Biomechanical Analysisof Impact Absorption and Traction on Third-Generation Artificial Turf

Abstract

Tredjegenerasjons kunstgress (3G kunstgress) er nå i utstrakt bruk både på breddenivå og profesjonelt nivå, og underlaget nyter status som godkjent for konkurranse av Det internasjonale fotballforbundet (FIFA). Ikke desto mindre, til tross for tilsvarende skadefrekvens som på naturgress, har det opprettholdt et rykte for dårlig støtdemping og utrygt friksjonsnivå. Den største bekymringen er at overdrevent stor, repetert belastning og friksjonskrefter utsetter utøvere for større skaderisiko. Både støtdemping og friksjon påvirkes ikke bare av egenskaper ved 3G kunstgress, men også av egenskaper ved fotballskoene som benyttes, der spesielt avlange knotter antas å forårsake høy friksjon. De mest brukte testmetodene innebærer bruk av mekaniske apparater som har til hensikt å gjenskape en idrettsspesifikk menneskelig bevegelse med antatt høy skaderisiko, enten gjennom å produsere et isolert sammenstøt eller en rotasjon, selv om utøvelsen av idrettene som oftest foregår på 3G kunstgress hovedsakelig innebærer lineære bevegelser. En følge av dette er at den nåværende kunnskapen om egenskaper ved 3G kunstgress nesten utelukkende er basert på tester med mekaniske apparater som, delvis grunnet en manglende evne til å tilpasse seg kontinuerlig, ikke betraktes som nøyaktige for å framstille interaksjonen mellom sko og underlag ved menneskelig bevegelse. Det overordnede målet med dette arbeidet var å tilføre utøver-basert biomekanisk data gjennom å undersøke støtdemping og lineær friksjon på forskjellige 3G kunstgressystemer (breddenivå, profesjonelt nivå med og uten underliggende støtdempingssjikt) og med vanlige fotballsko med forskjellige typer knotter (kunstgressknotter, tradisjonelle runde knotter, avlange knotter) ved standardisert menneskelig bevegelse. Sammenlignet med de to kunstgressystemene for profesjonelt nivå var støtdemping dårligere på kunstgressystemet for breddenivå. Generelt sett ble støtdemping påvirket i positiv forstand av både et underliggende støtdempingssjikt og en større mengde fyll i underlaget, men tilsynelatende i høyere grad av førstnevnte. Dette gjenspeilet seg i at kunstgressknotter ga mest støtdemping blant forskjellige typer knotter, muligens grunnet en større mengde sålemateriale. Friksjonskraft var størst på kunstgressystemet for profesjonelt nivå med underliggende støtdempingssjikt og med kunstgressknotter. Til tross for enkelte forskjeller i friksjonskraft forble imidlertid friksjonskoeffisienten tilnærmet identisk på tvers av alle kombinasjoner av sko og underlag, noe som antyder at forsøkspersonene justerte for uønskede friksjonsbetingelser. Det var ingen tegn på at avlange knotter produserte unormalt høy friksjon. Et positivt lineært forhold mellom friksjonskoeffisient og medial rotasjon av skoen i transversalplanet (i forhold til bevegelsesretning på underlaget) fantes, men den begrensede forskyvingen av knotter som forekommer under kontakt med underlaget gjør at bakgrunnen fortsatt er uklar. Selv om enkelte forskjeller mellom kunstgressystemer ble avdekket, antyder verken størrelsen på sammenstøt eller friksjon at ordentlig vedlikeholdt 3G kunstgress kan betraktes som et spesielt risikabelt underlag. Denne forestillingen styrkes av en skadefrekvens lik den som finnes på naturgress