acelerometria bidimensional do pé durante o chute ap bal ap

CINEMÁTICA BIDIMENSIONAL DO PÉ DURANTE O CHUTE AP BAL AP DOLIO
TCHAGUI DO TAE-KWON-DO
1
2
3
Valmar Fernandes da Silva ,Rubens Correa Araújo ,Luis Mochizuki ,Ulysses Fernandes Ervilha
4
1
Educação Física; Universidade Federal do Amazonas– UFAM, Manaus-Amazonas.
2
Fisioterapia; Universidade de Taubaté - Unitau, Taubaté, São Paulo.
3
Ciencias da Atividade Física; Escola de Artes, Ciências e Humanidades, Universidade de São Paulo
- USP, São Paulo.
4
Fisioterapia; Universidade São Judas Tadeu – USJT, São Paulo.
RESUMO
O tae-kwon-do é uma arte marcial milenar, e um golpe característico é o chute ap bal ap dolio
tchagui, uma das técnicas mais executadas durante os combates dessa arte marcial. Este estudo se
propõe a medir o tempo de reação e de execução, bem como descrever o padrão de aceleração e
velocidade linear vertical e horizontal do pé que executa o chute. A amostra foi composta por 13
atletas de elite do tae-kwon-do, sendo 06 do sexo masculino e 07 do sexo feminino, faixas pretas,
com idade entre 18 e 30 anos, todos filiados à Federação de Tae-kwon-do do Estado de São Paulo.
Para tanto, foi utilizado acelerômetro bidimensional acoplado à base do quinto osso metatarsiano do
pé que executa o golpe. Um sensor foi acoplado a um saco de areia, para identificar o exato instante
do impacto entre o pé do atleta e o alvo. Este foi posicionado 5 cm acima da altura da crista ilíaca de
cada voluntário. Vinte chutes foram executados por cada atleta após emissão de um sinal sonoro (de
500 Hz) disparado aleatoriamente num intervalo de até 15 segundos entre dois chutes. Os dados
adquiridos foram analisados pela estatística descritiva através da média e desvio padrão. Os
resultados permitem concluir que: 1) Atletas de elite do tae-kwon-do têm um padrão bem definido de
aceleração e velocidade linear do membro que executa o chute ap bal ap dolio tchagui. 2) O atleta
começa a mover-se apenas nos últimos 40% do tempo entre o estímulo auditivo para a execução do
golpe e o pé atingir o alvo e 3) Quando o alvo é atingido, a velocidade vertical do pé que executa o
chute é próxima a zero e a velocidade horizontal atinge seu pico de aproximadamente 25 m/s (90
km/h).
Palavras chave: Artes Marciais. Biomecânica. Esporte.
ABSTRACT
The taekwondo is an ancient martial art, and a characteristic strike is the kicking named ap bal ap
dolio tchagui, which is one of the most performed during the taekwondo practice. This study proposes
measuring the reaction and execution time, as well as describes the standard acceleration of the
vertical and horizontal linear velocity of the foot running shot. The sample consisted of 13 Tae-kwondo elite athletes, 06 male and 07 female, black-belts, aged between 18 and 30 years old, all affiliated
to the Tae-kwon-do Federation of the state of São Paulo, Brazil. For this purpose, it was used a twodimensional accelerator attached to the base of the fifth metatarsus bone of the foot executing the
stroke. A sensor was coupled to a sandbag aiming to identify the exact moment of the impact between
the athlete´s foot and the target. The latter was positioned 5 cm above the height of the iliac crest of
each volunteer. Twenty kicks were run by each athlete after issuance of a beep (of 500 Hz) triggered
randomly in a range up to15 seconds between two kicks. Data were analyzed by descriptive statistic
through mean and standard deviation. The final results allow to conclude that: 1) Elite athletes of Taekwon-do have a well defined standard of acceleration and linear speed of the member running the
stroke ap bal ap dolio tchagui, 2) The athlete starts moving only in the last 40% of the time existing
between the auditory stimulus for the execution of the stroke and the foot hitting the target, and 3)
When the target is reached, the vertical velocity of the running foot is close to zero and the horizontal
velocity reaches the peak of about 25 m/s (90 km/h).
Key words: Martial Arts. Biomechanics. Sports.
V. F. daoSilva,
L.tchagui
Mochizuki,
U. F. Ervilha
cinemá Cinemática bidimensional do pé durante
chuteR.
apC.
balAraújo,
ap dolio
do tae-kwon-do
INTRODUÇÃO
Os primeiros registros do tae-kwon-do
são desenhos em murais de túmulos que
datam de 1800 anos e mostram cenas da
prática de várias formas antigas de artes
marciais coreanas. Este tipo de arte marcial
acompanhou a história coreana e pertence ao
(6,8,11,12,19)
seu acervo cultural
. O tae-kwon-do
tornou-se esporte olímpico no ano de 2000,
nas
Olimpíadas
de
Sydney,
(1,6,9,14,17,18,22)
Austrália
.
A
Federação
internacional de tae-kwon-do agrega 188
(9)
nações, totalizando milhões de praticantes .
No Brasil, o número de atletas registrados de
(5)
tae-kwon-do é de 162.184 .
As combinações de movimentos de
mãos e pés dos fundamentos do tae-kwon-do
apresentam 2.874 técnicas diferentes. O chute
ap bal ap dolio tchagui é o mais usado e o que
(6,7,9,13,15)
mais pontua em competições
.
Apesar do rico patrimônio histórico,
poucos estudos analisaram as características
biomecânicas das técnicas do tae-kwon-do. A
maioria dos estudos está centrada na história
(1)
desta arte marcial . Todavia, alguns estudos
comparam técnicas e parâmetros cinéticos,
cinemáticos e de controle do movimento, como
(2,19)
(3,4,22)
potência
, tempo de reação
, força de
(15,21)
(9)
(6)
impacto
, velocidade
e precisão .
Contudo, não há estudos que mostrem a
análise biomecânica descritiva do chute ap bal
ap dolio tchagui do tae-kwon-do. Ao
compreender melhor este gesto esportivo, com
base em parâmetros adquiridos de atletas de
elite, talvez se possa identificar imperfeições
técnicas e melhorar o desempenho de atletas
iniciantes.
OBJETIVO
Medir o tempo de reação e de
execução, bem como descrever o padrão da
aceleração e da velocidade linear vertical e
horizontal do pé que executa o chute ap bal ap
dolio tchagui do tae-kwon-do.
MÉTODO
Amostra
Participaram deste estudo 13 atletas
de elite filiados à Federação de Tae-kwon-do
do Estado de São Paulo (FETESP), que
disputam
competições
nacionais
e
internacionais, sendo seis homens e sete
mulheres. Para os homens e as mulheres
50
participantes, as respectivas médias (± DP) de
idade, estatura, massa corporal e tempo que
pratica o tae-kwon-do são: 27(± 2,9) / 20(± 1,5)
anos, 177(± 6) /163(± 5) cm, 67(± 10) /57(± 9)
kg, 14,5(± 3) /9,4(± 4) anos de prática.
Instrumentos
Um acelerômetro bidimensional (EMGSystem do Brasil) foi utilizado para mensurar a
aceleração da extremidade do membro inferior
que executou os chutes. Um dos eixos do
acelerômetro foi posicionado na direção
longitudinal do pé do atleta e o outro numa
linha vertical em relação ao solo, quando o pé
esta aplainado sobre este. O acelerômetro foi
posicionado na extremidade lateral do pé
sobre a proeminência da base do quinto osso
metatarsiano. Para aquisição do sinal de
acelerometria, um sistema de aquisição de
dados (Myosystem 1400), com placa de
conversão de sinal analógico em sinal digital
(placa A/D) de 16 bits foi utilizada.
Um saco de pancadas, revestido em
couro e preenchido com serragem, medindo
90 cm de altura foi utilizado como alvo a ser
atingido pelos atletas. O saco de pancadas foi
envolvido por um colchonete de ginástica e
preso com faixas elásticas nas suas
extremidades para evitar o afundamento do
mesmo durante a realização dos chutes. Um
sensor de contato (EMG-System do Brasil), de
2
aproximadamente 144 cm de área e 1 mm de
espessura, foi utilizado para determinar o
exato instante em que o pé do atleta atingia o
alvo, neste caso um “X” com fita adesiva presa
sobre o sensor.
Procedimentos
Primeiramente, o atleta escolhia com
qual membro inferior gostaria de executar os
chutes, o que ocorreu sempre com o membro
dominante. Assim, apenas o membro
dominante foi monitorado pelos instrumentos.
Posteriormente, o saco de pancadas
amparado pelo pesquisador, foi posicionado
de tal forma a manter o sensor 5 cm acima da
crista ilíaca do atleta. Antes da aquisição dos
dados, o atleta foi orientado a realizar chutes
com a finalidade de se familiarizar com o
ambiente e se adaptar com a distância entre
ele e o saco de pancadas. Somente então o
Brazilian Journal of Biomechanics, Year 2012, vol 13, n.25
V. F. da Silva, R. C. Araújo, L. Mochizuki, U. F. Ervilha
solo foi marcado com fita adesiva na frente
dos pés do atleta, que foi orientado a voltar à
posição inicial após a execução de cada chute.
Ao final desta etapa, os atletas se
posicionavam com a perna de ataque à frente
do corpo. O atleta, em posição inicial, ou seja,
pés paralelos afastados numa distância
anteroposterior equivalente à largura dos
A
B
ombros, em diagonal ao saco de pancadas,
flexiona a articulação do joelho da perna de
ataque, projetando-a para frente. Em seguida,
realiza rotação externa do quadril do membro
inferior de apoio, ao mesmo tempo em que
estende a articulação do joelho desferindo o
chute com o dorso do pé, para então retornar
à posição inicial, conforme as Figuras 1 A-D.
C
D
Figura 1. Ilustração das fases do chute ap bal ap dolio tchagui. A) Posição inicial. B) Fase de ataque.
C) Fase de contato. D) Retorno a posição inicial.
Para a aquisição dos dados, cada
atleta realizou com a máxima velocidade e
potência, 20 chutes considerados válidos para
o estudo. O intervalo entre os chutes foi
randomizado de 7 a 13 segundos. A
quantidade de chutes foi determinada
perguntando-se aos atletas de elite qual seria
o número de chutes considerado por eles ideal
para que um padrão de repetição se instalasse
sem o surgimento de fadiga.
Dois sinais sonoros de freqüências
diferentes foram emitidos por um computador.
O primeiro era emitido como comando para
execução do chute e o segundo somente para
Brazilian Journal of Biomechanics, Year 2012, vol 13, n.25
o atleta corrigir a postura, a fim de se preparar
para o próximo chute. Este dispositivo sonoro
permitiu o controle do tempo inicial da tarefa.
O instante final foi determinado quando o pé
do atleta atingia o alvo (sensor), acoplado ao
saco de pancadas. No caso do atleta não
acertar o alvo ou não realizar o chute de
acordo com o comando, aquele golpe era
descartado. A Figura 2 mostra uma
representação
esquemática
do
arranjo
experimental com o atleta devidamente
equipado executando o chute ap bal ap dolio
tchagui.
51
cinemá Cinemática bidimensional do pé durante o chute ap bal ap dolio tchagui do tae-kwon-do
foi normalizado no tempo (0-100%) da tarefa,
sendo que 0% indica o instante em que o sinal
sonoro foi emitido, e 100%, o instante em que
o alvo foi atingido. Os resultados estão
apresentados por meio de estatística
descritiva.
RESULTADOS
São descritos, a seguir, os padrões
temporais (média de 13 sujeitos) da
aceleração e velocidade lineares, medidas na
extremidade do membro inferior que realizou o
chute ap bal ap dolio tchagui. Aceleração
horizontal significa aceleração do pé no seu
eixo longitudinal. Aceleração vertical se refere
ao eixo supero-inferior do pé. Os movimentos
horizontais
e
verticais
iniciaram,
respectivamente, aos 43% e 54% da tarefa.
Observa-se também que os picos das
acelerações horizontais e verticais se deram,
respectivamente, aos 77% e 82% da tarefa e
2
2
apresentaram valores de 110 m/s e 70 m/s .
As acelerações fizeram com que o pé do atleta
atingisse valores de velocidades lineares
(horizontal e vertical) de 25 m/s e 8 m/s,
respectivamente, aos 93% e 65% da tarefa.
Nota-se que até 43% do tempo total da tarefa,
considerado a partir do sinal sonoro, não
houve qualquer movimento do pé, conforme
ilustrado na figura 3.
Figura 2. Configuração experimental para a
medida de parâmetros biomecânicos durante a
realização do chute ap bal ap dolio tchagui.
2
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80
-100
-120
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
alvo
-60
atingido
-80
-100
-120
(aceleração horizontal)
(velocidade horizontal)
(velocidade vertical)
(aceleração vertical)
estímulo auditivo
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
velocidade linear (m/s)
aceleração linear (m/s )
Os
sinais
elétricos
gerados
no
acelerômetro foram enviados aos préamplificadores e para uma placa de aquisição
de dados multicanal. O parâmetro analisado
100
% da tarefa
Figura 3. Padrão temporal (média de 13 sujeitos) da aceleração e da velocidade horizontal e vertical,
medidas na extremidade do membro inferior que realizou o chute ap bal ap dolio tchagui. Um sinal
sonoro foi emitido a 0% e o instante em que o saco de pancadas foi atingido é indicado por um
instante próximo aos 100% da tarefa.
52
Brazilian Journal of Biomechanics, Year 2012, vol 13, n.25
V. F. da Silva, R. C. Araújo, L. Mochizuki, U. F. Ervilha
Na tabela a seguir são
apresentados os valores médios de
tempo (13 atletas, 20 chutes cada),
com respectivos desvios padrão, entre
o estímulo sonoro e o alvo ser
atingido, bem como entre o início do
movimento e o alvo ser atingido.
Tabela 1. Média (± DP) do tempo total de execução e do tempo do movimento, obtidos durante o
golpe, realizado por atletas de elite do tae-kwon-do (n=13).
Milissegundos
Estímulo sonoro – alvo atingido (tempo total)
746 (85)
Início do movimento – alvo atingido (tempo do movimento)
349 (42)
O pico da velocidade horizontal
ocorreu poucos instantes antes de o alvo ser
atingido e a velocidade vertical foi mantida em
valores próximos a zero a partir dos 70% da
tarefa, o que indica que o atleta define a altura
em que o golpe será desferido logo no início
do movimento.
DISCUSSÃO
Neste estudo é apresentado o padrão
de aceleração e de velocidade linear do pé
que executa o chute ap bal ap dolio tchiagui do
tae-kwon-do. Os golpes foram executados por
atletas de elite do tae-kwon-do brasileiro, para
que
os
padrões
cinemáticos
obtidos
representem o que se espera em um alto nível
técnico. Os padrões de aceleração e de
velocidade
lineares
são
apresentados
separadamente
nos
eixos
longitudinal
(horizontal) e vertical do pé.
O pé do atleta de tae-kwon-do atingiu
máxima velocidade linear horizontal poucos
instantes antes de o alvo ser atingido. O curto
intervalo de tempo entre o pico da velocidade
linear horizontal e o momento considerado
como o instante em que o alvo foi atingido
pode dever-se à deformação que o sensor
disposto no saco de areia sofre ao ser
atingido. Estes resultados estão de acordo
com os obtidos por Neto e Magini (2008), que
mostraram que praticantes de Kung Fu se
posicionam em relação ao alvo de maneira a
atingir a máxima velocidade da mão no
instante em que o alvo é atingido; no caso do
referido estudo, um alvo imaginário. Walker
(1975) sugere que lutadores de Karatê
experientes se posicionam a uma distância do
alvo que permite atingir máxima velocidade no
momento do impacto, o que para o golpe
denominado soco direto significa atingir a
máxima velocidade da mão aos 75% de
extensão da articulação do cotovelo. Esta
estratégia permite maximizar a transferência
de energia cinética para o alvo.
No chute analisado, o objetivo
principal com o golpe é atacar e afastar o
oponente para que um segundo golpe seja
desferido, caso a nova posição do oponente
seja favorável ao atacante. Observou-se que a
velocidade linear vertical mantém-se próxima a
zero nos últimos 30% do golpe. Ou seja, todo
o momento linear do pé do atleta é horizontal
no momento do impacto, o que está de acordo
com os objetivos do golpe.
Considerando-se que o tempo total da
tarefa está compreendido entre o estímulo
auditivo e o alvo ser atingido, parece relevante
o fato de os atletas de elite utilizarem
aproximadamente 60% deste tempo para
preparar o golpe. Entre o sinal sonoro e o alvo
ser atingido há movimento do membro inferior
apenas nos 40% finais da tarefa. O tempo prémovimento é composto por dois intervalos
bem definidos. Um chamado tempo pré-motor,
que consiste no intervalo de tempo entre o
estímulo e o início da atividade muscular, e
outro denominado tempo de resposta ou
atraso eletromecânico, consistindo no intervalo
de tempo entre o início da ativação muscular e
(20)
o início do movimento . O intervalo pré-motor
mostra a velocidade do processamento central
da tarefa e pode sofrer interferência de vários
fatores como o estresse, a ação de drogas
depressoras do sistema nervoso central e a
2 Brazilian Journal of Biomechanics, Year 2012, vol 13, n.25 Brazilian Journal of Biomechanics, Year 2012, vol 13, n.25
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cinemá Cinemática bidimensional do pé durante
o chute
ap dolioL.tchagui
do tae-kwon-do
V. F. da
Silva, ap
R. bal
C. Araújo,
Mochizuki,
U. F. Ervilha
dor. Nota-se, no presente estudo, que por
mais da metade do tempo do golpe, não há
movimento. Quanto mais complexo o
(10)
movimento, maior é o período pré motor .
Apesar de ser um golpe bastante utilizado nas
competições e, portanto, ter um grande
volume de treinamento para sua execução, o
chute ap bal ap dolio tchagui requer que mais
da metade do tempo entre o estímulo e o final
do golpe seja utilizado na sua preparação.
Identificar a distribuição do tempo prémovimento e movimento entre atletas de elite
pode ser bastante útil para os treinadores
estabelecerem metas aos atletas principiantes
e intermediários. Este também pode ser um
parâmetro utilizado na reabilitação de atletas
para a identificação do desempenho durante
as diferentes fases de recuperação.
CONCLUSÃO
De acordo com os objetivos do
presente estudo, através dos resultados
obtidos pode-se obter o padrão temporal das
velocidades e acelerações lineares, vertical e
horizontal, do pé que executa o chute ap bal
ap dolio tchagui. Também pode-se concluir
que atletas de elite usam 60% do tempo do
chute para prepará-lo, restando 40% do tempo
em que efetivamente há movimento.
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