تست­ های چمن­ مصنوعی فوتبالی

فدراسیون جهانی فوتبال FIFA از سال­ها پیش اقدام به انتشار استانداردهای لازم جهت تست های چمن مصنوعی فوتبالی و بررسی کنترل کیفیت زمین­های مصنوعی فوتبالی نموده است. آخرین نسخه از این استانداردها در سال 2015 منتشر شد که با تغییراتی اندک در سال 2022 بازنگری و مجدداً متنشر گردید. (FIFA Quality Programme 2015) این استاندارد شامل دو سند رسمی است. سندهایی که برای روش­های آزمون و دیگری الزامات چمن­ های مصنوعی فوتبالی می ­باشد.

1. در  Test Method Handbook  یا دفترچه روش آزمون، کلیه تست­ ها و تجهیزات مورد نظر را به تفصیل توضیح داده است.
2. در Requirements Handbook یا دفترچه الزامات، کلیه حدود قابل قبول و بازه­های استاندارد برای هر تست را مشخص کرده است.

این دو استاندارد در سازمان ملی استاندارد ایران نیز به شماره ملی ISIRI-21124 برای تست­ های چمن­ مصنوعی فوتبالی بازنویسی و تدوین گردیده است.

در ابتدای این استاندارد فیفا انواع چمن­های مصنوعی را به دو دسته با کیفیت حرفه­ ای (Quality PRO) و با کیفیت (Quality) تقسیم ­بندی کرده است. منظور از چمن با کیفیت چمنی است که صرفا برای زمین­های تمرینی و مسابقات محلی مورد استفاده است ولی چمن با کیفیت حرفه­ ای مورد استفاده در استادیوم­ ها و زمین­ هایی است که مسابقات رسمی، ملی و بین­ المللی در آن برگزار می­ شود.

انواع تست­ های چمن­ مصنوعی فوتبالی

1. ویژگی­های فرش چمن و پرکننده­ ها
2. عملکردی

ویژگی­ های فرش چمن و پرکننده ­ها

فیفا در بیشتر این بخش از تست­ های چمن­ مصنوعی فوتبالی اظهار نظر مستقیمی نمی­ کند (به جز در مواردی) و صرفا به نظر تولید­کننده اکتفا می­ کند. آزمون­هایی مانند : نمره نخ، تعداد کل گره، تراکم طولی و عرضی، ارتفاع پایل و… از جمله آزمون ­های مخصوص فرش چمن است.

یکی از تست­ های چمن­ مصنوعی فوتبالی مهم برای چمن مصنوعی در این بخش آزمونی با نام مقاومت به هوازدگی است که نمونه نخ چمن مصنوعی به مدت 5000 ساعت تحت تابش اشعه لامپ UV-A قرار می­ گیرد. پس از سپری شدن این زمان میزان رنگ ­پریدگی و کاهش استحکام الیاف چمن مصنوعی سنجیده خواهد شد. این تست به نوعی شبیه­ ساز تابش نور خورشید به چمن مصنوعی است (EN 13864).

آزمون دیگر، نیروی بیرون کشیدن پایل است، اوج نیروی لازم جهت خروج الیاف از چتایی است. در دیگر موارد این سری از آزمون­ ها باید مواد پرکننده شامل شن سیلیس و پرکننده عملکردی (به طور کلی با نام گرانول SBR شناخته می ­شوند) مورد بررسی قرار می گیرند. مواردی همچون دانه­ بندی، چگالی و… مورد آزمون قرار خواهند گرفت. میزان مصرف پرکننده­ ها در هر متر مربع به توصیه تولید­کننده است و نهایتا باید آزمون­ های عملکردی (Performance) یا مکانیکی را با موفقیت پشت سر بگذارد.

جهت دریافت مشاوره فنی برای انتخاب نوع الیاف و مشخصات مناسب برای کاربری خود با مشاوران فروش ما در تماس باشید.

ویژگی­های عملکردی (Performance Properties)

1. تست­های کنش – واکنش بین سطح و توپ :

در این تقسیم­ بندی رفتار سطح در برابر حرکت توپ بررسی می­شود. مانند بازگشت عمودی توپ، بازگشت زاوی ه­ای توپ و  غلتش توپ.

• بازگشت عمودی توپ (Vertical Ball Rebound) : توپ فوتبال با شرایط استاندارد، از ارتفاع 2 متری روی چمن مصنوعی سقوط می­ کند و میزان بازگشت توپ محاسبه می ­گردد. هرچه سطح نرم­ تر باشد و میزان مصرف گرانول بیشتر باشد توپ بازگشت کمتری روی سطح دارد و بالعکس. پس در زمین­ هایی که بازگشت توپ زیادی داریم (بیش از 100 سانتیمتر) می توان با تزریق گرانول و در زمین­ هایی که بازگشت توپ ضعیف و کمتر از 60 سانتیمتر است با کم کردن گرانول بازگشت عمودی توپ را در محدوده بهینه 70 تا 80 سانتیمتری کنترل کرد.
• بازگشت زاویه­ ای توپ (Angle Ball Rebound) : توپ فوتبال با سرعت 50 کیلومتر بر ساعت تحت زاویه 15 درجه از ارتفاع 90 سانتیمتری روی سطح چمن شلیک می­ شود. با نسبت گیری از سرعت توپ بعد از برخورد به سرعت توپ قبل از برخورد، میزان بازگشت زاویه­ ای توپ را اندازه ­گیری می­ کنیم. این آزمون به عواملی همچون تراکم چمن، میزان مصرف پرکننده­ ها و ارتفاع آزاد پایل وابسته است.
• غلتش توپ (Ball Roll) : توپ فوتبال از روی یک سطح شیب ­دار با زاویه 45 درجه از ارتفاع یک متری رها می­ شود. مسافت طی شده به وسیله توپ تا توقف کامل، به عنوان غلتش توپ محاسبه می­ شود. در مقالات علمی منتشر شده اعلام شده است که هرچه مراقبت و نگهداری از چمن بیشتر باشد و الیاف خاصیت ایستایی خود را حفظ کنند، غلتش توپ چمن مصنوعی از بازه استاندارد 4 تا 10 متری دیرتر خارج خواهد شد.
  پس در زمین­هایی که سطح مراقبت و نگهداری مانند برس­ زنی و کنترل پرکننده­ها در آنها ضعیف باشد الیاف به حالت خوابیده در می آیند و غلتش توپ بالایی دارند. جهت جلوگیری از این اتفاق توصیه می­ شود طبق دفترچه راهنمای نگهداری فیفا، به صورت ماهانه مراحل برس زنی و کنترل سطح پرکننده ­ها انجام شود.

2. تست­های کنش – واکنش بین سطح و بازیکن:

در این قسمت رفتار سطح بازی در برابر حرکات بازیکن بررسی می­ شود. مانند جذب ضربه، تغییر شکل عمودی، مقاومت چرخشی و سایش پوست.

• جذب ضربه (Shock Absorption) : یکی از مهمترین آزمون ­ها برای بررسی کیفیت کلیه سطوح ورزشی است. این آزمون به بررسی تعامل سطح/بازیکن می­ پردازد و به کلام ساده­ تر میزان نرمی و سختی سطح را اندازه­ گیری می­ کند. این دستگاه با اعمال نیروی یک وزنه 20 کیلویی روی سطح مقطعی با قطر 7 سانتی متر ، فشاری حدود N/cm²  5/2 به سطح وارد می کند. تقریبا معادل فشاری که پای یک بازیکن 75 کیلویی به سطح وارد می­ کند.
  این دستگاه به کمک شبیه سازی سقوط یا دویدن بازیکنان روی سطح بازی، میزان جذب ضربه سطح را اندازه ­گیری می­ کند. سطح ورزشی بسیار نرم یا بسیار سخت می ­تواند سبب بروز آسیب ­های جسمی جدی برای بازیکنان شود.  این آزمون ارتباط مستقیمی با میزان مصرف گرانول در هر متر مربع دارد. هرچه گرانول بیشتری استفاده شود، سطح نرم­تر و جذب ضربه بیشتری خواهد داشت و بالعکس.
  پس می­ توان چنین نتیجه گرفت که بازگشت عمودی توپ با جذب ضربه رابطه معکوس دارند. یک وزنه 20 کیلوگرمی، همراه فنری با ثابت N/mm 2000 از ارتفاع 55 میلیمتری به کمک یک آهنربای الکتریکی، روی سطح سقوط آزاد می ­کند. درون جرم سقوط یک شتاب­ سنج با ظرفیت g 50 تعبیه شده است. شتاب­ سنج موجود در دستگاه،  G_max   را محاسبه کرده و سپس  F_max   را از طریق رابطه زیر بدست می­آورد:

که G_max بیشترین شتاب ثبت شده در لحظه برخورد وزنه سقوط با سطح برحسب (g)، m  وزن مجموعه سقوط برحسب کیلوگرم،   F_max   بیشترین نیروی اعمال شده به سطح در لحظه برخورد وزنه سقوط با سطح برحسب نیوتن، g  شتاب جاذبه زمین  (9.8m/s²) است. سپس با نسبت گیری به نیروی مرجع یا  F_ref که معادل N 6760 در نظر گرفته شده، میزان جذب ضربه بدست می آید.

• تغییر شکل عمودی (Vertical Deformation) : این تست جهت بررسی میزان انعطاف ­پذیری سطح مورد استفاده قرار می­ گیرد و ارتباط مستقیمی با جذب ضربه دارد. دستگاه مورد نیاز، همان دستگاه جذب ضربه می­ باشد اما در محاسبات کمی تفاوت وجود دارد. شتاب سنج درون دستگاه با انتگرال گیری از سرعت سقوط بدست آمده در فاصله لحظه برخورد (T1)، بعد از برخورد (T2) میزان جابجایی کل سیستم را بدست می ­آورد، این جابجایی شامل جابجایی فنر متصل به وزنه سقوط نیز می­ شود.
  پس با بدست آوردن جابجایی فنر و کسر آن از جابجایی جرم سقوط، می ­توان به مقدار جابجایی سطح یا تغییر شکل عمودی سطح دست پیدا کرد.

که D_mass  بیشترین جابجایی جرم سقوط، V_(t) سرعت جرم سقوط، D_spring بیشترین جابجایی فنر، F_max بیشترین نیروی اعمال شده به سطح، G_max بیشترین شتاب ثبت شده در لحظه برخورد جرم سقوط، C_spring ثابت فنر می­باشد.

• مقاومت چرخشی (Rotational Resistance) : دستگاهی با وزن 46 کیلوگرم، صفحه ای به قطر cm 15 همراه با 6 عدد استوک در انتهای قسمت اعمال بار، یک گشتاور سنج که قدرت ثبت گشتاور با رزولوشن N.m 2 داشته باشد را به ابتدای محور مرکزی متصل کرده تا با چرخاندن دسته آن امکان ثبت گشتاور چرخشی وجود داشته باشد. این تست برای بررسی میزان مقاومت چرخشی یا گشتاور چرخشی اعمالی به پای بازیکنان حین چرخش است. قطعا هرچه سطح دارای مقاومت بالا در برابر چرخش باشد احتمال پیچ­ خوردگی پا، پارگی رباط و آسیب به زانو و مچ پا در سطح بیشتر است.
• سایش و اصطکاک پوست(Skin Friction & Abrasion): این آزمون میزان سایش پوست در اثر تکل یا سرخوردن بازیکنان روی سطح را اندازه­ گیری می­ کند. پوست سیلیکونی یا مصنوعی متصل به پای آزمون بر روی صفحه استیل با مشخصات قید شده در استاندارد به فاصله mm 100 با سرعت mm/min 500 با نیروی اعمالی 1700 گرم کشیده می شود و نیرویی تحت عنوان نیروی پوست جدید بدست می آید. سپس همان پوست با پای آزمون توسط دستگاه سایش پوست روی سطح چمن با سرعت 40 دور بر دقیقه کشیده می شود و نیرویی با عنوان نیروی پوست ساییده شده بدست می آید.
  از طریق فرمول زیر می توان به میزان سایش پوست رسید. دستگاه به صورت مستقل میزان اصطکاک پوست و سطح را محاسبه می کند.
• آزمون صافی و یکنواختی سطح(Surface Planarity): این آزمون جهت بررسی کیفیت سطح بازی انجام می­ گیرد که در تعاملات با بازیکن و توپ نیز تاثیر گذار است. هرچه سطح صاف تر و یکنواخت ­تر باشد کیفیت بازی و عملکرد تکنیکی بازیکنان بهتر خواهد شد و همچنین وجود یک سطح یکنواخت از بروز آسیب­ دیدگی بازیکنان به طرز قابل توجهی جلوگیری خواهد کرد.

کلیه محصولات شرکت ترمه ­چمن موفق به گذارندن تست­ های چمن­ مصنوعی فوتبالی و استاندارد­های فدراسیون جهانی فوتبال شده است و تائیدیه ­های لازم از مراجع ذیصلاح را کسب نموده ­اند.

جهت دریافت نسخه الکترونیک دفترچه روش آزمون و الزامات فیفا کلیک کنید.