DEVELOPEMENT OF BENCH TESTING METHODS OF SKI MOUNTAINEERING BOOTS FROM SENSOR-BASED ANALYSES OF FUNCTIONAL LOADS DISTRIBUTION

Skiing is a highly popular winter sport practiced by people all over the world. This sport is divided into various disciplines, and one of these is ski mountaineering, which is equally practiced by those who want to venture away from ski resorts and enjoy pristine and less accessible landscapes while still enjoying the recreational aspect of skiing downhill. With the progression of this discipline, which will be included in the Winter Olympic Games in a couple of years, there has been significant development in the equipment required to practice it. One important sector is occupied by ski boots, which, for increasingly better performance associated with comfort and lightweight design, continuously engage the research fields of manufacturing companies. One of the fundamental parameters in the design phase of a ski boot is the so-called flex index, a value that associates a boot with its flexural stiffness, which translates into greater or lesser control transmitted from the skier's feet to the skis. However, this index is almost more subjective than objective, lacking standardized experimental protocols for its calculation, and each manufacturing company has its own methods and scales for defining it. Therefore, a flex index of "130" for one manufacturer could correspond to "120" for another and even "140" for a third. In this thesis work, it is presented how a bench designed for the simulation of walking for testing prosthetic feet, located in the machine construction laboratory of the Department of Industrial Engineering at the University of Padua, has been modified to apply experimental procedures for calculating the flex index of ski boots. Along with this, similar tests conducted in the laboratories of SCARPA, one of the major ski boot manufacturers, and in vivo tests are illustrated to validate the testing procedure and, above all, to provide an example of how the difference in each individual parameter used modifies the final result in calculating this important parameter. This highlights how there is still much work to be done to achieve a standardization that allows for the objective and analytical comparison of the countless ski boot models designed by companies every year.

Lo sci è uno sport invernale molto popolare, praticato da persone in tutto il mondo. Questo sport si suddivide in diverse discipline, e una di queste è lo scialpinismo, altrettanto ampiamente praticato da coloro che desiderano allontanarsi dalle stazioni sciistiche e godere di panorami incontaminati e meno accessibili, pur mantenendo l'aspetto ricreativo della discesa sugli sci. Assieme al progredire di questa disciplina, che tra un paio d'anni farà parte degli sport in competizione ai Giochi Olimpici Invernali, nel corso degli anni si è visto un importante sviluppo dell'attrezzatura richiesta per poterla svolgere. Un importante settore è occupato dagli scarponi, che per una sempre migliore performance, associata al confort e alla leggerezza, impiega senza sosta i campi di ricerca delle aziende produttrici. Uno dei parametri fondamentali, nella fase di design di uno scarpone, è il cosiddetto indice di flex, un valore che associa ad uno scarpone la sua rigidezza flessionale, la quale si traduce in un maggior o minor controllo trasmesso dai piedi dello sciatore agli sci. Questo indice però è un parametro quasi più soggettivo che oggettivo, mancando protocolli sperimentali standardizzati per il suo calcolo, ed ogni casa produttrice ha i suoi metodi e le sue scale per definire la rigidezza di uno scarpone, per cui un flex di "130" per una casa produttrice, potrebbe corrispondere ad un "120" per una seconda e ancora ad un "140" per una terza. In questo lavoro di tesi viene presentato come un banco progettato per la simulazione di camminata per il test di piedi protesici, presente nel laboratorio di costruzioni di macchine del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell'Università di Padova, sia stato modificato per poter applicare delle procedure sperimentali per il calcolo dell'indice di flex degli scarponi da sci. Assieme a questo, vengono illustrati dei test analoghi svolti nei laboratori di SCARPA, una delle maggiori aziende produttrici scarponi, e dei test svolti in-vivo, per poter validare la procedura di test e soprattutto per offrire un esempio di come la differenza di ogni singolo parametro utilizzato vada a modificare il risultato finale nel calcolo di questo parametro così importante, evidenziando come ci sia ancora molto lavoro da fare per portare ad una standardizzazione che permetta di confrontare in modo oggettivo ed analitico gli innumerevoli modelli di scarponi che vengono ogni anno progettati dalle aziende.