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Análise do chute no
futebol em duas idades distintas através das coordenadas
esféricas.
*Fabiano G. Teixeira, Walter J. de Magalhães Junior,
Martin Wisiak, Sergio A. Cunha
Departamento de Educação Física - I.B.
- UNESP - Rio Claro
INTRODUÇÃO
O futebol é
o esporte mais popular em todo o mundo e possui milhões
de praticantes em todas as faixas etárias. Por isto esse
esporte tem sido bastante explorado através de investigações
científicas durante os últimos tempos. A Biomecânica
tem contribuido nos estudos sobre o futebol, através
da Cinemática, da Dinâmica e da Eletromiografia.
O presente estudo aborda o chute no futebol e analisa suas variáveis
de interesse através da cinemetria, conjuntos de métodos
utilizados para medir os parâmetros cinemáticos
do movimento (AMADIO 1996).
Sabe-se que para a prática do
futebol são necessários alguns fundamentos que,
com o treinamento, vão evoluindo e aperfeiçoando-se.
Um destes fundamentos, considerado por muitos o mais importante
e o mais estudado no futebol, é o chute (LEES e NOLAM
1998). A análise dos dados do chute no futebol pode identificar
padrões desse movimento e o nível de habilidade
do atleta, além de comparar padrões de movimento
em diferentes faixas etárias e em diferentes tipos de
chute.
Alguns estudos (PUTNAM (1983), RODANO
e TAVANA (1993)) abordam a angulação e a velocidade
angular das articulações dos membros inferiores
durante a realização do chute. LEVANON e DAPENA
(1998) mostraram as diferenças entre a latitude do vetor
normal ao plano coxa-perna nos chutes com o peito do pé
e o chute com a parte medial do pé. Já CUNHA et
al. (2002) descreveram uma metodologia para analise do padrão
de movimento de chute utilizando coordenadas esféricas
para indicar a posição dos membros inferiores,
mostraram que os gráficos dos chutes da latitude em função
da longitude podem ser mais bem compreendidos e que as análises
utilizando estas duas variáveis (latitude e longitude)
podem identificar melhor a conduta de cada segmento durante
a realização do chute. Em
outros trabalhos, o chute é investigado em relação
ao seu desenvolvimento ao longo da vida (BLOOMFIELD et al. (1979),
DAY (1987) apud LEES e NOLAN (1998)). Estas variáveis
são de extrema importância para a compreensão
deste fundamento no futebol. Sendo assim, este estudo teve como
objetivo comparar os valores de latitude em função
do tempo (ciclo de movimento) do vetor ortonormal ao plano formado
pelos segmentos coxa e perna em participantes com 13 e 20 anos
de idade.
METODOLOGIA
Para
a realização deste trabalho foram filmados chutes
de 8 participantes destros do sexo masculino, sendo 4 destes
com idade de 13 anos e 4 com idade de 20 anos. Eles pertencem
às equipes de futebol da Unesp - Rio Claro, que representam
a Universidade em campeonatos regionais e universitários.
Os participantes necessariamente deveriam ser praticantes regulares
do futebol, definidos como aqueles que treinam regularmente
pelo menos duas vezes por semana. Eles foram instruídos
a respeito dos procedimentos a que seriam submetidos e assinaram
um termo de consentimento.
Foi realizado um aquecimento prévio
para evitar riscos de contusões. Após o aquecimento
cada participante realizou 1 série de 5 chutes com a
bola parada, sendo que a mesma deveria passar por sobre uma
barreira posicionada a 9.15 m da bola, simulando assim uma cobrança
de falta de uma distância de vinte metros em direção
ao gol. Foram colocados externamente marcadores de isopor medindo
2.5 cm de diâmetro nas articulações do quadril
(trocanter maior), joelho (epicôndilo lateral do fêmur),
tornozelo (maléolo lateral) definindo os segmentos coxa
e perna. Para as filmagens, foram utilizadas 2 câmeras
de vídeo digitais
JVC, modelo GR-DVL 9800u, fixadas em tripés, as quais,
foram ajustadas a uma freqüência de 120 Hz e posicionadas
lateralmente ao movimento dos participantes. Elas focalizavam
os marcadores passivos colocados no membro inferior dos participantes.
Os chutes foram analisados a partir do instante em que o membro
de chute foi retirado do solo até o instante em que o
mesmo tocou a bola. Antes de iniciar as filmagens das execuções
dos chutes, foi colocado um calibrador possuindo 8 (oito) pontos
com posições absolutas conhecidas em relação
a um referencial de eixos cartesianos x, y e z. O sistema de
referências utilizado foi determinado como o eixo y coincidindo
com a vertical (orientado para cima), o eixo x em direção
ao gol, formando uma linha imaginária ortogonal com a
linha de fundo (orientado no ponto médio do gol), ortogonal
ao eixo y e o eixo z definido pelo produto vetorial de x por
y. Após as filmagens, as imagens foram capturadas e armazenadas
no computador. Essas imagens foram medidas através do
software Dvideow (BARROS et al. 1999). No presente estudo, foi
utilizada a medição semi-automática, ou
seja, a medição foi realizada parcialmente por
meio de um operador e a outra parte pela aplicação
de algoritmos de extração de padrões nas
seqüências de imagens.
As câmeras foram calibradas e,
em seguida, foi realizada a reconstrução tridimensional,
que consistiu na localização dos pontos marcados
nos sujeitos no espaço tridimensional com as posições
relativas no espaço (realizada também através
do mesmo software) para a obtenção das coordenadas
espaciais tridimensionais.
O movimento humano é apresentado
de forma contínua e suave, porém os dados obtidos
após a reconstrução tridimensional (coordenadas
x, y e z de cada segmento em função do tempo)
se apresentam de forma discreta. Além disto, algum erro
de medição pode também causar problemas
na interpretação dos resultados. Por isto, foi
necessária a realização de uma suavização
dos dados, ou seja, separar o sinal (fenômeno investigado)
dos ruídos (erros). Isto é feito através
da análise dos resíduos em função
do tempo, para verificar se aparece algum sinal no gráfico
dos resíduos, ou se houve a separação adequada.
Esta suavização foi realizada através da
função spline cúbico, em rotina desenvolvida
no software MATLAB®. Após a suavização
dos dados, foram determinados os segmentos (vetores) coxa e
perna. Estes segmentos foram normalizados (transformados em
tamanho 1) e, em seguida, determinou-se o vetor ortonormal (veort)
ao plano gerado por estes dois vetores, através do produto
vetorial entre eles. Assim, a orientação do plano
coxa-perna foi expressa em coordenadas esféricas (latitude)
do vetor ortonormal ao mesmo. A latitude (F) é dada por:
F = arcsen (Y veort)
* 180 /p
Foi
encontrada a mediana de cada conjunto de curvas para cada instante
de tempo e seu respectivo intervalo de confiança através
de rotina desenvolvida no software S-PLUS®. O gráfico
da mediana em função do ciclo de movimento e o
intervalo de confiança dos dois grupos foram analisados,
obtendo assim os resultados que seguem.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A
ação do chute é dominada por trocas na
orientação do plano coxa-perna e através
da movimentação destes segmentos (LEVANON E DAPENA
1998). A latitude descreveu o ângulo entre o vetor ortonormal
(formado pelo plano coxa-perna) e a orientação
vertical do sistema de referências adotado, seus valores
estão entre 0º e 90º. O valor 0º indica
que o vetor está sobre o plano horizontal enquanto o
valor 90º indica que este vetor está sobre um plano
vertical. Valores positivos mostraram o vetor orientado no hemisfério
norte de uma esfera teórica centrada na articulação
do joelho, enquanto valores negativos mostraram o vetor orientado
no hemisfério sul desta mesma esfera.
Figura 1 - Gráfico das medianas da latitude do vetor
ortonormal do conjunto de chutes dos sujeitos de 13 e 20 anos
com seus respectivos intervalos de confiança em função
do ciclo de movimento.
A
figura acima mostra a mediana da latitude do vetor ortonormal
ao plano formado pelos segmentos coxa e perna com seus respectivos
intervalos de confiança em função do ciclo
de movimento dos grupos de chutes dos sujeitos de 13 e de 20
anos. Segundo LEVANON e DAPENA (1998) os chutes com a parte
medial do pé começam com o plano coxa-perna em
uma orientação horária. Este plano rotaciona
através de um sentido anti-horário após
a retirada do pé de chute do chão e então
rotaciona no sentido horário novamente após o
contato do pé de apoio com o solo. Anteriormente
ao impacto do pé de chute com a bola ocorre um decréscimo
nos valores da latitude devido à movimentação
do joelho para frente enquanto a coxa rotaciona externamente
para tocar a bola com a parte medial do pé. Pode-se observar
no gráfico da figura 1 um padrão parecido do comportamento
do vetor ortonormal dos dois grupos, ou seja, com a rotação
do plano no sentido anti-horário (rotação
interna) ocorre uma queda nos valores da mediana da latitude,
os sujeitos de 13 anos iniciam o chute com estes valores da
latitude entre 20º e 50º enquanto os valores dos sujeitos
de 20 anos estão entre 30º e 50º. Em seguida,
quando ocorre o contato do pé de apoio com o solo, o
plano rotaciona externamente e os valores da latitude do vetor
ortonormal começam a aumentar, chegando a valores próximos
aos iniciais ou até ultrapassando estes valores em alguns
chutes nos sujeitos de 13 anos. No momento anterior ao contato
do pé com a bola ocorre a movimentação
do joelho para frente enquanto a coxa rotaciona externamente
para o toque na bola com a parte medial do pé, observando-se
um decréscimo acentuado da latitude finalizado com o
contato do pé de chute com a bola. No entanto, foi observado
que as curvas estão separadas em determinados momentos
do chute, ou seja, apresentaram padrão diferente de 19
a 28% e também de 93 a 100% do ciclo de movimento, nos
intervalos restantes foi observado um mesmo padrão do
comportamento do vetor ortonormal, ou seja, não houve
separação das curvas da mediana nestes intervalos
quando comparados os sujeitos de 20 anos com os de 13 anos.
CUNHA et al (2002) utilizaram esta mesma ferramenta, ou seja,
coordenadas esféricas, apresentando, por exemplo, a latitude
dos segmentos em função do tempo para mostrar
uma acentuada redução da latitude da perna durante
sua fase de balanço até o contato do pé
com a bola e um aumento destes valores após o contato
com a bola.
Apesar de não comparar os chutes
entre faixas etárias, LEVANON e DAPENA (1998) verificaram
padrões diferentes de latitude do vetor normal ao plano
coxa-perna indicando diferenças claras entre dois tipos
de chute, mostrando assim, que este tipo de comparação,
utilizando latitude de um vetor normal ao plano de interesse,
é uma ótima ferramenta para verificar as diferenças,
por exemplo, entre os padrões de diferentes tipos de
chute, ou de diferentes faixas etárias.
CONCLUSÃO
Concluiu-se
então que o comportamento do vetor ortonormal ao plano
coxa-perna de todos os chutes, analisados através da
mediana da latitude destes chutes e seus respectivos intervalos
de confiança, em todos os sujeitos, não apresentou
um mesmo padrão durante todo o movimento. Foram observados
padrões diferentes nos intervalos de 19 a 28% e de 93
a 100% do ciclo de movimento. Nos demais intervalos do ciclo,
o padrão de ambos os grupos pode ser considerado como
o mesmo.
Assim, pode-se verificar que as diferenças
entre os padrões definidos pela latitude do vetor ortonormal
ao plano coxa-perna apresenta pequenas distinções
entre os participantes com idades de 13 e de 20 anos. Como os
dois grupos realizam os experimentos utilizando o mesmo tipo
de chute, as diferenças em função da idade
não são muito grandes. Desta forma, pode-se afirmar
que os padrões dos movimentos do chute entre essas idades
não são muito distintos, já que ambos já
possuem um padrão maduro de movimento por serem praticantes
regulares de futebol.
REFERÊNCIAS
-AMADIO, A. C. Fundamentos
biomecânicos para análise do movimento humano.
São Paulo: Laboratório de Biomecânica/EEUSP,
1996.
-BARROS, R. M. L.; BRENZIOKOFER, R.; LEITE, N, J.; FIGUEROA,
P. Desenvolvimento e avaliação de um sistema para
análise cinemática tridimensional de movimentos
humanos. Revista Brasileira de Engenharia Biomédica.
RJ. V.15, n.1/2, 1999, p.79-86.
-CUNHA, S.A.; BARROS, R.; LIMA FILHO, E. C.; BRENZIKOFER, R.
Methodology for graphical analysis of soccer kick using spherical
coordenates of the lower limb. In: SPINKS, W. (Ed.). Science
and football IV. London: Routledge, 2002, p.8-15.
-LEES, A., NOLAN, L. The biomechanics of soccer: a review. Journal
of Sports Sciences, v. 16, n. 4, 1998, p.211-34 .
-LEVANON, J.; DAPENA, J. Comparasion of the kinematics of the
full-instep and pass kicks in soccer. Journal of Sports Sciences,
v. 30, n.6, 1998, p. 917-27.
-PUTMAN, C. A. Interaction between segments during a kicking
motion. In: MATSUI, H.;KOBAYASHI, K. (Ed.). Biomechanics VIII
-B H. Champaign: Human Kinetics, 1983, p.695-700.
-RODANO, R.; TAVANA, R. Three dimensional analysis of the instep
kick in professional soccer players. In: REILLY, T.; CLARYS,
J.; A. STRIBBE, A. (Ed.). Science and football II. London: E&FN
Spon, 1993, p.357-361.
Artigo publicado
TEIXEIRA , F. G., MAGALHÃES Jr,
W. J., WISIAK, M., CUNHA, S. A., Análise do chute no
futebol em duas idades distintas através das coordenadas
esféricas. . In: CONGRESSO BRASILEIRO DE BIOMECÂNICA,
n.10, 2003 Ouro Preto. Anais… V.I, Ouro Preto- MG, p.160-3,
2003.
*Prof. Ms. Fabiano Gomes Teixeira
Bacharel em Educação Física
-UNESP-Rio Claro-SP;
Mestre em Ciência da Motricidade Humana -UNESP-Rio Claro.
Labio - Laboratório de Análise Biomecânicas
Dep. Educação Física - UNESP - Rio Claro
-SP
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