El software de modelado biomecánico optimiza el calzado integrando datos cinemáticos y cinéticos para calcular cargas internas precisas que la observación externa no puede detectar. Transforma datos complejos de movimiento en información útil sobre la distribución de la tensión interna, lo que permite a los ingenieros adaptar los materiales del calzado específicamente para la prevención de lesiones.
Al visualizar la distribución de la tensión interna del cuerpo humano, esta tecnología permite a los diseñadores ir más allá de la comodidad general y centrarse en la reducción específica del daño micro acumulativo en los tendones causado por actividades repetitivas de alta fuerza.
De datos brutos a información interna
Integración de cinemática y cinética
El análisis efectivo comienza combinando el seguimiento del movimiento (cinemática) con los datos de fuerza (cinética).
El software automatiza el seguimiento, filtrado y reconstrucción 3D de datos de coordenadas brutos recopilados por sistemas de captura de movimiento. Este riguroso procesamiento garantiza que los datos fundamentales reflejen con precisión el movimiento del usuario antes de que comiencen los cálculos complejos.
Visualizando lo invisible
Mientras que el movimiento externo es fácil de ver, la tensión interna de las articulaciones no lo es.
El software profesional calcula fuerzas internas, como el trabajo articular y las cargas tendinosas específicas, que son imposibles de medir directamente solo con sensores externos. Este proceso genera un mapa visual de dónde se acumula la tensión dentro del cuerpo durante el movimiento.
Ingeniería para la protección de tendones
Cálculo de la fuerza del tendón rotuliano
La aplicación principal para la salud de los tendones implica el cálculo preciso de la fuerza del tendón rotuliano.
Los movimientos de alta frecuencia, como saltar, crean cargas repetitivas que pueden provocar microdaños. Al cuantificar esta fuerza específica, los investigadores pueden identificar exactamente qué fases del movimiento ponen el tendón en riesgo.
Ajuste de la dureza de la suela
Una vez mapeadas las fuerzas internas, los diseñadores pueden modificar los atributos físicos del calzado.
El software permite a los equipos de I+D ajustar la distribución de la dureza de la suela. Manipulando cómo se comprimen las diferentes áreas del zapato, pueden redistribuir las fuerzas de impacto lejos del tendón rotuliano.
Ajuste de la eficiencia de retroalimentación de energía
Más allá de la dureza, el software guía el ajuste del retorno de energía.
Optimizar la eficiencia de retroalimentación de energía garantiza que el zapato absorba los impactos sin "amortiguar" el resorte natural del pie. Este equilibrio es fundamental para aliviar la tensión en los tendones durante las fases de despegue y aterrizaje del salto.
Comprender las compensaciones
La complejidad de la marcha "anormal"
Si bien el software proporciona datos precisos, se basa en índices biomecánicos estandarizados como el Índice de Desviación de la Marcha (GDI).
Los técnicos deben tener cuidado de no corregir en exceso los patrones de marcha "anormales". Un diseño que corrige una desviación para un usuario podría inducir tensión en otro tendón para otro, lo que hace que la optimización del mercado masivo sea un equilibrio de promedios en lugar de una cura universal.
Laboratorio vs. Mundo Real
Los datos utilizados para estas optimizaciones a menudo se recopilan en entornos controlados.
Los diseñadores deben reconocer que el daño micro acumulativo modelado en el software puede diferir de los escenarios del mundo real donde el terreno y los niveles de fatiga varían de manera impredecible.
Tomar la decisión correcta para su objetivo
Para aprovechar el modelado biomecánico de manera efectiva, alinee su análisis con sus objetivos de diseño específicos.
- Si su enfoque principal es la Prevención de Lesiones: Priorice los cálculos de la fuerza del tendón rotuliano para minimizar el daño micro acumulativo a través de distribuciones de suela más suaves y que absorban los impactos.
- Si su enfoque principal es la Eficiencia del Rendimiento: Concéntrese en el trabajo articular y las métricas de retroalimentación de energía para maximizar la producción de potencia sin aumentar la tensión interna.
En última instancia, el valor de este software no reside solo en el seguimiento del movimiento, sino en revelar las fuerzas internas que dictan la salud de los tejidos a largo plazo.
Tabla resumen:
| Característica | Función en el diseño del calzado | Impacto en la salud de los tendones |
|---|---|---|
| Integración Cinética | Calcula las fuerzas articulares internas y las cargas tendinosas | Identifica las fases de movimiento de alto riesgo |
| Distribución de Dureza | Modifica la compresión de la suela en zonas específicas | Redistribuye las fuerzas de impacto lejos de los tendones |
| Retroalimentación de Energía | Ajusta la absorción de impactos y el retorno de energía | Alivia la tensión durante el despegue y el aterrizaje |
| Mapeo de Tensión | Visualiza los puntos de daño micro acumulativo | Permite la ingeniería de materiales dirigida |
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Referencias
- Stefan Vermeulen, Roel De Ridder. The effect of fatigue on spike jump biomechanics in view of patellar tendon loading in volleyball. DOI: 10.1111/sms.14458
Este artículo también se basa en información técnica de 3515 Base de Conocimientos .
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