El peso sí importa: las bolas de bowling siguen cuatro fases de movimiento, revela análisis estadístico

Mientras evaluaba una regulación cuestionada, el U.S. Bowling Congress, utilizando Minitab Statistical Software, descubrió una etapa hasta entonces desconocida en el desplazamiento de una bola por el carril.

Noviembre 7, 2011

ARLINGTON, Texas -- Cuando los investigadores del U.S. Bowling Congress (USBC) se propusieron evaluar una especificación del peso estático de las bolas de bowling, no esperaban redefinir la forma en que las bolas recorren el carril de bolos.

Sin embargo, un experimento diseñado y el análisis estadístico realizado con Minitab Statistical Software revelaron una fase hasta entonces desconocida del movimiento de la bola de bowling, dando origen a una nueva serie de preguntas para los investigadores y dando al USBC una evidencia contundente de que el mantener la especificación ayudaría a preservar el principio de juego limpio en el bowling. El proyecto se detalla en documentos puestos a disposición por Minitab, LLC. y el USBC en sus respectivos sitios web.

Unos 70 millones de estadounidenses van a las canchas de bolos cada año, haciendo del bowling el quinto deporte más popular en los Estados Unidos. Más de 2 millones de personas juegan en una liga certificada por el U.S. Bowling Congress, y toman su deporte muy en serio. Muchos gastan más de $300 en bolas de alto rendimiento.

Las regulaciones del USBC están diseñadas tanto para mantener el principio de juego limpio como para proteger la inversión que los jugadores hacen en equipos. Una de tales especificaciones tiene que ver con el “peso estático”, el cual afecta el equilibrio de la bola.

Después que investigaciones indicaron que el peso estático producía sólo un efecto mínimo en el movimiento de la bola, muchos en la comunidad del bowling pidieron que se aumentara la cantidad máxima permitida de peso estático o que se eliminara la especificación por completo.

Pero cambiar una regulación es una decisión importante, por lo que los ingenieros investigadores del USBC decidieron examinar más de cerca la manera en que el peso estático afecta el movimiento de la bola. Los investigadores utilizaron Minitab para diseñar un experimento eficiente, y luego para analizar los datos que recolectaron.  

Minitab es el principal software para mejora de la calidad y enseñanza de estadística en todo el mundo. Miles de compañías utilizan Minitab para analizar los datos de los programas de mejora de la calidad, y más de 4,000 instituciones de educación superior lo utilizan para enseñanza e investigación.

El equipo, dirigido por la ingeniera investigadora Nicki Mours, trabajó en el Centro Internacional de Entrenamiento e Investigación del USBC en Arlington, Texas, que incluye equipos especializados, entre ellos un robot de bowling llamado E.A.R.L (siglas en inglés para lanzador robótico automatizado mejorado) y un sistema de rastreo muy sofisticado, asistido por computadora, conocido como Super CATS.

El equipo identificó seis factores de evaluación diferentes relacionados con los parámetros de peso estático y jugador. Probar cada factor uno a la vez sería prohibitivamente costoso y consumiría mucho tiempo, por lo que el equipo utilizó las capacidades de Diseño de Experimentos (DOE) de Minitab. El DOE permite a los investigadores cambiar múltiples factores y luego usar las estadísticas para determinar cuáles tienen efectos significativos, con lo cual se reduce el número de corridas necesarias para recolectar datos.

Utilizando Minitab, el equipo creó un experimento diseñado fraccionado de seis factores con 32 corridas, cada una de las cuales utilizó diferentes configuraciones de factores. Dos bolas construidas especialmente se utilizaron para las corridas de prueba, una con un núcleo simétrico y la otra con núcleo asimétrico. Cada corrida se realizó en el mismo carril, con estrictos controles para mantener constante la temperatura ambiente, la temperatura de la superficie del carril y la humedad ambiente.

Cuando Mours y su equipo analizaron los datos recolectados, se llevaron una gran sorpresa.

Las investigaciones anteriores habían identificado tres fases distintas, matemáticamente predecibles, del movimiento de la bola de bowling, y el peso estático parecía tener muy poco efecto sobre estas fases. No obstante, el análisis de Minitab reveló que el peso estático podía producir una cuarta fase de movimiento no identificada previamente.

Para entender mejor el impacto práctico de esta cuarta fase, los investigadores realizaron un segundo experimento para determinar si la cuarta fase se producía con cualquiera de los seis pesos estáticos posibles. Utilizando Minitab de nuevo, los investigadores crearon un DOE de superficie de respuesta que incluyó 15 corridas. Los diseños de superficie de respuesta permiten a los investigadores modelar la curvatura en una respuesta; es muy útil para determinar de qué manera los cambios en las variables de entrada influyen en una respuesta.

Tras analizar los resultados del segundo experimento, Mours y su equipo llegaron a la conclusión de que si se eliminaban o incrementaban los límites de peso estático del USBC, los parámetros se podían combinar para aumentar el ángulo de entrada de la bola en los pines.

En otras palabras, los semiplenos (spares) de un solo pin o por el lado derecho se podrían lograr mediante el uso de una bola con características de peso estático que redirijan la esférica hacia los pines sin ninguna habilidad adicional por parte de los jugadores.

A la luz de este análisis, el USBC mantuvo sus especificaciones relativas a los límites de peso estático de las bolas de bowling. “Nuestra investigación demostró que los límites actuales de peso estático del USBC siguen siendo válidos, incluso en esta época de bolas de bowling de alta tecnología”, dice Neil Stremmel, director general del Consejo Directivo Nacional del USBC.

Mientras tanto, Mours sigue realizando investigaciones adicionales sobre el peso estático y muchos otros factores que afectan el rendimiento de los equipos de bowling, y continúa utilizando Minitab para analizar sus datos.

El estudio de caso de Minitab se encuentra en Sobre la bola: El U.S. Bowling Congress, y el informe del USBC sobre este proyecto está disponible en  http://usbcongress.http.internapcdn.net/usbcongress/bowl/equipandspecs/pdfs/2011StaticWeightsStudy.pdf

Acerca de Minitab

Minitab, LLC. es uno de los líderes mundiales en el desarrollo de programas de software de análisis estadístico y mejora de procesos para usuarios académicos y comerciales. Minitab Statistical Software es la herramienta de análisis de datos preferida por empresas de todos los tamaños y es utilizado en más de 80 países por miles de compañías distinguidas, entre ellas Toshiba, DuPont, Boeing, Royal Bank of Scotland, Nestlé y los principales consultores Six Sigma. Se ha utilizado para implementar prácticamente todas las iniciativas Six Sigma importantes de mejora de la calidad, así como para enseñar estadística en más de 4,000 instituciones de educación superior en todo el mundo.

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