ANALIZA BIOMECANICA A TEHNICII ALERGARII PESTE GARDURI - COLIN JACKSON
Prof. Univ. Dr. Corina Tiflea
Academia Nationala de Educatie Fizica si Sport - Bucuresti
Cuvinte cheie: tehnica,biomecanica,performanta,alergarea de garduri
Keywords: technics, biomechanics, performance, hurdle race
Rezumat
A fost efectuata analiza tehnicii trecerii peste al patrulea si al cincilea gard in cursa de la Velenje – Slovenia 2002; la start; viteza a genunchiului; timpul de zbor peste gard; pierderea minima de viteza a CM la trecerea peste gard.
Colin Jackson este, indiscutabil, unul dintre cei mai mari performeri din istoria atletismului. In lunga lui cariera, incununata de succese deosebite, el a stabilit performante inalte in probele de garduri. Colin Jackson este detinatorul recordului mondial la 110 m garduri (12,91 – Stuttgart, 1993) si la 60 m garduri (7,30 – Sindelfingen, 1994). El a stabilit 10 recorduri europene si 8 recorduri in Commonwealth. In 1993, a fost desemnat Atletul Anului. Multi specialisti considera ca si-a dezvoltat o tehnica de a alerga peste garduri care atinge perfectiunea.
Masuratorile biomecanice au fost realizate de un grup de experti de la Laboratorul Biomecanic al Facultatii de Sport din Ljubljana. Principalul obiectiv al studiului a fost acela de a stabili un model cinematic al tehnicii trecerii peste al patrulea gard, precum si un model al ritmului de alergare de la al patrulea la al cincilea gard, cu ajutorul unei analize video tridimensionale. Am decis sa analizam aceste doua garduri pentru ca unele studii (La Fortune, 1988, Salo, Peltola si Viitasalo, 1993, Grimshaw, 1995, Iskra, 1995) arata ca viteza orizonatala a alergatorului de garduri, intre al patrulea si al cincilea gard, este inalt corelata cu rezultatul final al probei de 110 m garduri.
Parametrii cinematici in sectiunea dintre al patrulea si al cincilea gard au fost masurati cu doua camere video sincronizate (SONY – DSR – 300 PK), plasate la un unghi de 120º (figura 1). Frecventa acestor camere a fost de 50 Hz. Pentru calcularea centrului de greutate al corpului, specialistii au utilizat un model cu 15 segmente (Dempster, 1955) si programul cinematic ARIEL (Ariel Dynamics Inc., SUA). Conditiile in care s-a desfasurat competitia au fost optime: temperatura ambientala a fost de 27º C, iar viteza vantului a fost de 0,0 m/s-1, iar performanta a fost de 13.11.
Figura 1. Colin Jackson - faza de sprijin
Figura 2. Colin Jackson - faza de impulsie
Rezultatele studiului biomecanic
Pe baza rezultatelor, s-au putut stabili urmatoarele caracteristici ale modelului cinematic de trecere peste garduri al lui C. J.:
Zborul eficient peste garduri este definit de lungimea pasului dinaintea trecerii gardului si dupa trecerea peste gard. In cazul lui C. J., lungimea totala a pasilor insumeaza 3,67 m. Distanta pe care se realizeaza atacul este de 2,09 m, ceea ce reprezinta 56,9% din lungimea totala a pasului personal. Distanta de aterizarea este de 1,58 m, ceea ce reprezinta 43,1% din lungimea totala a pasului peste gard. Aceste procente sunt specifice fiecarui alergator de garduri si depind, in primul rand, de caracteristicile antropometrice ale atletului, de ritmul pasilor intre garduri si de unghiul de impulsie. Conform studiilor (La Fortune, 1991, McLean, 1994, Jarver, 1997, Salo si Grimshaw, 1998, Kampmiller si colab., 1999), raportul optim intre punctul de desprindere si punctul de aterizare este de 60:40. Se poate observa ca Jackson are un pas ceva mai scurt inainte de trecerea gardului si un pas ceva mai lung dupa trecerea gardului.
Desprinderea in fata gardului este unul dintre elementele de importanta vitala pentru trecerea optima a gardului, deoarece aceasta defineste direct traiectoria miscarii centrului masei. Timpul de desprindere a subiectului creste la 100 ms, desprinderea constand in doua faze: faza de franare si faza de propulsie. Faza de franare trebuie sa fie cat mai scurta posibil; ea depinde de unghiul la care este plasat piciorul de desprindere (la Jackson, acest unghi este de 64º). Faza de propulsie se termina cu un unghi de impulsie care, la Jackson, este de 72,9º. Acesti parametri arata ca piciorul de desprindere este plasat activ pe sol, iar umerii sunt puternic impinsi spre gard.
Viteza de trecere peste gard depinde, in mare masura, de executarea desprinderii, care se manifesta in viteza orizontala a centrului masei. Velocitatea orizontala a centrului masei in faza de franare este de 8,81 m/s-1, in timp ce in faza de propulsie aceasta creste la 9,11 m/s-1, deci cu 3,3%. Se poate observa ca Jackson accelereaza extrem de eficient in timpul desprinderii. Pe langa velocitatea orizontala a centrului masei, un important parametru al desprinderii este velocitatea verticala care, in cazul lui Jackson, este de 2,35 m/s-1. Velocitatea orizontala si cea verticala definesc viteza de inaltare a centrului masei care, la Jackson, este de 9,41 m/s-1, unghiul sau de inaltare fiind de 14,5º. Relatia dintre acesti doi parametri ai velocitatii arata capacitatea atletului de realizare a unei treceri eficiente de la pasul de alergare la pasul de desprindere.
Calitatea trecerii gardului este direct corelata cu inaltimea centrului masei in faza de desprindere. Din perspectiva biomecanicii, o alergare de garduri eficienta este aceea in care oscilatiile verticale ale centrului masei sunt cat mai mici posibil (Schluter, 1981, Dapena, 1991, McFarlene, 1994, Salo si Grimshaw, 1997, Kampmiller si colab., 1999). Atletul trebuie sa mentina o pozitie inalta a centrului masei in timpul desprinderii. La Jackson, inaltimea centrului masei la sfarsitul fazei de propulsie este de 1,08 m, ceea ce reprezinta 59,3% din inaltimea sa corporala (= 1,82 m) de la faza de franare la faza de propulsie, centrul masei se inalta cu 13 cm. Prin urmare, inaltimea maxima a centrului masei depinde de tehnica desprinderii in fata unui gard si de caracteristicile antropometrice ale zborului.
Pe langa parametrii cinematici deja mentionati, viteza de trecere a gardului mai depinde si de viteza piciorului de sprijin in timpul fazei de desprindere. Jackson ataca gardul cu piciorul de sprijin intr-un mod extrem de agresiv. Viteza oscilatiilor genunchiului piciorului de sprijin creste la peste 13 m/s-1, pe cand viteza plantei piciorului, tot la piciorul de sprijin, este de 18,2 m/s-1, ceea ce reprezinta mai mult decat dublul velocitatii orizontale a centrului masei, in timpul desprinderii.
Criteriul unei tehnici eficiente de trecere peste garduri este realizarea fazei de zbor in cel mai scurt timp posibil (timpul de trecere peste gard), deoarece, in aer, atletul pierde din viteza (Mero si Luhtanen, 1986, McDonald si Dapena, 1991, Arnold, 1995). La Jackson, lungimea zborului centrului masei este de 3,30 m, iar timpul fazei de zbor este de 0,36 s. In 1997, la Camionatele Mondiale de Atletism de la Atena, s-a constatat ca, in cazul finalistilor la 110 m garduri, timpul mediu de trecere peste al patrulea gard a fost de 0,34 s. (Johnson 0,32 s., Jackson 0,34 s., Kovac 0,34 s., Schwarthoff 0,30 s., Philibert 0, 34 s., Reese 0,38 s., Crear 0,36 s.). Inaltimea centrului masei deasupra gardului este direct corelata cu timpii de trecere peste garduri (Dapena, 1991). Ca o regula, cu cat este mai inalta traiectoria de zbor a centrului masei, cu atat mai lunga este faza de zbor. La Jackson, aceasta valoare este de 45 cm, ceea ce nu reprezinta cea mai eficienta traiectorie de zbor a centrului masei pe deasupra gardului. Inaltarea centrului masei in faza de desprindere este de 43 cm, ceea ce poate fi rezultatul unei distante relativ scurte pe care se realizeaza desprinderea.
Faza de aterizare este unul dintre cele mai importante elemente ale tehnicii de trecere peste garduri. Aceasta faza dispune de cel mai mare potential de ameliorare a rezultatului competitiei (McLean, 1994, Arnold, 1995). In faza de aterizare este necesar sa se realizeze, cat mai eficient posibil, tranzitia de la trecerea peste gard la alergarea dintre garduri. Aceasta tranzitie de la miscarea aciclica la miscarea ciclica necesita un grad sporit de cunostinte tehnice, un inalt nivel al capacitatilor motrice, cum ar fi viteza, forta, coordonarea, sincronizarea si echilibrul. La Jackson, detinatorul recordului mondial, executia acestui element se realizeaza cu adevarat la cel mai inalt nivel. Timpul de contact in faza de aterizare dureaza doar 0,08 s. La aterizare, dupa trecerea gardului, el isi mentine o pozitie inalta a centrului masei (1,15 cm), care se datoreaza in primul rand extensiei maxime a piciorului, din sold si genunchi. Centrul masei este chiar deasupra piciorului. Piciorul este in flexie plantara completa, neutralizandu-se asadar forta de reactie a solului, care intervine la aterizare, dupa trecerea peste gard. In acel moment, forta de reactie a solului (forta de impact vertical) este de 2.400-3.300 N (McLean, 1994). Pe langa o tehnica corecta, capacitatea sistemului muscular, cunoscuta sub numele de Short Range Elastic Stiffness (Gollhofer si Kyrolainen, 1991) are si ea un rol deosebit, deoarece il ajuta pe atlet sa neutralizeze puternica forta de reactie a solului la aterizare, dupa trecerea peste gard. Aceasta capacitate se manifesta in preactivarea muschiului si in activarea miotactica si a reflexului tendonului lui Golgi. Aterizarea « lina » a atletului, dupa trecerea peste gard, este indicata de velocitatea verticala care este negativa si creste la numai -1,02 m/s-1. Pozitia inalta a centrului masei, directia genunchiului piciorului din spate, aplecarea trunchiului inainte (la 37º fata de verticala), sincronizarea bratelor in raport cu piciorul dinapoi si un echilibru stabil, toate acestea sunt elemente care genereaza mentinerea velocitatii orizontale a centrului masei dupa trecerea peste gard, ele fiind conditii indispensabile pentru un model eficient de alergare spre gardul urmator. Velocitatea orizontala a centrului masei, in faza de aterizare, este de 8,77 m/s-1, ceea ce inseamna ca, in faza de trecere peste gard, are loc o reducere a vitezei atletului cu 0,34 m/s-1, deci cu 3,7%. Pe baza acestui parametru, se poate stabili daca Jackson poseda o tehnica eficienta de trecere peste graduri, ceea ce il ajuta sa dezvolte viteze optime intre garduri.
Modelul de alergare intre garduri este definit de viteza medie, de vitezele partiale ale lungimii individuale a pasilor, de lungimea pasilor, de relatia lor reciproca si de traiectoria segmentelor individuale ale corpului atletului. Lungimea totala a celor trei pasi dintre garduri este de 5,50 m: lungimea primului pas este de 1,53 m (27,4%), a celui de-al doilea pas este de 2,01 m (36,6%) ; iar a celui de-al treilea pas este de 1,98 m (36,0%). Primul pas executat dupa trecerea peste gard este cel mai scurt, al doilea este cel mai lung, iar al treilea este din nou ceva mai scurt, asa incat atletul sa se poata desprinde la o distanta optima in fata gardului. Lungimea medie a pasilor intermediari este de 1,83 m. Avand in vedere inaltimea corporala a lui Jackson (=1,82 m), lungimea pasilor ii permite sa atinga viteza optima intre garduri.
Viteza medie a lui Jackson, intre gardurile 4 si 5, este de 8,83 m/s-1. Velocitatea orizontala a centrului masei atletului, la primul pas, este de 8,81 m/s-1, la doilea pas este de 9,17 m/s-1, iar la al treilea pas este de 8,53 m/s-1 (figura 6). O velocitate orizontala ceva mai mica la al treilea pas este consecinta pregatirii directe a atletului pentru desprinderea in fata gradului, unde o parte din velocitatea orizontala a centrului masei se transforma in velocitate verticala. Velocitatea verticala si cea orizontala definesc in mod direct viteza de trecere centrului masei pe deasupra gardului.
Oscilatiile verticale ale soldurilor, capului, umerilor si centrului masei pot fi observate in sectiunea dintre gardul 4 si gardul 5. Eficienta tehnicii folosite de Jackson poate fi evaluata si din aspectul oscilatiilor verticale ale capului si umerilor in timpul trecerii peste gard si in timpul alergarii dintre garduri. Aceste oscilatii sunt, in ordinea magnitudinii, de + 18 cm. Cand trece peste gard, atletul coboara traiectoria zborului centrului masei, aplecand puternic trunchiul inainte si creand astfel conditii favorabile pentru o aterizare activa, dupa trecerea peste gard.
Concluzii
Pe baza rezultatelor obtinute prin analiza cinematica tridimensionala a trecerii peste al patrulea si al cincilea gard, in proba de 110 m garduri, la competitia internationala de atletism « Velenje – Slovenia 2002 », unde detinatorul recordului mondial, C. J., a castigat cu timpul de 13,47, au fost identificati cativa dintre cei mai importanti parametri care definesc un model de tehnica a trecerii peste garduri.
Trecerea eficienta peste garduri poate fi definita de velocitatea orizontala a centrului masei in timpul desprinderii in fata gardului, de inaltarea centrului masei in timpul desprinderii, de viteza oscilatiilor genunchiului piciorului de sprijin, de durata fazei de zbor, de pierderea cat mai mica a velocitatii orizontale a centrului masei in timpul trecerii peste gard, de o pozitie inalta a centrului masei la aterizare, de timpul scurt de contact in faza de aterizare si de oscilatiile verticale cat mai mici ale centrului masei, ale capului, umerilor si soldurilor, inaintea, in timpul si dupa trecerea peste gard.
Abstract
Analysis was made of Jackson's technique over the 4th and 5th hurdles in his race at the Velenje – Slovenia 2002 meeting ; during the take-off ; the velocity of the knee swing of the swinging leg ; the flight phase time ; the smallest possible loss in the horizontal velocity of the CM during clearing the hurdle
Bibliografie
Tiflea C., Atletism – Efortul de antrenament si de concurs. Editura Dareco 2002 Buc.
I.A.A.F., New Studies in Athlectics 01.2003
