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Avaliação cinética da corrida em esteira rolante

 

*Educador Físico, mestrando em Ciências do Movimento Humano - CEFID/UDESC

**Fisioterapeuta, especialista em Fisiologia do Exercício – UVA/RJ

***Professor do Curso de Educação Física da Universidade de Cruz Alta – RS

(Brasil)

Roges Ghidini Dias*

Cleonice Bortoluzzi**

Erecy Roberto Segala Martins***

rghidini@gmail.com

 

 

 

Resumo

          Este estudo considerou como objetivo analisar os aspectos cinéticos relacionados à corrida em esteira rolante em diferentes velocidades. Participou do mesmo 01 atleta, corredor de 800 e 1500 metros. Foram avaliadas variáveis cinéticas e espaço-temporais através de teste da Força de Reação de Solo (FRS). Para realizar a coleta de dados foi utilizada um esteira rolante instrumentada (Gaitway, Kistler Inc.) com duas plataformas com sensores piezoelétricos para a mensuração do componente vertical da FRS e o software Gaitway (Kistler Inc.) para quantificar os valores referentes à Força de Reação do Solo para cada um dos membros analisados. Empregou-se o teste “t” de Student com nível de significância de p<0,05 para verificação de diferenças entre os membros inferiores na amplitude da passada e tamanho do passo. Concluiu-se através deste estudo que o atleta apresentou em relação à corrida um comportamento cinético normal, exceto quando submetido a altas velocidades, que o membro inferior esquerdo, mais forte, faz com que o mesmo apresente determinada instabilidade no momento em que o pé toca o chão, e também que as alterações relacionadas ao tamanho do passo, apesar de não serem significativas, devem ser consideradas visto que a maior força exercida pela perna esquerda pode gerar stress muscular e articular no membro aumentando a probabilidade de lesões.

          Unitermos: Tamanho do passo. Amplitude das passadas.

 
http://www.efdeportes.com/ Revista Digital - Buenos Aires - Año 13 - N° 120 - Mayo de 2008

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Introdução

    A importância da utilização de plataformas de força em pesquisas de biomecânica é inquestionável. Esse instrumento tem sido comumente utilizado para medir as forças de reação do solo envolvidas no movimento humano ou animal, possibilitando a interpretação do movimento através de variáveis mecânicas. O resultado obtido utilizando-se a plataforma de forças é uma quantidade integral, onde a componente vertical descreve a mudança no impulso, na direção vertical, do centro de massa do sujeito testado, e as componentes antero-posterior e médio-lateral correspondem às mudanças nas duas direções horizontais (NIGG & HERZOG, 1998).

    Algumas pessoas envolvidas em treinamento relutam em estudar a mecânica dos esportes. A capacitação em observar, analisar e corrigir erros no desempenho provém da unificação da biomecânica com a ciência do treinamento esportivo. O homem conhecedor dos princípios mecânicos que governam a técnica dos esportes pode entender, por exemplo, porque atletas altos com braços longos apresentam vantagem em alguns esportes, mas estão em desvantagem em outros. Do mesmo modo, conforme argumenta Carr (1998), pode compreender porque atletas mais baixos tendem a ter uma boa relação peso-força e podem cortar, girar e trocar de posição mais rapidamente do que atletas mais altos e mais pesados.

    Entretanto, para chegar a todas essas conclusões, são necessários estudos aprofundados a respeito das modalidades esportivas, dos sujeitos praticantes destas modalidades, além da necessidade de escolha de testes fiéis destinados a essas avaliações. O esporte encontra-se hoje numa fase transitória, onde o mínimo detalhe pode fazer a maior diferença nos resultados. Com o passar dos tempos as técnicas de avaliação destas habilidades motoras foram otimizadas e as determinações dos resultados tornaram-se amplamente divulgados e utilizados para aprimorar principalmente a técnica destes atletas. Quando se trata de corridas, a qualidade de movimentação dos membros, superiores e primordialmente inferiores está intimamente relacionada ao rendimento esportivo de seus praticantes, e para isso, testes e medidas com a finalidade de mensuração desta movimentação são utilizados para agregar componentes que complementarão a performance do mesmo.

    Hamill e Knutzen (1999), relatam que juntamente com a gravidade as movimentações musculares são os principais responsáveis pela produção do movimento humano. Essa participação intensa da musculatura no deslocamento do corpo sugere que quando existe uma afinidade interativa entre massa muscular com o sistema de alavancas ósseas as respostas do atleta em relação aos estímulos externos podem ser otimizadas proporcionando melhoras de desempenho de atividades tais como caminhada, corrida, natação entre outras.

    As diferenças entre as fases e o envolvimento de grupos musculares na caminhada e na corrida são similares, porém são necessárias contrações musculares mais vigorosas para aumentar a velocidade. As três fases básicas são a arrancada, a recuperação da perna de impulsão e o apoio para a nova impulsão, e estas são facilmente mensuradas através de dinamômetros específicos, as plataformas de força (HOWLEY; FRANKS, 2000).

    Plataformas de força ou plataformas dinamométricas são usualmente utilizadas em laboratórios de Biomecânica/Análise de Marcha, para medir forças de reação com o solo, forças estas associadas ao movimento humano ou de animais (MOSCHIZUKI, 2002). De acordo com o autor, diversos fabricantes oferecem este tipo de equipamento; entretanto, para aplicações específicas, torna-se necessário desenvolver plataformas especiais (análise de movimentos dentro d’água, pedal de bicicleta, força de mordida, próteses, etc.).

    Normalmente, os dispositivos que capturam sinais dos sensores lêem sinais de voltagem, principalmente os conversores A/D acoplados a computadores. Desta forma, um dispositivo chamado condicionador de sinais converte variação de resistência elétrica em variação de voltagem (além de amplificar, filtrar, etc..).

    As avaliações do desempenho atlético nas mais diversas modalidades esportivas servem acima de tudo de parâmetro para a predição e aplicação do treinamento esportivo. O estudo em questão serve de subsídio e é de considerável valor didático para técnicos e preparadores físicos. Estes por vez pecam ao subestimar o valor da avaliação biomecânica no desempenho esportivo.

    Carr (1998) argumenta que se utilizando apenas de princípios fisiológicos relacionados ao treinamento, a técnica acaba por tomar um papel quase que secundário no momento de competição. Hamill e Knutzen (1999) acrescentam que, por se tratar de um procedimento de alto custo financeiro e pouca praticidade, a avaliação biomecânica é vista como um recurso utilizado apenas quando possível, não sendo, portanto, visto como um subsídio necessário e eficaz para a prescrição de treinamento. Com o intuito de analisar o comportamento cinético da corrida em esteira rolante em diferentes velocidades realizou este estudo que buscou analisar a força de reação do solo, amplitude da passada e tamanho do passo de um atleta corredor de provas de pista com idade de 16 anos.

Metodologia

    Este trabalho caracteriza-se como um estudo de caso. Participou do mesmo um atleta corredor de provas de pista com 16 anos de idade da cidade de Cruz Alta – RS. Inicialmente entrou-se em contato com o atleta para perguntar a respeito de seu interesse no estudo. Posteriormente fez-se contato com a Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC, com o intuito de saber se suas instalações poderiam ser cedidas a fim de efetuar a análise. Após a confirmação da universidade, realizou-se então a viagem para Florianópolis.

    Na Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC, a seqüência de coleta de dados foi composta de uma análise observatória na pista e no mesmo dia, aproximadamente 8 horas após essa avaliação, o atleta iniciou os procedimentos para coleta de dados no Laboratório de Biomecânica Terrestre. Primeiramente, executou-se uma pesagem do atleta de pés descalços em cima da esteira para verificar o funcionamento das plataformas de força. Após o atleta ser pesado, iniciou-se uma adaptação do mesmo à esteira com duração aproximada de 10 minutos, onde o sujeito realizou uma caminhada em ritmo lento com o intuito de familiarizar-se ao posicionamento das plataformas de força existentes na esteira.

    Para realizar a coleta de dados foi empregada um esteira rolante instrumentada (Gaitway, Kistler Inc.) com duas plataformas com sensores piezoelétricos para a mensuração do componente vertical da força de reação do solo. Esta esteira foi utilizada com conversor AD 12 bits e o sinal analisado pelo software Gaitway (Kistler Inc.) para aquisição dos dados desta esteira, empregando-se um protocolo padrão do Laboratório para esse tipo de avaliações. O atleta iniciou caminhando em velocidade constante de 3km/h, posteriormente passando a 4km/h, 5km/h e 6km/h. Cada amostra foi obtida num intervalo de tempo necessário para a aquisição de 3 ciclos de passos (apoio esquerdo e direito consecutivo). Foram consideradas para análise todas as curvas da força de reação do solo que apresentavam o padrão temporal semelhante ao padrão descrito na literatura (WHITE, 1998).

    Com a progressiva mudança de velocidade, o atleta manteve sua caminhada até aproximadamente 6km/h, passando a trotar e posteriormente correr, pois no estágio posterior a velocidade passou a 10km/h, variando a cada 2km/h até a velocidade final de 20km/h. Neste estudo analisou-se a força de reação de solo, verificando ainda as variáveis tamanho do passo e amplitude da passada. Os dados obtidos na realização dos testes na Plataforma de Força foram analisados através do software Gaitway (Kistler Inc.) e comparados através do teste “t” de Student com nível de significância de p<0,05 para as variáveis amplitude da passada e tamanho do passo com o intuito de verificar a existência de diferenças entre os membros analisados.

Resultados e discussões

    O conceito de força, sob aspecto físico, somente pode ser analisado a partir do efeito de sua ação, e assim, é possível interpretar seus efeitos estático e dinâmico. A interpretação das componentes ortogonais dessa força permite o entendimento das condições do movimento estudado, que respondem por funções de transferência de forças às estruturas do aparelho locomotor, técnicas de estabilidade do apoio, ou ainda alterações no padrão técnico que identificam disfunções no comportamento motor durante essa fase de contato do pé com o solo (NIGG & HERZOG, 1998).

    Com o propósito de identificar os aspectos cinéticos relacionados à corrida em esteira rolante, realizou-se uma avaliação biomecânica na Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC.

    A avaliação constou primeiramente de uma coleta de dados antropométricos realizada nas dependências do SESC - Cruz Alta, os quais serviram apenas para uma noção da conformação corporal do sujeito. Depois de realizada a avaliação antropométrica, fez-se uma análise observatória na pista de atletismo da mesma universidade, com o intuito de verificar o padrão de marcha do atleta em relação a uma situação de prova. Posteriormente, de posse dos dados antropométricos e ciente do padrão de marcha desempenhado pelo atleta, realizou-se no Laboratório de Biomecânica Terrestre as coletas de dados. A tabela 1 mostra os valores relacionados à conformação corporal do sujeito analisado.

Tabela 1. Peso Corporal, Percentual de Gordura e Índice de Massa Corporal do atleta antes da avaliação biomecânica.

Sujeito

Peso Corporal

%G

IMC

Atleta C

542,9 N

7,34%

22,7

    Na tabela 1 é possível identificar que o sujeito analisado encontrava-se dentro de um padrão considerado ideal, com relação à composição corporal. Estes resultados vão ao encontro do que afirma Bray apud Guedes e Guedes (2003), que o IMC variável entre 19 e 24 para uma faixa etária entre 19 e 24 anos, representa uma normalidade em relação à quantidade de gordura corporal. Segundo os autores, índices de percentual de gordura considerados ideais para homens não atletas variam entre 12 e 15%, salientando que valores abaixo destes são destinados principalmente para fins de performance.

    Ao analisar a variável espaço-temporal amplitude da passada, pode-se identificar na tabela abaixo a evolução da amplitude das passadas do sujeito com o aumento da velocidade.

Tabela 2. Evolução da amplitude das passadas do atleta em relação ao aumento da velocidade.

Velocidade (Km/h)

Perna E

Perna D

p

3

1,04

1,05

0,052

4

1,23

1,23

5

1,39

1,40

6

1,56

1,56

10

1,98

1,99

12

2,29

2,29

14

2,60

2,60

16

2,85

2,85

18

3,10

3,12

20

3,25

3,25

* Valores significativos ao nível de p<0,05

    É possível notar na tabela a ocorrência concomitante do aumento da velocidade e a necessidade do aumento da magnitude da passada para que o atleta pudesse acompanhar o ritmo. Entretanto, depois de analisados os valores, pode-se constatar que essa variação da velocidade associada ao aumento da freqüência de passadas não foi significante quando comparados os membros inferiores esquerdo e direito. Roesler, Iturrioz e Zaro (2002) citam haver uma relação linear entre essa variável e a cadência da marcha. Essa relação reforça o papel ativo dessa fase da marcha em manter um determinado padrão de movimento.

    No que tange a quantificação do tamanho do passo do atleta, a tabela 3 demonstra a evolução do tamanho do passo do atleta em relação ao aumento da velocidade.

Tabela 3. Evolução do tamanho do passo do atleta em relação ao aumento da velocidade.

Velocidade (Km/h)

Perna E

Perna D

p

3

0,52

0,53

0,541

4

0,62

0,62

5

0,71

0,69

6

0,78

0,78

10

1,06

0,93

12

1,15

1,15

14

1,29

1,33

16

1,44

1,42

18

1,46

1,66

20

1,59

1,68

* Valores significativos ao nível de p<0,05

    Na demonstração dos dados referentes ao tamanho do passo do atleta, a tabela 3 explicita uma superioridade na execução desta variável por parte da perna direita. Tal fato se observa devido à ocorrência de maior exigência da perna esquerda, mais forte, em relação à direita. Em circunstância da maior aplicação de força na perna esquerda a direita vem literalmente no embalo, alcançando dessa maneira uma maior distância no tamanho do passo do atleta.

    A existência de uma maior força de suporte médio na fase de balanço da perna esquerda, faz com que ela seja responsável por esse fenômeno de dissemelhança quando comparada com a direita. A relação de força entre os membros inferiores é de 0,38 cm percorridos a mais pela perna esquerda para cada metro em relação a direita. Isto implica dizer que numa prova de 1500 metros, especialidade do atleta pesquisado, o mesmo exigirá de seu membro inferior esquerdo um total percorrido de 5,70 metros extra, pois se observou na avaliação de campo que o mesmo percorria sua distância de treino na pista apenas no sentido anti-horário, exigindo justamente de sua perna esquerda mais que a direita. Este fato, ocorrente em todos os treinos, foi relatado pelo próprio atleta que admitiu que esta era sua maneira preferida de treino, pois é o sentido de corrida em competições.

    Exercícios corretivos podem ser aplicados para que esta dissemelhança seja diminuída ou até extinta. Como forma de correção, é necessário que o atleta assuma uma postura de treino, o qual deve realiza-lo em ambas direções da pista, independente do sentido oficial de treinamento e de competição, além de um reforço muscular da perna direita, com o objetivo de equivalência de força da mesma em relação a outra perna. Embora tenha sido constatada a existência maior de força no membro inferior esquerdo, este por sua vez quando comparado com o membro inferior direito não apresentou diferenças significativas ao nível de p<0,05.

    Com o avançar dos estágios do protocolo de avaliação, notou-se que as diferenças dos valores de F1 relacionados ao apoio esquerdo com relação ao direito aumentaram linearmente, porém não foram significativas. Entretanto, quando o sujeito a avaliação nas velocidades 18 e 20 Km/h, o primeiro pico de força (F1), apresentou seus valores máximos. De acordo com Roesler, Iturrioz e Zaro (2002), os aumentos de F1, que está associado à desaceleração da marcha, e do impulso, ligado ao deslocamento vertical do corpo, indicam que o padrão cinético da marcha não está estável. Na tabela 4 estão expostos os valores de F1 para as velocidades correspondentes.

Tabela 4. Evolução do aumento do valor absoluto para o primeiro pico máximo de força na curva temporal de Força de Reação do Solo do atleta de 1500 metros em relação ao aumento da velocidade.

Velocidade (Km/h)

Apoio Esquerdo

Apoio Direito

 

3

1,00

0,99

 

 

 

 

0,175

 

 

 

 

 

4

1,04

1,07

5

1,19

1,19

6

1,29

1,31

10

2,39

2,34

12

2,50

2,40

14

2,65

2,67

16

2,73

2,72

18

2,90

2,88

20

2,92

2,92

    A afirmação corrobora com White et. al. (2002), que indicam que, após 30 segundos de corrida sobre a esteira, não existem mudanças significativas no componente vertical da FRS em medidas feitas durante 20 minutos em um mesmo dia.

    Tais resultados sugerem a diferença no tamanho do passo do sujeito analisado. Diferentes autores (ALTON et. al. 1998; HARRIS-LOVE et. al. 2001; WHITE et. al. 1998) sugerem características específicas da FRS e da cadência associadas ao padrão de locomoção para caracterizar sua estabilização na adaptação ao andar e correr na esteira rolante. Roesler, Iturrioz e Zaro (2002), relatam que as flutuações observadas na cadência e no comprimento do passo estão comprometidas com a variação de velocidade horizontal do executante. O sujeito ao realizar esse tipo de avaliação na esteira deve manter sua velocidade horizontal de deslocamento o mais próxima possível da velocidade de deslocamento da esteira para minimizar os solavancos.

    Este fato vem reforçar a instabilidade cinética durante a marcha. Com a admitida força superior no membro esquerdo (linha vermelha) a estabilidade ficou prejudicada com o aumento do valor absoluto de força no primeiro pico (F1). O fornecimento dessa quantificação acontece devido às plataformas de força que fornecem a Força de Reação do Solo na superfície de contato durante a fase de apoio do movimento, fase esta, onde ocorre a transferência dessas forças externas para o corpo, determinando alterações nas condições do movimento.

Conclusão

    Baseados nos resultados encontrados neste estudo foi possível delinear as seguintes conclusões:

-     Em relação à corrida o atleta apresenta um comportamento cinético normal, exceto quando submetido a altas velocidades;

-     A maior força por parte da perna esquerda faz com que o mesmo apresente determinada instabilidade no momento em que o pé toca o chão, apresentando um alto valor de força imprimida. Isto sugere que o deslocamento vertical da corrida do sujeito avaliado é elevada demais;

-     Alterações relacionadas ao tamanho do passo, apesar de não serem significativas, devem ser consideradas visto que a maior força exercida pela perna esquerda pode gerar stress no membro aumentando a probabilidade de lesões.

    Em função destes resultados, embora as limitações de generalização devido ao número da amostra, sugere-se que estudos utilizando a avaliação com um maior número de participantes sejam realizados e que sejam analisadas todas as variáveis componentes da Força de Reação do Solo, com o intuito de que seja efetuada uma análise completa do movimento.

Referências

  • ALTON, F. et al. Kinematic Comparsion of Overground and Treadmill Walking. Clinical Biomechanics, v.13, p.434-40, 1998.

  • CARR, G. Biomecânica dos Esportes: um guia prático. Manole: São Paulo, 1998.

  • GUEDES, D. P.; GUEDES, J. E. R. P. Controle do Peso Corporal. 2 ed. Londrina: Midiograf, 2003.

  • HAMIL, J.; KNUTZEN, K. M. Bases Biomecânicas do Movimento Humano. São Paulo: Manole, 1999.

  • HARRIS-LOVE, M. L.; et al. Hemiparetic Gait Parameters in Overground versus Treadmill Walking. Neurohabilitation and Neural Repair, v.15, n.2, p.105-12, 2001.

  • HOWLEY, E. T.; FRANKS, B. D. Manual do Instrutor do Condicionamento Físico para a Saúde. 3.ed. Porto Alegre: Artmed, 2000.

  • MOCHIZUKI, L. Dinamometria. Disponível em http://www.usp.br/eef/mochi.htm, capturado em 20 set, 2003

  • NIGG, B. M. & HERZOG, W. Biomechanics of the Músculo-skeletal System. In: NIGG, B. M. & COLE, G. K. Measuring Techniques. Etobicocke: John Wiley & Sons, 1998. 273p.

  • ROESLER, C. R. M.; ITURRIOZ, I.; ZARO, M. A. Identificação do Conteúdo de Freqüências Presente na Força de Reação do Solo Medida com Plataforma de Forças. Revista Brasileira de Biomecânica, São Paulo, n.4., p.51-56., 2002.

  • WHITE, S. C. et al. Comparsion of Vertical Ground Reaction Forces during Overground and Treadmill Walking. Medicine and Science in Sports and Exercise, v.30, n.10, p.1537-42, 1998.

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