Sportsfield Management
The official publication of the sports field management association
Publicado el 12 de agosto de 2025.
Por Ava Veith; David McCall, Ph.D.; Chase Straw, Ph.D.; Daniel Sandor, Ph.D.; Jay Williams, Ph.D.; Cocina Elisabeth; Kevin Hensler; Aaron Tucker, Ph.D.; y Caleb Henderson, Ph.D.
Una superficie de juego segura es esencial para la competición deportiva; y características clave del campo como la dureza superficial, la resistencia rotatoria, la humedad del suelo, la profundidad del fieltro y la profundidad de relleno (en campos sintéticos) juegan un papel crucial en la evaluación de la calidad del campo.
Para mejorar la seguridad en el campo y optimizar el rendimiento de los atletas, es necesaria una colaboración interdisciplinar entre científicos del césped, científicos del deporte y profesionales de la medicina deportiva. Deben desarrollarse estrategias de gestión del campo basadas en la evidencia para garantizar condiciones de juego más consistentes y reducir el riesgo de lesión.
El objetivo de este estudio fue cuantificar el impacto de la variabilidad superficial en la seguridad y el rendimiento de los atletas, tanto dentro como entre césped natural y césped sintético. Esta investigación cuantificará cómo las variaciones en métricas clave de superficie afectan a los atletas utilizando datos de tecnologías portátiles como rastreadores GPS y unidades de medición inercial (IMU).
Además, para comprender mejor la influencia de las superficies del campo, se realizaron encuestas a los atletas antes y después de realizar ejercicios para obtener información sobre su percepción de cómo la variabilidad superficial afecta a su rendimiento.
METODOLOGÍA
Campos deportivos probados
Esta investigación se llevó a cabo en agosto de 2024, durante la cual se estudiaron cuatro campos deportivos en el campus de Virginia Tech en Blacksburg, Virginia (Figura 1). Dos de los campos eran césped natural (bermuda) cultivado en suelo autóctono, donde uno se mantenía a una altura de segado de 1,59 cm y el otro a 2,54 cm. Los otros dos campos eran césped sintético, ambos compuestos por fibras de película de corte con una mezcla de arena y relleno de caucho triturado. Para ambos tipos de campo, uno se clasificaba como «bajo uso», mientras que el otro se clasificaba como «alto uso». Esto se determinó en función de la frecuencia del tráfico, la antigüedad del campo y las prácticas de gestión. Específicamente, el campo natural, de bajo uso, recibe mantenimiento regular y está reservado para los equipos deportivos universitarios que lo utilizan un número limitado de veces por semana de forma programada. En cambio, el campo sintético de bajo uso, el campo sintético de alto uso y el campo natural de alto uso reciben menos mantenimiento y están accesibles durante todo el año tanto para el público como para los equipos deportivos del club. El campo sintético de bajo uso tenía aproximadamente un año en el momento de este estudio, por lo que seguía clasificándose como de bajo uso.
Figura 1. Imágenes de drones de los cuatro campos estudiadas.
Recogida preliminar de datos
Antes de la introducción de los atletas en vivo, la dureza superficial en los cuatro campos se evaluaba usando un martillo Clegg, recogiendo 100 mediciones por campo. Los datos de dureza superficial fueron sometidos a análisis de varianza, y las medias se separaron usando la prueba de diferencias mínimas significativas protegidas (LSD) de Fisher en α = 0,05 para evaluar diferencias estadísticas entre ubicaciones. Los datos se analizaron después usando ArcGIS Pro para generar mapas de calor de dureza superficial, destacando la variabilidad entre y dentro de cada campo. Estos mapas nos permitieron identificar ubicaciones específicas para que los atletas realizaran ejercicios, donde una zona seleccionada dentro de cada campo era más dura que el resto del campo y la otra más blanda (Figura 2). Además, se realizaron 20 mediciones de resistencia rotacional (usando el probador de resistencia rotacional de Deltec), profundidad de thatch (extrayendo un tapón de suelo con un muestreador de perfil y usando una cinta métrica para registrar el grosor del fieltro), humedad del suelo (usando un medidor de humedad TDR 350) y profundidad de relleno (usando un medidor de profundidad de relleno Turf-Tec Professional Model) tanto en las zonas más blandas como en las más duras para caracterizar mejor cada campo y comprender la relación entre las condiciones superficiales y la actuación del atleta.
Figura 2. La dureza superficial dentro del campo (medida en unidades Gmax) se estudió en cuatro campos deportivos. Se realizaron ejercicios en los rectángulos representativos negro (área más dura) y blanco (área más blanda) de cada campo, con valores dentro de cada rectángulo que representaban la dureza media superficial para esa área. Los valores de ‘promedio de campo’ reflejan la dureza superficial en todo el campo, mientras que la clave en la esquina inferior izquierda de cada campo indica los valores máximos y mínimos de dureza superficial.
Recogida de datos durante la participación de los atletas
Catorce atletas participaron en el estudio y estaban equipados con dispositivos STATSports GPS (STATSports, 2025) para medir la velocidad de carrera, así como IMUs Vicon Blue Trident (IMeasureU, 2022) para medir la intensidad del impacto en las extremidades inferiores (ver imagen principal arriba). Ambos dispositivos se usaron para cuantificar el movimiento de los atletas durante los ejercicios. A cada atleta se les entregó botas Nike nuevas antes de participar para eliminar variaciones según la configuración de los tacos. Completaron tres ejercicios, incluyendo un ejercicio de aterrizaje o salto en caída, un ejercicio en T y un ejercicio modificado de aceleración-desaceleración, diseñados para replicar movimientos atléticos comunes. Cada taladro se realizó tres veces tanto en las áreas más blandas como en las más duras identificadas dentro de cada campo, como se muestra en la Figura 2. Además, cada atleta completó encuestas previas y posteriores a la actuación diseñadas para captar su percepción de la calidad del campo antes y después de completar los ejercicios. Esto proporcionó una visión de cómo diferentes superficies pudieron influir en su desempeño.
RESULTADOS Y DEBATE
Datos de dureza superficial
Los mapas de calor mostrados en la Figura 2 destacan la variabilidad de la dureza superficial dentro de cada campo estudiado. Ambos campos de césped sintético tenían superficies significativamente más duras que los de césped natural (p < 0,001), y para ambos tipos de superficie, el campo de alto uso tenía una superficie significativamente más dura que el de bajo uso (p = 0,0029 para los campos de césped natural y p < 0,001 para los de césped sintético). Ambos campos sintéticos probados en este estudio no se construyeron con una almohadilla amortiguadora, que normalmente se coloca bajo la capa de material que sostiene las fibras sintéticas y se utiliza para ayudar a replicar el efecto amortiguador del césped natural. La ausencia de una almohadilla, junto con la tendencia del césped sintético a endurecerse con el tiempo debido a la compactación del material de relleno causada por el tráfico peatonal de los atletas, puede explicar los valores superficiales más duros observados en los campos sintéticos en comparación con los naturales. Además, el aumento del uso o el paso peatonal tanto en césped natural como en césped sintético provoca compactación, lo que provoca que la superficie de juego se endurezca con el tiempo. Por lo tanto, se prevé que los campos de mayor uso mostraran una mayor dureza superficial en comparación con los campos de bajo uso.
Datos dentro de cada área dura y blanda
Las mediciones resultantes de resistencia rotatoria, profundidad de fieltro, humedad del suelo y profundidad de relleno (solo campos sintéticos) tomadas en cada área dura y blanda en los cuatro campos se presentan en la Tabla 1. Estas mediciones (n = 20 por áreas duras y blandas dentro de cada campo) se analizaron mediante análisis de varianza, y las medias se separaron usando la prueba de diferencias mínimas significativas protegidas (LSD) de Fisher en α = 0,05 para evaluar diferencias estadísticas entre ubicaciones.
Tabla 1. Resistencia rotacional media, humedad del suelo, profundidad de fieltro y profundidad de relleno para ambas áreas dentro de cada uno de los cuatro campos estudiados. Las medias seguidas por diferentes letras dentro de la misma fila son significativamente diferentes según la prueba de diferencia mínima significativa protegida (LSD) de Fisher en α = 0,05.
Datos de unidades GPS de STATSports
Las unidades GPS estaban firmemente fijadas a la parte superior de la espalda de cada atleta, como se muestra en la Figura 2. Estos dispositivos se usaban para determinar si la velocidad de carrera del atleta variaba según el tipo de campo, el nivel de uso del campo o la dureza. Sin embargo, no se encontraron diferencias estadísticamente significativas. Esta consistencia en la velocidad en todas las condiciones es importante porque la velocidad de circulación puede afectar directamente a las fuerzas de impacto y a las mediciones biomecánicas. Estudios previos han demostrado que una mayor velocidad aumenta las fuerzas de reacción del suelo, lo que a su vez eleva las cargas de impacto en las ramas inferiores (Leatham, 2004; Jiang et al., 2024). Si los atletas hubieran corrido a diferentes velocidades según los tipos de campo, podría haber confundido la interpretación de los datos de la IMU del tobillo al introducir variaciones relacionadas con la velocidad en la carga de impacto. Sin embargo, dado que no se encontraron diferencias significativas de velocidad entre tipos de campo, niveles de uso o zonas de dureza, podemos atribuir con mayor confianza las diferencias observadas en los datos de IMU de tobillo a la superficie de juego.
Datos de IMU de tobillo
Se utilizaron IMUs de tobillo para registrar una métrica llamada intensidad media, que se define como la intensidad media del impacto derivada de cada impacto propagado a ambas extremidades (IMeasureU, 2022). Esta métrica se registra en unidades de fuerza gravitatoria (g). Los dispositivos se fijaban de forma segura al tobillo de cada atleta y registraban datos mientras realizaban ejercicios en los cuatro campos estudiados. Tras realizar pruebas estadísticas que tuvieron en cuenta las diferencias individuales entre los atletas, se encontraron diferencias significativas basadas en el tipo de campo, los niveles de uso y las zonas de dureza.
En los tres ejercicios, el tipo de campo tuvo un impacto notable (p < 0,0001), donde los atletas mostraron una intensidad media mayor en campos de césped sintético en comparación con césped natural. Para el ejercicio de salto en caída, la intensidad media fue de 19,73 g [error estándar (SE) ± 1,88] en césped natural y 22,73 g (SE ± 1,82) en césped sintético, situando el valor del césped sintético dentro del rango de ‘alta intensidad’ del IMU Step de 21,5–26,7 g (Wong y Finch, 2018). Una tendencia similar se observó en el t-drill, con intensidades medias de 15,84 g (SE ± 1,20) en césped natural y 18,07 g (SE ± 1,16) en césped sintético. Para el drill modificado de aceleración-desaceleración, la intensidad media fue de 17,72 g (SE ± 1,15) sobre césped natural y 21,35 g (SE ± 1,10) en césped sintético.
El uso de campo también marcó la diferencia en la perforación t (p < 0,0001), donde la intensidad media en campos de alto uso fue de 18,14 g (SE ± 1,24), en comparación con 16,49 g (SE ± 1,24) en campos de bajo uso. La dureza también influyó, especialmente en el taladro t (p = 0,0073) y en el taladro modificado de aceleración-desaceleración (p < 0,0001). En la perforación t, las zonas duras resultaron en una intensidad media de 17,43 g (SE ± 1,22), ligeramente superior a los 17,05 g (SE ± 1,22) en zonas blandas. Para la taladro modificado de aceleración-desaceleración, la intensidad media fue de 20,38 g (SE ± 4,28) en zonas duras y 18,85 g (SE ± 3,81) en zonas blandas.
En general, los campos de césped sintético, los campos de alto uso y las zonas duras dentro de los campos mostraron valores de intensidad media más altos que los campos de césped natural, campos de bajo uso y zonas blandas. Este patrón coincide con nuestros hallazgos de dureza superficial: los campos de césped sintético eran significativamente más duros que los de césped natural en promedio, las zonas duras dentro del césped sintético eran más duras que las de césped natural, y los campos de alto uso eran más duros que los de bajo uso para ambos tipos de superficie. Estos resultados sugieren que superficies más duras pueden contribuir a los valores medios de intensidad más altos registrados en las extremidades inferiores de los atletas.
Esta tendencia es coherente con investigaciones previas que muestran que correr sobre superficies más duras aumenta el estrés por impacto, lo que puede contribuir a lesiones en las extremidades inferiores. Sin embargo, todos los valores de dureza superficial en este estudio estaban por debajo de 100 Gmax, el umbral de seguridad definido por la NFL (Seifert, 2024; Asociación de Gestión de Campos Deportivos, 2024) y la FIFA (FIFA, 2022). Aun así, la correlación positiva observada entre la dureza superficial y los valores de intensidad de la IMU del tobillo indica que una mayor dureza superficial podría elevar la carga de impacto. Aunque se necesita más investigación, las condiciones superficiales superiores a 100 Gmax podrían presentar un mayor riesgo de lesiones a lo largo del tiempo debido al aumento de la carga de impacto. Establecer valores umbral para las métricas de la IMU de tobillo también es importante para identificar los niveles de impacto que puedan provocar lesiones.
Datos de encuesta/percepción de los atletas
Los atletas completaron encuestas previas y posteriores al rendimiento para evaluar la calidad del campo y su impacto en el rendimiento. Las respuestas individuales se analizaron mediante análisis unidireccional de la varianza (ANOVA) para evaluar diferencias estadísticas entre campos. Se realizaron comparaciones post hoc utilizando la prueba de diferencia mínima significativa protegida (LSD) de Fisher en α = 0,05.
El campo de césped natural de bajo uso recibió la calificación de mayor calidad tanto en encuestas previas como posteriores al rendimiento; mientras que el campo de césped natural de alto uso, dificultado por la invasión de malas hierbas y el mal mantenimiento, fue el que puntuó más baja. Los campos de césped sintético se situaban entre los dos campos de césped natural, siendo el de césped sintético de alto uso valorado por debajo del de bajo uso. Estos hallazgos sugieren una preferencia por superficies sintéticas frente a campos de césped natural mal mantenidos.
Tabla 2. Percepciones de los atletas sobre la calidad del campo antes y después de realizar los ejercicios. Los atletas valoraron cada campo en una escala del 1 al 10, donde 10 representa el mejor campo que han visto y el peor número uno. Las medias seguidas de la misma letra dentro de la misma fila no difieren significativamente según la prueba de diferencia mínima significativa protegida (LSD) de Fisher en α = 0,05.
CONCLUSIONES
Se observó una considerable variación en la dureza de la superficie tanto dentro como entre campos, siendo los campos de césped sintético generalmente más duros que los de césped natural. Los campos de alto uso, independientemente del tipo de superficie, eran significativamente más difíciles que los de bajo uso. Otras métricas superficiales —como la resistencia rotatoria, la humedad del suelo, la profundidad de la paja y la profundidad del relleno— también mostraron variabilidad. En los campos de césped natural, una mayor humedad del suelo se asociaba con una menor dureza superficial. En campos de césped sintético, el mayor uso reducía la profundidad de relleno, lo que a su vez incrementaba la dureza de la superficie.
Aunque no se logra una uniformidad perfecta en el campo, estos hallazgos enfatizan cómo el uso y mantenimiento del campo afectan a la variabilidad superficial.
Además, nuestros datos sugieren una posible relación entre la dureza superficial y la carga mecánica en las extremidades inferiores de los atletas. Aunque esta tendencia era evidente, se necesita más investigación para investigar sus implicaciones a largo plazo para la salud, especialmente en superficies que superan los umbrales de dureza aceptables.
Los datos de la encuesta revelaron que los atletas calificaron el campo de césped natural de bajo uso como el más alto, probablemente debido a su superficie más blanda y mejor estética. En cambio, el campo de césped natural de alto uso y afectado por el mal mantenimiento y la presión de las malas hierbas, recibió las puntuaciones más bajas, lo que subraya la influencia del estado del campo en la percepción de los atletas. Estos hallazgos ponen de relieve la importancia de la gestión del campo y la retroalimentación de los atletas para evaluar y mejorar la calidad del campo.
En general, este estudio ofrece valiosas perspectivas sobre cómo las superficies deportivas afectan a los atletas. Los resultados sugieren que superficies más duras, como césped sintético o zonas de mucho tráfico, pueden aumentar el impacto y la carga sobre las extremidades inferiores. Esto refuerza la importancia de una gestión eficaz del campo y una cuidadosa consideración de las condiciones de la superficie antes de la competición deportiva.
Ava Veith es asistente de investigación de posgrado en Virginia Tech y exjugadora de fútbol de División I en Virginia Tech; David McCall, Ph.D., es profesor asociado de Patología del Césped y Gestión de Precisión en Virginia Tech; Chase Straw, Ph.D., es profesor adjunto de suelos de césped y director del Centro de Investigación de Superficies Deportivas de Penn State; Daniel Sandor, Ph.D., es profesor adjunto universitario en Ciencias del Césped en Virginia Tech; Jay Williams, Ph.D., es profesor universitario en el Departamento de Nutrición Humana, Alimentos y Ejercicio en Virginia Tech; Elisabeth Kitchen es asistente de investigación de posgrado en Virginia Tech; Kevin Hensler es especialista senior en investigación en Virginia Tech; M. Aaron Tucker, Ph.D.; y Caleb Henderson, Ph.D.
Referencias
- Dickson, K. H., Straw, C. M., Thoms, A. W., Carson, T. D., & Sorochan, J. C. (2022). Impacto de la edad del césped sintético de tercera generación en la dureza de la superficie y la variabilidad espacial de la profundidad del relleno. Actas de la Institución de Ingenieros Mecánicos, Parte P: Journal of Sports Engineering and Technology, 236(3), 192-199.
- Federación Internacional de Fútbol (FIFA). (2022). Sistema de clasificación de campo natural de FIFA. Recuperado de https://digitalhub.fifa.com/m/58aa765dd3e85f26/original/FIFA-natural-pitch-rating-system_EN.pdf
- Jiang, X., Bíró, I., Sárosi, J., Fang, Y., & Gu, Y. (2024). Comparación de las fuerzas de reacción del suelo a medida que aumenta la velocidad de carrera entre corredores masculinos y femeninos. Fronteras en Bioingeniería y Biotecnología, 12, 1378284.
- Leatham, C. L. (2024). Aceleración tibial y atenuación por choque en corredores de fondo femeninos y hombres a diferentes niveles de liberación de peso corporal (tesis doctoral, Virginia Tech).
- IMeasureU. (2019). Paso IMU: Monitorización de la carga de las extremidades inferiores. https://imeasureu.com/imu-step/
- IMeasureU. (2022). Iniciar sesión. IMeasureU. https://login.imeasureu.com/
- Seifert, K. (2024, 20 de junio). La NFL y la NFLPA aprueban un nuevo dispositivo para medir las condiciones del campo. ESPN. https://www.espn.com/nfl/story/_/id/41003011/nfl-nflpa-sign-new-device-measure-field-conditions
- Asociación de Gestión de Campos Deportivos. (2024). Campos deportivos de césped natural. SportsFieldManagement.org. https://www.sportsfieldmanagement.org/natural-grass-athletic-fields/
- STATSports. (2025). STATSports: El principal rastreador de rendimiento GPS del mundo. https://statsports.com/
- Wong, A., & Finch, M. (2018). Resumen del Panel de Pasos de IMU (Versión 1.1.0). Vicon IMeasureU Limited. Recuperado de https://imeasureu.com/wp-content/uploads/2018/02/IMUStepDashboardSummary.pdf
Gracias a le publicación Sports Field Management por concedernos el permiso para publicar este artículo.