Validación y utilización de sensores inerciales de bajo coste para el análisis del salto vertical

Resumen

La revolución tecnológica que está sucediendo en estas tres ultimas décadas ha llegado también al deporte y la medicina. El salto vertical se lleva empleando como método de evaluación biomecánica desde hace más de medio siglo, para que deportistas y enfermos sean valorados. Los sistemas de captura empleados para la recogida de parámetros han evolucionado hasta los complejos sistemas que existen hoy en día, pero con un gran problema: el acceso a ellos está al alcance de muy pocas personas. En este hecho se ha basado la elaboración de la presente tesis doctoral. Se han querido obtener sistemas de captura más accesibles para el usuario. Por este motivo, se han desarrollado dos sensores de bajo coste para captura de movimiento biomecánico: una plataforma de fuerzas con alta resolución y frecuencia de muestreo, y una placa con un sensor inercial de 9 grados de libertad. Ambos desarrollos se han enfrentado a sistemas tradicionales empleados para la valoración del salto, como son: la plataforma de contactos, el encoder rotativo lineal y una cámara de alta velocidad, empleando para el tratamiento de las imágenes software libre. Para la validación de los sensores, se han utilizado algunos de los saltos propuestos en el test de Bosco, como son los saltos de talón, con y sin brazos, y saltos con contramovimiento, con y sin brazos. Una de las contribuciones que se han realizado ha sido el desarrollo de diversos algoritmos para la extracción automática de datos referentes a los instantes relevantes del salto. Ha sido necesario, por un lado, el procesado previo de la información, que ha consistido en la aplicación de técnicas de suavizado de ruido de los sensores inerciales, y por otro, la obtención de la aceleración vertical, para no tener en cuenta la orientación ni la posición del sensor inercial respecto al cuerpo del saltador. Otra de las contribuciones más destacadas ha sido el desarrollo de un algoritmo para detectar, en las gráficas de desplazamiento respecto al tiempo, los instantes de antepie y retropie. Estos no se pueden obtener sin un tratamiento previo de datos, como ocurre con la fuerza y la aceleración. La última contribución efectuada es la realización de un estudio estadístico de los datos extraídos por los sensores de bajo coste aparecidos en los últimos años. Se ha tomado como referencia el sistema inercial propuesto, y se ha enfrentado con el resto de sistemas de bajo coste, viendo las correlaciones existentes entre ellos. Estas contribuciones han logrado un avance de la técnica en la utilización de los sensores inerciales de bajo coste para la cuantificación del salto vertical, abriendo nuevas líneas de trabajo que deberán ser exploradas.