artigo original análise biomecânica do salto vertical

ARTIGO ORIGINAL
ANÁLISE BIOMECÂNICA DO SALTO VERTICAL: ESTUDO COMPARATIVO
ENTRE CRIANÇAS ESPORTISTAS E NÃO ESPORTISTAS
ISSN: 2178-7514
Vol. 6 | Nº. 1| Ano 2014
Kinetic analysis of the vertical jump: a comparative study among athletes and non-athletes
children
Gustavo Celestino Martins1, Heleise Faria dos Reis de Oliveira1,3,4
Leandro Borelli Camargo 1,3, Fabio da Silva ferreira Vieira1,3 Dayna Karina Goberna Noda1,6,,
Claudio Novelli5, Raul Marcel Casagrande1,2 , Guanis de Barros Vilela Junior1,3,5
RESUMO
A eficiência no salto vertical é imprescindível para atletas de várias modalidades esportivas. Estudos
mencionam que a velocidade de saída do solo é determinante para a altura do mesmo. O objetivo
do trabalho foi comparar as variáveis cinéticas do salto vertical entre os alunos frequentadores das
aulas de educação física escolar e alunos de iniciação esportiva. A amostra foi constituída por 46
crianças de 9 a 12 anos de idade, do gênero masculino, com idade média de 10,41 (± 1,08) anos,
sendo 25 voluntários de uma Escola Estadual, que participavam das aulas de educação física (Grupo
Controle) e 21 alunos de uma Escola de Iniciação Esportiva (Grupo Experimental). A aquisição
dos dados foi realizada, utilizando uma plataforma de força e os demais cálculos realizados através
das fórmulas da Mecânica Newtoniana. Na estatística descritiva das variáveis biomecânicas de
impulso, velocidade de subida, tempo de subida e altura do salto (deslocamento vertical do Centro
de Gravidade) pudemos verificar que os alunos do clube tiveram melhor resultado nas variáveis
biomecânicas do que os alunos da escola, respectivamente: Impulso(N.s) 60,19 (± 23,15); 42,40 (±
20,55); Velocidade de subida(m/s) 1,16 (± 0,41); 1,13 (± 0,58); Tempo de subida(s) 0,22 (± 0,03);
0,19 (± 0,03); Altura do salto(m) 0,24 (± 0,07); 0,18 (± 0,05). Para as variáveis biomecânicas
força média de impulsão vertical e pico de força, o resultado não foi diferente, alunos de iniciação
esportiva tiveram melhores resultados do que alunos da escola, respectivamente: Força média de
impulsão vertical (kgf) 71,86 (± 16,78); 59,53 (± 9,47); Pico de força (kgf) 163,56 (± 49,41); 129,84
(± 40,48). Os coeficientes de correlação significantes encontrados, com p<0,05 para as seguintes
variáveis do grupo escola foram: Tempo de Subida (s) x Pico de Força (kgf); Altura do Salto (m)
x Pico de Força (kgf) e Impulso (N.s) x Pico de Força (kgf), e p<0,01 para as seguintes variáveis:
Força (kgf) x Tempo de Subida (s); Força (kgf) x Altura do Salto (m); Força (kgf) x Pico de Força
(kgf); Velocidade de Subida (m/s) x Impulso (N.s) e Tempo de Subida (s) x Altura do Salto (m). Já
para o grupo iniciação esportiva, com p<0,05 para as seguintes variáveis: Força (kgf) x Impulso
(N.s), e p<0,01 para as seguintes variáveis: Força (kgf) x Pico de Força (kgf); Velocidade de Subida
(m/s) x Impulso (N.s); Tempo de Subida (s) x Altura do Salto (m) e Impulso (N.s) x Pico de Força
(kgf). Os resultados encontrados mostram que as crianças participantes da iniciação esportiva no
clube, estão mais desenvolvidas, na perspectiva dos parâmetros biomecânicos avaliados.Palavras
chave: flexibilidade; análise cinemática; crianças.
Palavras chave: análise cinética, salto vertical, crianças.
Autor de correspondência:
Gustavo Celestino Martins
Universidade Metodista de Piracicaba
Rodovia do Açúcar Km 156, Bloco 7, Taquaral
13400-911 - Piracicaba, SP – Brasil
E-mail: [email protected]
Núcleo de Pesquisas em Biomecânica Ocupacional e Qualidade de Vida-CNPq / UNIMEP
Faculdade de Medicina de Jundiaí / Hospital São Vicente de Paulo
3
Programa de Mestrado e Doutorado em Ciências do Movimento Humano da Universidade
Metodista de Piracicaba – UNIMEP.
4
Universidade Estadual de Ponta Grossa – UEPG.
5
Faculdades Integradas Metropolitanas de Campinas - METROCAMP
6
Programa de Mestrado em Educação Física - UNIMEP
1
2
Análise biomecânica do salto vertical: estudo comparativo entre crianças esportistas e não esportistas
ABSTRACT
The efficiency of the vertical jump is indispensable to athletes from several sports modalities. The
studies mention that the initial ascension speed from the floor is determining to the jump height. The
purpose of this research was to compare the vertical jump kinetic variables between two groups,
students attending regular scholar physical education classes and students engaged in a sports
initiation program. The sample consisted of 46 children aged from 9 to 12 years old, male gender,
average age 10.41 (+1.08) years, 25 of those being volunteers attending physical education regular
classes in a State school (Control Group), and other 21 volunteers attending a sports initiation
program (Experimental Group). The data acquisition has been performed through the utilization
of a force platform, and the remaining calculations were run on Newtonian Mechanics formulas.
Concerning the descriptive statistics of the following biomechanics variables: impulse; initial
ascension speed from the floor; time of ascension; and the jump height (Centre of Gravity vertical
displacement), we could verify that the volunteers attending the sports initiation program showed
better biomechanics variables results than those ones from the school regular physical education
classes, respectively: Impulse (N.s) 60.19 (± 23.15); 42.40 (± 20.55); Initial ascension speed (m/s)
1.16 (± 0.41); 1.13 (± 0.58); Time of ascension (s) 0.22 (± 0.03); 0.19 (± 0.03); Jump height (m) 0.24
(± 0.07); 0.18 (± 0.05). The result was no different to the biomechanics variables, vertical impulse
average force, and peak force, where the volunteers attending the sports initiation program showed
better results than the scholar ones, respectively: Vertical impulse average force (kgf) 71.86 (±
16.78); 59.53 (± 9.47); Peak force (kgf) 163.56 (± 49.41); 129.84 (± 40.48). For the scholar group
variables, were found these significant correlation coefficients, as p<0.05: Time of Ascension (s)
x Peak Force (kgf); Jump Height (m) x Peak Force (kgf), and Impulse (N.s) x Peak Force (kgf);
and as p<0.01: Force (kgf) x Time of Ascension (s); Force (kgf) x Jump Height (m); Force (kgf)
x Peak Force (kgf); Initial Ascension Speed (m/s) x Impulse (N.s), and Time of Ascension (s) x
Jump Height (m). For the sports initiation program group, as p<0.05 for the following: Force
(kgf) x Impulse (N.s), and p<0.01: Force (kgf) x Peak Force (kgf); Initial Ascension Speed (m/s)
x Impulse (N.s); Time of Ascension (s) x Jump Height (m), and Impulse (N.s) x Peak Force (kgf).
The findings show that the children engaged to the sports initiation program are better developed
according to the evaluated biomechanics parameters.
Keywords: kinetic analysis, vertical jump, children.
1. INTRODUÇÃO
ativos, consequentemente, os que apresentaram
melhor desempenho o deveram a uma maior
A eficiência no salto vertical é imprescindível
duração da fase concêntrica do movimento1.
para atletas de várias modalidades esportivas;
Não obstante, estudos mencionam que a
estudos mostram que sujeitos que realizaram
velocidade de saída do solo é preponderante
atividades com potência muscular (saltos
para a altura do salto e que esta depende,
e corridas de velocidade) obtiveram maior
sobretudo, da potência muscular1,2.
êxito no salto vertical, quando comparados a
A força “explosiva” representa o caso particular
levantadores de peso e indivíduos fisicamente
da manifestação das capacidades de velocidade
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Análise biomecânica do salto vertical: estudo comparativo entre crianças esportistas e não esportistas
e de força relacionadas com esforços
o objetivo, por exemplo, através de uma
únicos (saltos, lançamentos)3. A força explosiva
plataforma de força, palmilhas específicas, e
na atividade desportiva manifesta-se por meio
tapetes de pressão, obtendo resultados como
do trabalho muscular isométrico e dinâmico, no
a força de impulsão do indivíduo, o impulso
último caso, deverá ser superada a resistência
durante o salto, o seu tempo de voo, dentre
externa.
outros. Com a análise cinética, podemos
Desta forma, o atleta, durante o
calcular a potência mecânica, as forças de
movimento de explosão, realiza ao máximo a
reação ao solo etc, podendo contribuir com
força inicial, e a força aceleradora dependerá do
dados
valor da resistência externa e da força máxima
locomotor humano5.
muscular4.
quantitativos
sobre
o
movimento
Em outro estudo6, foram analisadas 70
Sendo assim, é salutar recorrermos ao
crianças com idades entre 8 a 11 anos, com o
uso da biomecânica quando pesquisamos sobre
objetivo de avaliar as variáveis biomecânicas
o salto vertical, pois é uma área de investigação
das atividades da educação física na infância
que apresenta diferentes métodos para avaliar o
que aumentassem a saúde óssea em meninos
movimento humano, sob o ponto de vista das
e
leis da mecânica clássica.
questionários; a mensuração da massa e da
meninas,
utilizando
como
métodos:
Um método recorrente na biomecânica é
estatura; e 12 diferentes tipos de saltos. Como
a análise cinética, cujo movimento é estudado à
instrumentos para avaliação dos dados desses
luz da mecânica Newtoniana, buscando relações
saltos, foi utilizada uma plataforma de força
causais entre as variáveis. Para realizar a análise
montada na superfície do piso, onde os dados
cinética, é usual recorrer-se à dinâmica inversa.
foram coletados por 8 segundos em 300Hz.
Usam-se o conhecimento da cinemática do
A partir desses saltos foram medidas: a força
movimento (acelerações/velocidades lineares
máxima de reação do solo; as taxas de força
e angulares), a informação antropométrica dos
máxima; o tempo de força máxima; e o valor
segmentos (centro de massa, massa, momento
de pico, identificado através da inclinação
de inércia, dimensões), e das forças externas
da curva força-tempo. Em uma pesquisa7
aplicadas ao sujeito em movimento (forças de
utilizando análise cinética, foram avaliados 44
reação do solo resultante da interação pé/solo)
garotos entre 11-19 anos, com o objetivo de
para calcular as forças de reação e momentos
determinar a força isocinética e resistência, a
articulares5.
força isométrica, e a potência anaeróbia para
Nesse
método
podemos
mensurar
variáveis de acordo com o movimento e
crianças e adolescentes saudáveis da Arábia
Saudita.
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Análise biomecânica do salto vertical: estudo comparativo entre crianças esportistas e não esportistas
O objetivo secundário foi avaliar os efeitos
caráter transversal, que utilizou dados objetivos
da idade em relação às características antro-
através de análise cinemática e cinética do salto
pométricas da força e do desempenho anaer-
vertical.
óbio. Utilizaram-se nesse estudo métodos
como medição de estatura e massa, teste de
de 9 a 12 anos de idade, do gênero masculino,
flexibilidade, salto vertical usando um tapete
com idade média de 10,41 (± 1,08) anos, sendo
para medição, força isométrica através de um
25 voluntários da Escola Estadual Profa. Nancy
dinamômetro, medidas de força isocinética e
de Rezende Zamarian, que participavam das
por fim o teste de Wingate. Como resultados,
aulas regulares de educação física (Grupo Con-
constatou-se um aumento relativo à idade na
trole) e 21 alunos da escolinha de Basquetebol da
força e potência muscular, e foram encontradas
Associação Esportiva Mocoquense, de escolas
altas correlações entre idade, força e índices
diferentes, porém todos da cidade de Mococa/
anaeróbios.
SP (Grupo Experimental). Sabendo que para se
Entretanto, em uma pesquisa8 foi utilizada a
caracterizar como especialização esportiva pre-
análise cinética para avaliar o efeito do trans-
coce, a criança teria no mínimo três aulas sema-
porte e colocação de carga nas costas entre as
nais com duração mínima de 2 horas cada aula,
crianças de 10 anos, avaliando as forças de
é possível dizer que os alunos do clube fazem
reação do solo em crianças, as quais foram
parte de uma iniciação esportiva, pois a carga de
submetidas às cargas em dois pontos da parte
treinamento dos mesmos são duas sessões sema-
das costas, inferior e superior, cujos resultados
nais, com duração de 1hora e meia cada aula9.
mostraram uma redução na força do primeiro
pico e na velocidade da caminhada nos mem-
naram o Termo de Consentimento Livre e Es-
bros inferiores.
clarecido (TCLE) e a pesquisa foi aprovada
Portanto, pesquisar a biomecânica do salto pos-
pelo Comitê de Ética em Pesquisa da UNIMEP
sibilita a compreensão, para além das óbvias,
(protocolo 15/10), estando de acordo com a
da sua capacidade funcional e de sua saúde.
Resolução 466/12 do Conselho Nacional de
Desta forma, o objetivo deste estudo foi com-
Saúde (CNS).
parar as variáveis cinéticas do salto vertical
entre dois grupos, o controle (alunos de uma
sujeitos subiam sobre a plataforma de força e a
escola pública) e o experimental (alunos que
partir da posição ortostática realizavam a tarefa
fazem iniciação esportiva em um clube).
usando o balanço natural dos membros superi-
A amostra foi constituída por 46 crianças
Os responsáveis pelas crianças assi-
Para a realização dos saltos verticais, os
ores para executá-la. A plataforma de força utili2.
MATERIAIS E MÉTODOS
zada foi marca EMG System do Brasil, modelo
Estudo quantitativo, exploratório, de
400, com taxa de aquisição de dados de 500 Hz.
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Análise biomecânica do salto vertical: estudo comparativo entre crianças esportistas e não esportistas
O software Dataq (Texas Instruments) foi utili-
cantes entre os grupos. A correlação de Pearson
zado para tratamento dos dados de força onde o
foi aplicada entre as variáveis estudadas. Em
filtro, tipo passa-baixa, de Butterworth de 10Hz
todos os testes estatísticos realizados foi ado-
foi utilizado para minimização de ruídos. tado nível de significância p< 0,05. O tamanho
A partir dos dados de força obtidos via
do efeito foi de 0,73, considerado grande, pois
hardware foram calculados os valores do im-
indica que 77% dos sujeitos do grupo experi-
pulso, da velocidade de subida no instante que
mental (Clube) excederam o pico de força
o sujeito perde o contato com a plataforma,
do grupo controle (Escola), de acordo com os
tempo de subida, a força média que cada cri-
critérios propostos por Lindenau et al10.
ança exerce sobre a plataforma durante a preparação para o salto, o pico de força e o deslo-
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
camento vertical do centro de gravidade (CG),
recorrendo às equações da mecânica clássica.
tratégia de discutir os resultados à medida que
O Teste t foi utilizado para averiguar se os dados
os mesmos são apresentados.
Para facilitar a leitura optou-se pela es-
apresentam diferenças estatisticamente signifiTabela 1: Média e Desvio Padrão das variáveis analisadas para ambos os grupos.
Grupo
Impulso (N.s)
Clube
Velocidade inicial de
subida (m/s)
60,19 (± 23,15)
1,16 (± 0,41)
Escola
42,40 (± 20,55)
Tempo de subida
(s)
0,22 (± 0,03)
Deslocamento do CG (m)
0,19 (± 0,03)
0,18 (± 0,05)
1,13 (± 0,58)
0,24 (± 0,07)
A tabela 1 mostra a estatística descritiva
impulso se refere à integral da força em função do
das variáveis biomecânicas de impulso, velocidade
tempo e, portanto, não deve ser confundido com
de subida, tempo de subida e altura do salto. Pode-
o sentido errôneo, mas bastante comum para se
se verificar que os alunos do clube tiveram melhor
referir à altura do salto ou até mesmo a força de
resultado nas variáveis biomecânicas. Esses
impulsão vertical. Sendo assim, valores elevados
resultados, possivelmente são devido ao fato dos
pelo impulso podem ser resultado de um maior
alunos do clube serem maiores e por fazerem parte
tempo de contato e/ou maiores picos de força. Em
de uma iniciação esportiva, ou seja, eles passam por
estudo que avaliou o impulso vertical de crianças
treinamentos de força o tempo todo, mesmo sem
de 7 a 11 anos de uma rede pública de ensino, e
irem para uma academia, e como o movimento
os resultados encontrados, foram comparados
realizado foi o salto, os mesmos realizam diversos
através do teste t com os alunos da escola e do
saltos em uma sessão de treinamento, e com isso,
clube desse estudo. Os resultados obtidos mostram
provavelmente, eles por estarem mais habilitados
estatisticamente que há diferença significativa em
com o movimento, pode ter um efeito positivo na
p<0,05 entre ambos os estudos11.
realização do mesmo.
É importante ressaltar, que biomecanicamente o
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Análise biomecânica do salto vertical: estudo comparativo entre crianças esportistas e não esportistas
Tabela 2 - Média, Desvio Padrão e Pico da Força de Reação Vertical do solo
Clube
Força Média Reação Vertical do solo
(kgf)
71,86 (± 16,78)
Escola
59,53 (± 9,47)
Grupo
A tabela 2 mostra a estatística descritiva
Pico de Força (kgf)
163,56 (± 49,41)
129,84 (± 40,48)
esportiva.
Tais
resultados
apresentaram
das variáveis biomecânicas força de reação
diferenças estatisticamente significantes entre
vertical que o solo exerce sobre os indivíduos
os dois grupos, entretanto o pico de força
e seu valor máximo (pico de força). Estes
foi inferior ao de um estudo que analisou 19
resultados atestam que provavelmente os
meninos na faixa etária entre 6 a 11 anos, tendo
valores superiores para os sujeitos do clube,
como força de reação vertical do solo média de
sejam consequência de sua média de idade
111,8 kgf, quando todos realizaram um salto na
superior e o seu nível de aptidão física melhor
plataforma de força12.
devido à participação no programa de iniciação
Tabela 3 - Correlações de Pearson que foram significantes para o grupo de alunos da escola.
Correlação de Pearson
Força (kgf) x Tempo de Subida (s)
Força (kgf) x Altura do Salto (m)
Força (kgf) x Pico de Força (kgf)
Velocidade de Subida (m/s) x Impulso (N.s)
Tempo de Subida (s) x Altura do Salto (m)
Tempo de Subida (s) x Pico de Força (kgf)
Altura do Salto (m) x Pico de Força (kgf)
Impulso (N.s) x Pico de Força (kgf)
r
- 0,603**
- 0,594**
0,602**
0,779**
0,998**
- 0,495*
- 0,494*
0,504*
*Correlação Significativa em p < 0,05. **Correlação Significativa em p < 0,01
Na tabela 3, constatamos a existência de
foram quatro também: força x pico de força;
quatro correlações negativas (força x tempo
velocidade de subida x impulso; tempo de
de subida; força x altura do salto; tempo de
subida x altura do salto e impulso x pico de
subida x pico de força e altura do salto x pico
força. Estas correlações positivas possibilitam
de força). Tal fato evidencia que existe uma
afirmar que existe uma proporcionalidade
razão inversamente proporcional entre os pares
direta entre cada par de variáveis, ou seja,
de variáveis, ou seja, quanto maior uma delas,
quando uma aumenta, a outra também aumenta
menor a outra será. As correlações positivas
ou vice-versa.
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Análise biomecânica do salto vertical: estudo comparativo entre crianças esportistas e não esportistas
Tabela 4 - Correlações de Pearson que foram significantes para o grupo de alunos do clube.
Correlação de Pearson
r
Força (kgf) x Impulso (N.s)
Força (kgf) x Pico de Força (kgf)
Velocidade de Subida (m/s) x Impulso (N.s)
Tempo de Subida (s) x Altura do Salto (m)
Impulso (N.s) x Pico de Força (kgf)
0,531*
0,686**
0,698**
0,998**
0,735**
* Correlação Significativa em P < 0,05 **Correlação Significativa em P < 0,01 .
Na tabela 4 é possível verificar a significância
positiva em p< 0,05 entre as variáveis biomecânicas,
5. REFERÊNCIAS
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mostra que quanto maior a força, maior o impulso.
Uma forma de utilização da biomecânica é através
da análise cinética, que possibilita determinação
das forças externas que atuam sobre o corpo do
sujeito e a estimação das forças internas, onde
podemos reconhecer o nível de sobrecarga que as
partes do corpo sofrem na execução do movimento.
Tais resultados podem ajudar na compreensão e
otimização das técnicas do movimento de modo a
melhorar a eficiência do gesto locomotor.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
No presente estudo realizou-se análise cinética do
salto vertical. Como limitações do mesmo podemos
citar a transversalidade e o número de sujeitos da
pesquisa.
Foi notório no estudo que as crianças do
clube, estão mais desenvolvidas, fator esse que
pode estar relacionado ao fato dos mesmos serem
um pouco mais velhos e de participarem de um
programa de iniciação esportiva, pois, pelo menos
sob o ponto de vista biomecânico, ficou evidente as
vantagens que a iniciação esportiva proporciona às
crianças.
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Análise biomecânica do salto vertical: estudo comparativo entre crianças esportistas e não esportistas
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