Biomeccanica del movimento 7th International Speed Coaches Conference – Riccione 2003 Biomeccanica del movimento Spinta in rettilineo e in curva Claudio Giorgi – IUSM Roma

Parte 1 – Presentazione Parte 2 – Le riprese e i modelli Parte 3 – Il rettilineo Parte 4 – La curva

Presentazione Scopo di questo studio è l’analisi biomeccanica del gesto compiuto da due soggetti di livello assoluto. E’ stato realizzato in collaborazione tra la FIHP e lo IUSM Hanno collaborato: Marco Pagani, Paolo Marcelloni, Fabrizio Sabatini, Fabrizio Zaccari

Parte 1 – Presentazione Parte 2 – Le riprese e i modelli Parte 3 – Il rettilineo Parte 4 – La curva

Le riprese e i modelli Le riprese sono state effettuate a Roma a fine settembre 2002. I soggetti studiati sono stati Gregory Duggento e Luca Presti

Le riprese e i modelli La pista delle tre fontane, pavimentata in cemento e con sviluppo di 175 m, è stata predisposta per due serie di riprese, marcandola con 194 riferimenti misurati

Le riprese e i modelli

Le riprese e i modelli Sono state usate due telecamere analogiche e due videoregistratori professionali (1/50 s), posizionate in modo da dare la migliore intersezione tra le linee di vista per l’intera ampiezza del gesto da studiare

Le riprese e i modelli Le riprese in rettilineo sono state fatte su giri lanciati (Presti) e su prove a cronometro (Duggento) per consentire agli atleti di esprimersi secondo le proprie migliori caratteristiche. Le curve sono state provate da entrambi su mezzi giri lanciati Ogni prova è stata sempre preceduta da riscaldamento e recuperi completi.

Le riprese e i modelli I modelli usati per l’analisi che presentiamo hanno avuto un errore medio di circa 2 cm, con errore max collocato nella parte destra del busto. Ogni modello è stato digitalizzato con 23 punti, per i dati antropometrici sono stati usati i dati di Zatsiorski-De Leva, modificati per tenere conto del pattino

Le riprese e i modelli Dati salienti dei modelli Soggetto Ripresa Errore medio (m) Errore max (m) Tempo (s) note Presti Rettilineo 0.019 0.073 2.08 In accelerazione 0.018 0.078 2.22 Arrivo giro lanciato Duggento 0.025 0.117 2.50 3° rettilineo crono Curva 0.020 0.088 1.16 0.022 0.108 1.32

Parte 1 – Presentazione Parte 2 – Le riprese e i modelli Parte 3 – Il rettilineo Parte 4 – La curva

Il rettilineo

Il rettilineo Le velocità di esecuzione sono risultate praticamente omogenee Presti 12.83 +/- 0.29 m/s In accelerazione 12.88 +/- 0.16 m/s Arrivo giro lanciato Duggento 12.77 +/- 0.21 m/s 3° rettilineo crono Non sono state osservate differenze significative tra gli arti

Il rettilineo Sono stati identificati alcuni istanti di tempo che consentissero di suddividere il gesto: …… Atterraggio sn Sollevamento dx Stacco dx Apertura lama sn Atterraggio dx …….. Alcuni tra gli elementi trovati non corrispondono alla descrizione correntemente usata

Il rettilineo Rispetto alla descrizione già nota, abbiamo introdotti gli istanti di : apertura lama, corrispondente all’istante in cui il pattino di appoggio è parallelo alla direzione di avanzamento e inizia l’apertura in esterno Sollevamento, corrispondente all’istante in cui il pattino giunto al termine della spinta, stacca la ruota posteriore

Il rettilineo Le durate delle fasi sono le seguenti: fase Presti Duggento Stacco-apertura lama 0.07 +/- 0.05 0.01+/- 0.02 Apert.lama-atterraggio 0.32 +/- 0.04 0.32 +/- 0.03 Atterraggio-sollevam. 0.05 +/- 0.02 0.03 +/- 0.01 Sollevam.-stacco 0.04 +/- 0.01 0.04 +/- 0.02 Apert.lama-stacco 0.40 +/- 0.04 0.39 +/- 0.03 Ciclo completo 0.48 +/- 0.05 0.39 +/- 0.02 N. fasi 6 4

Il rettilineo Nella tecnica di Presti per circa il 17% del tempo non c’è spinta dell’arto in estensione. Nella tecnica di Duggento praticamente non c’è intervallo tra le spinte dell’arto in estensione

Il rettilineo Il tempo tra sollevamento e stacco corrisponde ad una spinta meno efficace di quella a 5 ruote, ma non può essere trascurato perché corrisponde al 10% circa del tempo di estensione e all’8% circa del tempo completo del ciclo.

Il rettilineo Iniziamo la descrizione del movimento dell’arto inferiore, cominciando dall’istante dell’atterraggio, che è l’istante della massima velocità.

Il rettilineo – atterraggio Il contatto avviene praticamente sempre a ruote piatte o con lieve anticipo della ruota anteriore (Duggento). E’ significativo che nelle azioni più veloci (arrivo di Presti), invece, il contatto avviene con la ruota posteriore

Il rettilineo – atterraggio

Il rettilineo – atterraggio Nel piano frontale, il contatto avviene sempre sotto (o addirittura oltre) il baricentro, quindi sempre con l’arto in appoggio in posizione addotta

Il rettilineo – atterraggio La direzione della lama rispetto a quella di avanzamento presenta irregolarità. In Presti c’è la tendenza a incrociare (pattino dx verso sn e viceversa) per circa 3° In Duggento l’atterraggio è essenzialmente nella direzione di avanzamento

Il rettilineo – atterraggio Presti atterra sulla 5^ ruota o anche dietro, con un’inclinazione al ginocchio di 76°, piuttosto varia da caso a caso (+/- 8°), con la congiungente punta piede – ginocchio sensibilmente inclinata indietro e molto dietro la spalla.

Il rettilineo – atterraggio Duggento atterra sulla 4^ ruota o anche + avanti, con un’inclinazione al ginocchio di 81°, piuttosto costante (+/- 3°), con la congiungente punta piede – ginocchio prossima alla verticale e poco dietro la spalla.

Il rettilineo – doppio appoggio Duggento Nel tempo che va dall’atterraggio al sollevamento dell’arto in spinta c’è una fase di doppio appoggio che dura circa 3 centesimi. Altri 4 centesimi occorrono allo stacco dell’arto di spinta. Questa fase si estende per il 18% del tempo di ciclo.

Il rettilineo – doppio appoggio Duggento L’arto di appoggio mantiene inalterata la sua posizione, mentre l’arto di spinta completa l’estensione. Il pattino di appoggio rimane sotto al baricentro e il carico è praticamente tutto sopra di esso. Non esiste alcuna azione propulsiva dell’arto di appoggio

Il rettilineo – doppio appoggio Duggento

Il rettilineo – doppio appoggio Presti Nel tempo che va dall’atterraggio al sollevamento dell’arto in spinta c’è una fase di doppio appoggio che dura circa 5 centesimi. Altri 4 centesimi occorrono allo stacco dell’arto di spinta. Questa fase si estende per il 19% del tempo di ciclo.

Il rettilineo – doppio appoggio Presti L’arto di appoggio continua il movimento di adduzione, mentre l’arto di spinta si estende, ma non completamente.. Il pattino di appoggio arriva sotto la verticale dell’anca opposta e il carico è praticamente tutto sopra di esso. Non esiste alcuna azione propulsiva dell’arto di appoggio

Il rettilineo – doppio appoggio Presti

Il rettilineo – doppio appoggio In entrambi gli atleti l’azione propulsiva è solo quella dell’arto in estensione ed è quasi esattamente laterale, causando uno spostamento del baricentro di circa 5 cm. La spinta in avanti dell’arto in estensione non arriva a compensare la resistenza aerodinamica; questa fase è a velocità in diminuzione.

Il rettilineo – trazione esterna dell’arto di appoggio Questa azione è compiuta solo da Presti. Dura dallo stacco dell’arto in estensione all’apertura della lama di quello di appoggio, per circa 7 centesimi (con forti variazioni). Il pattino di appoggio continua a “chiudere”, ma la spinta esercitata a terra cambia direzione

Il rettilineo – trazione esterna dell’arto di appoggio

Il rettilineo – trazione esterna dell’arto di appoggio In vista laterale, l’arto di appoggio rimane in posizione invariata. L’arto sollevato, che sta facendo il recupero, si solleva e porta la lama in verticale; tuttavia, la distanza tra i piedi nel senso dell’avanzamento rimane la stessa. La velocità continua a diminuire.

Il rettilineo – trazione esterna dell’arto di appoggio

Il rettilineo – apertura lama In questo istante le posizioni dei due atleti sono molto diverse

Il rettilineo – apertura lama Presti ha l’arto di appoggio molto incrociato, è già in abduzione e l’arto in recupero ha completato il sollevamento. Il carico è verticale sulla 4^ ruota.

Il rettilineo – apertura lama Duggento ha l’arto di appoggio sotto al baricentro, deve invertire il verso della spinta laterale e l’arto in recupero deve ancora iniziale il movimento. Il carico è verticale sulla 4^ ruota.

Il rettilineo – estensione E’ la fase di maggiore durata: 40 centesimi su 40 (Duggento) o su 48 (Presti). Inizia con l’apertura della lama e termina con lo stacco. E’ divisa in tre parti:

Il rettilineo – estensione 1 Dall’apertura della lama fino a 4° di divaricazione: E’ una fase che dura 8-10 centesimi, durante i quali la velocità scende leggermente.

Il rettilineo – estensione 2 Da 4° di divaricazione fino all’atterraggio dell’altro arto: Dura 24-30 centesimi, durante i quali la velocità aumenta. E’ l’unica fase di accelerazione di tutto il gesto

Il rettilineo – estensione 3 Dall’atterraggio dell’arto opposto fino allo stacco. Si sovrappone alla descrizione della fase di doppio appoggio. E’ una fase di rallentamento.

Il rettilineo – estensione L’angolo al ginocchio si estende, con modalità diverse tra i due atleti: Presti apre da 76° a 43° (all’atterraggio) e a 25° (allo stacco); non c’è estensione completa. Duggento apre da 81° a 30° (all’atterraggio) e a 6° (allo stacco); l’estensione è quasi completa.

Il rettilineo – estensione Il carico viene trasferito dalla 4^ ruota alla 2^ (Presti) o avanti alla 1^ (Duggento). All’atterraggio c’è il massimo spostamento laterale del baricentro, che è assai diverso tra i due atleti (Presti 15 cm, Duggento 8 cm)

Il rettilineo – estensione Sequenza di estensione di Duggento

Il rettilineo – estensione Sequenza di estensione di Presti

Il rettilineo – cambio di filo L’atterraggio avviene su filo interno. Il cambio di filo avviene durante l’estensione, poco dopo (4-8 centesimi) l’inizio della fase propulsiva.

Il rettilineo – recupero La traiettoria in fase di recupero è simile per i due atleti. Duggento solleva il piede maggiormente (ruota posteriore all’altezza del baricentro) e compie il recupero un po’ più in fretta. Non compie incrocio, mentre Presti lo effettua per 10 centesimi in corrispondenza della lama in verticale

Il rettilineo – traiettoria a terra I due atleti percorrono a terra due traiettorie diverse

Il rettilineo – traiettoria a terra Presti percorre una traiettoria sempre curvilinea

Il rettilineo – traiettoria a terra Duggento segue una traiettoria composta da due segmenti praticamente rettilinei

Il rettilineo – busto Per entrambi gli atleti l’inclinazione del busto non ha grandi cambiamenti nel corso dell’esecuzione. Presti è praticamente orizzontale e in qualche istante porta addirittura le spalle più in basso del bacino. E’ sicuramente una posizione che agevola la penetrazione aerodinamica. Duggento passa tra 10° e 24°

Il rettilineo – testa Presti mantiene la testa ferma e guarda costantemente il percorso. Duggento in qualche tratto del rettilineo guarda a terra. La forma del casco non appare la più idonea, soprattutto per le cronometro.

Il rettilineo – arti superiori Duggento fa oscillare le braccia da avanti-alto (mano incrociata all’altezza della testa, gomito piegato a 90°), a dietro-alto (mano molto più alta della spalla), passando vicino al corpo e abbassandosi fino alla caviglia opposta.

Il rettilineo – arti superiori Presti fa oscillare le braccia da avanti-alto (mano incrociata sotto la testa, gomito piegato a 90°), a dietro-alto (mano molto più alta della spalla), passando lontano dal corpo al corpo e abbassandosi fino a metà della tibia opposta.

Parte 1 – Presentazione Parte 2 – Le riprese e i modelli Parte 3 – Il rettilineo Parte 4 – La curva

La curva

La curva Anche in questo caso le velocità di esecuzione sono risultate praticamente omogenee Presti 12.11 +/- 0.15 m/s Duggento 12.35 +/- 0.11 m/s I dati sono meno numerosi di quelli del rettilineo, per cui le conclusioni sono meno sicure. Il tratto analizzato corrisponde al centro curva

La curva Naturalmente il gesto è asimmetrico, perciò è necessario descrivere separatamente i due arti inferiori. Le differenze tra i due atleti, invece, non sono significative. Il solo particolare realmente differente riguarda l’uso del braccio sinistro.

La curva La successione delle azioni è la seguente: …… Atterraggio sn Stacco dx Atterraggio dx Sollevamento sn Stacco sn Non si apprezzano differenze di tempo nello stacco del pattino destro.

La curva La successione delle azioni è la seguente: …… Atterraggio sn Stacco dx Atterraggio dx Sollevamento sn Stacco sn Atterraggio sn e stacco dx sono simultanei

La curva La successione delle azioni è la seguente: …… Atterraggio sn Stacco dx Atterraggio dx Sollevamento sn Stacco sn Esiste un breve doppio appoggio (0.08 s) quando atterra il dx

La curva La velocità si mantiene più omogenea di quanto avviene in rettilineo. Non esistono tempi morti. Entrambi gli arti contribuiscono, con una prevalenza del sinistro che rimane a terra più a lungo.

La curva – traiettoria a terra La traiettoria percorsa dal baricentro corrisponde praticamente ad un arco di cerchio. Quella dei pattini è praticamente rettilinea; solo tra sollevamento e stacco del sn c’è una “chiusura” della traccia.

La curva – traiettoria a terra

La curva – spinta del destro E’ una fase che dura 0.26 s All’atterraggio dx c’è allineamento verticale tra spalla, ginocchio e punta del piede. Le spalle sono in linea. Il carico passa dalla 4^ ruota alla prima. Il ginocchio dx si estende 70° a 25°, quindi non c’è distensione completa. La gamba va per esterno e pochissimo dietro Simultaneamente il pattino sn recupera, con una accentuata flessione al ginocchio (114°)

La curva – spinta del destro

La curva – spinta del sinistro E’ una fase che dura 0.36 s All’atterraggio sn c’è allineamento verticale tra spalla, ginocchio e punta del piede, con la gamba quasi verticale e la spalla dx più avanti della sn Il carico passa dalla 5^ ruota alla prima. Il ginocchio sn si estende 70° a 10°. La gamba va per interno (adduzione) e dietro Simultaneamente il pattino sn recupera, facendo una adduzione e flessione

La curva – spinta del sinistro

La curva – braccio dx Il braccio dx oscilla tra dietro (altezza delle spalle, piegato a 50°) e avanti al viso (massimo piegamento 150°), tenendosi sempre alto e largo. Nel punto più basso la mano è all’altezza dell’anca dx.

La curva – braccio sn Duggento fa oscillare il braccio sn in opposizione alla gamba sn, tra dietro all’altezza delle spalle con gomito disteso (10°), passando per l’altezza del ginocchio con gomito flesso a 80° e risalendo fino a braccio orizzontale con gomito piegato a 100°

La curva – braccio sn Presti, invece, fa una ridottissima oscillazione tra disteso dietro up po’ più alto della spalla e dietro largo (affiancato al busto) all’altezza del bacino

La curva – busto e testa L’inclinazione del busto ha una escursione di circa 10° durante l’esecuzione, oscillando intorno a circa 20° per Presti e 30° per Duggento. Entrambi hanno la testa rivolta al percorso.