"El patinaje artístico inspiró este proyecto de investigación, y ahora el proyecto me inspira cuando estoy en el hielo", dijo. "He tenido un enfoque muy diferente del patinaje a lo largo de mi carrera, probablemente porque mi cabeza simplemente piensa de esta manera. Ahora hemos construido una simulación y puedo ver, en papel, cómo cambiar mi cuerpo".
Además de la inspiración sobre el hielo, la investigación tiene posibles aplicaciones prácticas para patinadores y entrenadores por igual, señaló Putkaradze.
"Esta sería una excelente manera de entender cómo se entrena la gente y podría contribuir a un mejor entrenamiento de patinaje artístico", dijo.
También podría ayudar a los patinadores a evitar lesiones comunes como fracturas espirales en la parte inferior de la pierna.
"Esto podría aplicarse al diseño de la cuchilla o la bota, o incluso a la técnica para evitar estas lesiones", agregó Hall.
El primer estudio, "Integrabilidad y caos en el patinaje artístico", de Gzenda y Putkaradze, fue publicado en el Journal of Nonlinear Sciences.
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