Modellazione matematica di una pista di atletica

Sviluppo di un modello matematico 3D di una pista di atletica in collaborazione con il Politecnico di Milano.

L’introduzione degli alveoli nello strato inferiore delle piste in gomma prefabbricate si deve a un’innovativa intuizione di Elio Stroppiana, che già nel 1976 aveva capito che con spazi pieni d’aria al di sotto della pista era possibile creare un effetto elastico irraggiungibile con sottofondi pieni.

Da quel momento, dimensioni, profondità e forma degli alveoli sono stati più volte rielaborate per migliorare costantemente le prestazioni degli atleti, fino ad arrivare al brevetto del design a nido d’ape, che conferisce direzionalità alla risposta elastica della pista.

Oggi le moderne tecniche del calcolo ad elementi finiti (FEM) e la modellazione matematica delle caratteristiche fisiche dei materiali contribuiscono alla ricerca sulla relazione tra la loro forma e le loro proprietà fisiche e permettono di ottimizzarne le caratteristiche tecniche.

La cooperazione tra MONDO e il Politecnico di Milano ha portato allo sviluppo di un modello matematico 3D di una pista di atletica alle prime sperimentazioni sulla sua interazione con l’atleta di Berlino, lo strumento che viene utilizzato per misurare l’assorbimento energetico e la deformazione verticale di una pista sollecitata dal passo di un atleta in corsa.

Questo studio ha permesso di compiere il primo passo verso la progettazione di pista d’atletica prefabbricate virtuali, la cui risposta elastica potrà essere misurata con precisione prima della realizzazione di un prototipo fisico.

Le prime valutazioni relative alla dimensione e forma degli alveoli e al comportamento dei materiali che compongono la pista hanno portato a modificare la formulazione chimica di Mondotrack WS, per ottimizzare la densità dello strato inferiore e la composizione polimerica dello strato superiore.

Bibliografia

A 3D numerical model for the optimization of running track performance, 11th conference of the International Sports Engineering Association, ISEA 2016


L. Andena, a,c, S. Aleo, a, F. Caimmi, a, S. Mariani, b, c, F. Briatico-Vangosa, a and A. Pavan, a


a Department of Chemistry, Materials and Chemical Engineering, Politecnico di Milano, Piazza Leonardo da Vinci 32, 20133, Milan, Italy
b Department of Civil and Environmental Engineering, Politecnico di Milano, Piazza Leonardo da Vinci 32, 20133, Milan, Italy
c E4Sport - Engineering for Sport Laboratory, Politecnico di Milano, Piazza Leonardo da Vinci 32, 20133 Milan, Italy