Testmethode die risico huidletsel beoordeelt

De discussie over de slidingvriendelijkheid van kunstgras wordt binnenkort wetenschappelijker dankzij de introductie van een testapparaat en de vaststelling van een testprotocol om de slidingeigenschappen van kunstgras vast te stellen. Het nieuwe apparaat zal sportbonden helpen bij het beoordelen van nieuwe kunstgrasmatten en infillmaterialen.

slidingswond onderzoek

De discussie over de slidingvriendelijkheid van kunstgras wordt binnenkort wetenschappelijker dankzij de introductie van een testapparaat en de adoptie van een testprotocol om de slidingeigenschappen van kunstgras vast te stellen. Het nieuwe apparaat zal sportbonden helpen bij het beoordelen van nieuwe kunstgrasmatten en infillmaterialen.

Al vanaf de eerste dag, domineert de discussie over brand- en schaafwonden de vraag of kunstgras de juiste of verkeerde ondergrond is voor bepaalde sporten. Meestal gaat dat debat gepaard met lelijke verhalen en afschuwelijke foto’s van schaafwonden of brandwonden van spelers die op kunstgras onderuit zijn gegaan. Omdat het aantal kunstgrasvelden voor rugby groeit en het welzijn van spelers een prioriteit is voor World Rugby, laat de bond dit onderzoeken om inzicht te krijgen in de interacties tussen de huid en kunstgrasoppervlakken en om een ​​betere testmethode en apparaat te ontwikkelen voor het beoordelen van de kans op verwondingen door wrijving van die huid op de kunstgrasmat. Alle opgedane kennis zou World Rugby in staat moeten stellen de regel voor goedgekeurde kunstgrasmatten aan te scherpen, de perceptie van kunstgras door sporters te verbeteren en huidletsels van spelers in de toekomst te verminderen. Het driejarige onderzoek werd in 2019 gegund aan testinstituut Sports Labs en de universiteit van Cardiff.

Nieuwe testopstelling

Eerder dit jaar onthulde Sports Labs hun nieuwe testapparaat. Het zes meter lange toestel heeft een 3D-geprint knievormig botslichaam dat is omwikkeld in Lorica Soft. Dit synthetische leer heeft een wrijvingsweerstand die vergelijkbaar is met die van in vivo huid. Het botslichaam is bevestigd aan een slede die met behulp van een lineaire inductiemotor versnelt tot de gewenste snelheid van 5 m/s.

“We simuleren professionele rugbyspeler. Die zijn sneller en zwaarder dan amateurspelers. Daarom hebben ze meer kans om grotere krachten te ervaren wanneer ze in aanraking komen met de grond en zijn ze vatbaarder voor huidletsel”

Max MacFarlane, Universiteit van Cardiff

Die versnelling wordt met behulp van elektromagneten gedaan. Verticale botssnelheden worden gegenereerd door het botslichaam in een reeks vrijgavehoogten een ​​vrije val te laten maken waarbij een ​​maximale snelheid van 3,85 m/s wordt bereikt. “Het ontwerp van het botslichaam, de hoek waarmee het het oppervlak raakt en de snelheid waarmee dit gebeurt, is allemaal vergelijkbaar met een rugbyspeler die op de kunstgrasmat valt. We simuleren professionele rugbyspeler. Die zijn sneller en zwaarder dan amateurspelers. Daarom hebben ze meer kans om grotere krachten te ervaren wanneer ze in aanraking komen met de grond en zijn ze vatbaarder voor huidletsel,” zo legt Max MacFarlane, afstudeerkandidaat van de universiteit van Cardiff, die het onderzoek heeft uitgevoerd, uit. “Door oppervlakken in het slechtste geval qua krachten te beoordelen, zou dit alle spelers veiliger moeten maken.” Volgens Marc Douglas van World Rugby heeft het nieuwe testapparaat alle potentie om het Securisport-testapparaat dat momenteel wordt gebruikt, te vervangen. “De Securisport geeft niet echt een beeld van een speler in beweging omdat het een authentieke impact op realistische snelheid niet nauwkeurig simuleert”, zegt hij. “Bovendien beïnvloedt de herhaalde cirkelvormige draaiactie snel de conditie van de mat. Dat betekent dat de resultaten niet representatief zijn voor het gespecificeerde kunstgrassystemen.”

Verschillende tapijten, verschillende resultaten

De reactie van de menselijke huid die over een oppervlak gaat, kent vele aspecten. Om het risico op huidletsel op een bepaald kunstgras te beoordelen, bepaalt het apparaat de schuurzone, de wrijvingscoëfficiënt, de gradiënt van de glijsnelheid, de energie die tijdens de interactie vrij komt en de verandering in temperatuur. “We gebruiken versnellingsmeters, IR-thermische camera’s en een beeldvormende drempeltechniek om de slijtagezone te kwantificeren. Die dragen allemaal bij aan het uiteindelijke resultaat”, zegt MacFarlane. De resultaten tonen aan dat huidletsel een combinatie is van een brand- en schaafwond. “De eerste resultaten geven aan dat de vrije poolhoogte en het aantal steken grote rol spelen. “De grootte van het aangetaste huidgebied is veel kleiner voor een tapijt van 60 mm vergeleken met een tapijt van 50 mm. Hetzelfde geldt voor tapijten met een steekverhouding van 60-15 vergeleken met tapijten met een steekverhouding van 60-12: het aangetaste gebied is ongeveer 20% kleiner op oppervlakken met een hogere stekental.”

“Interessant genoeg lieten de kortste vrije poolhoogten een gemiddeld resultaat zien, terwijl een oppervlak met de gemiddelde vrije poolhoogte de grootste kans op blessures vormde”

Eric O’Donnell

Eric O’Donnell van Sports Labs wijst er echter op dat het onterecht is om te beweren dat hoe korter de vrije poolhoogte, des te groter de kans op huidletsel is: “Interessant genoeg lieten de kortste vrije poolhoogten een gemiddeld resultaat zien, terwijl een oppervlak met de gemiddelde vrije poolhoogte de grootste kans op blessures vormde”, zegt hij. De vorm van de vezel zelf deed er niet toe. “We hebben nog geen al te complexe garens gezien. De meeste rugbytapijten die we hebben getest, gebruiken monofilament De tuftbedrijven verkiezen deze vezel omdat de mat dan langer mee gaat.” Tegen de draad van het tapijt in glijden gaf een grotere kans op een blessure. In hun onderzoek Skin tribology in sport (zie onderaan) leggen Max MacFarlane en dr. Peter Theobald uit dat dit komt door de manier waarop de collageenvezels en Langer’s Lijnen, die zich vormen de huid, zijn georganiseerd.

Opmerkelijke resultaten bij non-filled

Sports Labs test inmiddels zoveel mogelijk verschillende matten om een ​​database op te bouwen. Daarbij bekijkt het ook kunstgras dat in andere sporten wordt gebruikt. Die verbreding geeft opmerkelijke resultaten. De schuurzone op non-filled tapijten bleek de kleinste van alle geteste oppervlakken. “Vergeleken met de 907,9 mm2 op een 60 mm of 1314,6 mm2 op een 50 mm tapijt, was de schuurzone van 70,2 mm2 op een non-filled mat aanzienlijk kleiner,” vervolgt O’Donnell. De wrijvingscoëfficiënt van de huid (CoF) en vrijkomende energie zijn echter aanzienlijk hoger op non-filled mat dan op kunstgras met infill. “De resultaten suggereren dat de gesimuleerde speler een hoger risico op letsel zou hebben op een non-filled mat dan op een kunstgrasmat met infill.” Het is duidelijk dat de hardheid, lengte en vorm van de infill-deeltjes in derde generatie kunstgrasoppervlakken een rol spelen bij het al dan niet geblesseerd raken van een vallende of slidende speler. Dit resultaat heeft Marc Douglas van World Rugby wat verrast.

“Het vermoeden bestond dat de vezel het probleem was en dat de infill het smeermiddel zou zijn omdat het rolt. Dit lijkt niet per se het geval te zijn”

Marc Douglas, World Rugby

“Het vermoeden bestond dat de vezel het probleem was en dat de infill het smeermiddel zou zijn omdat het rolt. Dit lijkt niet per se het geval te zijn,” geeft hij toe. Douglas wijst erop dat non-filled kunstgras voor rugby nog niet is toegestaan. “Het geeft niet de tractie die spelers nodig hebben bij het uitvoeren van scrums en mauls. Ook is het veld niet stabiel genoeg om spelers in staat te stellen deze acties effectief en met minimaal risico uit te voeren. Kunstgras heeft infill nodig om te voorkomen dat het onder de voeten wegglijdt,” zo legt hij uit waarom World Rugby nog steeds adviseert om voor rugby kunstgrastapijten met een poolhoogte van 60 mm te gebruiken. “Iets dat deze studie heel duidelijk heeft gemaakt, is dat onderhoud absoluut noodzakelijk is tot een goed presterend veld. We hebben altijd beweerd dat onderhoud nodig is om de levensduur van het veld te verlengen en om het comfort en de veiligheid van de grasmat te verbeteren. Deze testprocedure laat duidelijk zien dat een goed onderhouden kunstgrasveld makkelijker en comfortabeler is om op te sliden.” O’Donnell vult aan: “We hebben gezien dat de infill veel compacter is nadat we ze door de Lisport-XL-test hadden gehaald. Omdat het minder waarschijnlijk is dat het zich bij een impact verspreidt of verplaatst, had dit een nadelig effect op het over het oppervlak slidende botslichaam.”

En nu?

Alle tests zijn uitgevoerd in de geklimatiseerde omgeving van het laboratorium. Max MacFarlane wil het kunstgras daarom nu ook testen in een warme omgeving. “We zijn van plan om het kunstgras eerst onder speciale incubatielampen te verwarmen voordat de prestaties in relatie tot de huid worden getest om zo vast te stellen of de mat anders zal presteren in andere, warmere delen van de wereld.”
World Rugby zelf is druk bezig met het uitwerken van een systeem om testresultaten te classificeren. “Het idee is om een ​​beoordelingssysteem te gebruiken zoals we dat ook doen om de kans op infill splash vast te stellen,” zegt Douglas. Voorlopig zal World Rugby alleen een soort van voldoende/onvoldoende-resultaat nastreven. “Dit stelt de industrie in staat om te besluiten welke producten ze willen behouden.”

“FIFA en World Rugby zijn van plan om het Handbook of Requirements in 2023 bij te werken en we hebben allebei de ambitie om deze test daar in op te nemen”

Marc Douglas, World Rugby

Hij wijst erop dat het de ambitie is om de test op te nemen in manuals. “FIFA en World Rugby zijn van plan om het Handbook of Requirements in 2023 bij te werken en we hebben allebei de ambitie om deze test daar in op te nemen.” Dat kan echter een uitdaging zijn. “Dit apparaat kan alleen worden gebruikt in een laboratorium terwijl we iets willen hebben dat mee naar het veld kan worden genomen voor een optionele test of als een test om te identificeren of er een probleem is met een geïnstalleerd veld.” Inmiddels is een ander testinstituut al met die uitdaging aan de slag. Kijk er daarom niet van op dat het vaststellen van de kans op huidletsel op een bepaalde kunstgrasmat binnenkort verplicht wordt. Het testtoestel en protocol zijn bijna klaar.

Huidverwondingen

Uit het onderzoek is gebleken dat de menselijke huid erg taai is en veel kan verdragen. Voordat het verbrand, moet het gedurende een periode van minimaal één seconde een temperatuur tot 60 ° Celsius ervaren. In hun onderzoek Huidtribologie in de sport leggen Max MacFarlane en Dr. Peter Theobald uit dat “de huid uit verschillende lagen bestaat, waarbij elke laag unieke mechanische eigenschappen heeft die bijdragen aan de gecombineerde, zeer niet-lineaire respons. De structurele respons wordt bepaald door de elastinecomponenten, waardoor de huid relatief zacht wordt. Naarmate de belasting toeneemt, verstijft de huid snel. De wrijving van de huid wordt bepaald door adhesie en vervorming en de wrijvingscoëfficiënt van de huid (CoF) wordt beïnvloed door factoren zoals fysiologie, het contactoppervlak en omgevingsomstandigheden. Hydratatie van de huid, dikte, haar en samenstelling van de hydrolipidenfilm aan het oppervlak hebben allemaal invloed op het eindresultaat.”

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *