STUDIUL UNOR INDICATORI BIOMECANICI SPECIFICI EFORTULUI FIZIC DIN CANOTAJ

Dr. IOAN DOSPINESCU – Presedinte F.R. Canotaj

Conf.univ.dr. GEORGETA NENCIU - Univ. „Spiru Haret' Bucuresti

Lect.univ.dr. VLADIMIR POTOP - Univ. Ecologica Bucuresti

Lector univ.dr. MARIAN CRETU – Univ. Pitesti

Cuvinte cheie: biomecanica, acceleratie, energie, viteza

Introducere

Prin definitie, efortul fizic reprezinta o solicitare motrica cu caracter bine precizat, conditionat de insisi parametri sai (intensitate, durata etc.), iar, in esenta, antrenamentul fizic este un proces de crestere a capacitatii de adaptare a organismului la actiunea stimulilor fizici.

Altfel spus, antrenamentul fizic este o actiune constienta si metodica, avand drept scop punerea in valoare si cresterea posibilitatii de adaptare a fiecarei functii a organismului pentru obtinerea performantelor de valoare.

Canotajul este sportul cu o durata a probelor in jur de 6 minute la baieti si 6.30 la fete (2 000 m) care se incadreaza in grupa sporturilor de anduranta medie (2–10 min) cu solicitare metabolica aproximativ egala (50% anaerob + 50% aerob). Solicitarile maxime se cantoneaza la nivelurile cardiovascular si metabolic fara a ignora solicitarea neuromusculara. Din punct de vedere motric, rezistenta musculara (locala) se imbina cu cerintele de forta. Alte aspecte fiziologice privesc simtul echilibrului in barca si coordonarea bratelor (I. Dragan, 2002).

 Fazele miscarii segmentelor corporale sunt urmatoarele:

1) prinderea apei (atacul) – momentul in care vaslele (rama) intra in apa,

 2) tragerea (tractiunea) – intinderea membrelor inferioare, extinderea si inclinarea corpului pe spate si retroductia (membrelor superioare),

 3) degajarea sau scoaterea vaslelor din apa,

 4) revenirea – ducerea bratelor inainte, flexia trunchiului si tripla flexie a membrelor inferioare.

Scopul lucrarii consta in obtinerea unor date biomecanice referitoare la efortul specific canotajului, efectuat la ergometru, pe 30 secunde, in regim de rezistenta – viteza pentru evidentierea caracteristicilor miscarii segmentelor corpului.

Sarcinile lucrarii

Stabilirea esantionului de sportivi pentru investigatie

Evidentierea caracteristicilor antropometrice ale sportivilor

Inregistrarea video a efortului la ergometru, pe 30 secunde, in regim de rezistenta-viteza

Transformarea imaginilor video in format AVI prin program de captura video Pinacle studio, versiunea 7.11

Identificarea frame–urilor (secventelor) in miscarea completa de tractiune si revenire

Gruparea frame-urilor pe momentele de intrare in actiune a fiecarei articulatii: a pumnului, a umarului si a genunchiului

Introducerea imaginilor in program World in Motion de prelucrare a indicatorilor biomecanici

Analiza datelor reiesite din program pe fiecare articulatie in parte si reprezentarea grafica in ansamblu a acestora;

Discutia rezultatelor cu antrenorii federali din canotaj si obtinerea unor sugestii pentru o viitoare cercetare.

 Ipotezele lucrarii

 In studiul nostru, ne-am propus sa verificam urmatoarele ipoteze:

1. Consideram ca exista diferente semnificative ale traiectoriilor articulatiilor segmentelor corpului in miscarea completa de tractiune si revenire la subiectii investigati.

2. Intre datele antropometrice ale sportivilor si caracteristicile efortului la ergometru, exista corelatii evidente.

3. Cunoscand traiectoriile articulatiilor segmentelor, fortele implicate in miscarea fiecarei articulatii si ponderea grupelor musculare in diferite momente ale fazei de tractiune, se poate interveni in corectarea greselilor in tehnica de executie si implicit la cresterea performantei in canotaj.

 Subiecti, metode si organizarea cercetarii

 Studiul a fost efectuat pe un numar de trei sportivi din lotul olimpic de canotaj: A.I., B.A., N.P. cu varsta cuprinsa intre 19-21 ani si cu o experienta in sport intre 3 si 7 ani.

 Experimentul s-a desfasurat la baza sportiva Snagov, pe un ergometru care a evidentiat urmatoarele: cadenta, distanta, putere si calorii pentru fiecare sportiv in parte.

Etapele desfasurarii studiului

Etapa I – inregistrarea video si a masuratorilor antropometrice (27.03.2005)

Etapa a II-a – lucrul efectiv la calculator: transformarea video, intabelarea rezultatelor si prelucrarea biomecanica (aprilie – august 2005)

Etapa a III-a – analiza rezultatelor, discutii cu antrenorii federali si elaborarea lucrarii (septembrie 2005).

Metodele de cercetare folosite au fost:

Observatia

Experimentul

Analiza biomecanica a caracteristicilor miscarii

Reprezentarea grafica a rezultatelor.

Masuratori antropometrice

Pentru fiecare subiect, am luat in considerare dimensiunile corporale: inaltimea (cm), greutatea (kg), lungimea trunchiului, a membrelor superioare si inferioare (cm) si lungimea bratului si a antebratului (cm).

Probe de efort si indicatorii biomecanici studiati

Efortul a constat in efectuarea la ergometru a miscarii complete (tractiune si revenire) in 30 secunde, R-V .

Indicatorii biomecanici studiati sunt:

amplitudinea traiectoriilor miscarii articulatiilor segmentelor (metri);

viteza miscarii (m/s);

acceleratie m/s²;

forta musculara (N);

energia totala – TE, energia cinetica – KE si energia potentiala – PE (J).

Inregistrarea video a efortului si prelucrarea imaginilor

S-a folosit camera video Panasonic VHS, montata la distanta de 5 m si reglata prin zoom, in pozitie statica. Transformarea imaginilor in format A6 s-a efectuat cu programul de captura video Pinacle studio 7.11., avand caracteristici video: Width (inaltime) 320, Height (lungime) 240, bit rate – 1411 kb/s, frame rate: 30 fr./sec, video compresor: cinepak codec (figura 1).

Figura 1 - Transformarea imaginilor in format AVI

Identificarea frame –urilor (secventelor) in miscarea completa de tractiune si revenire si gruparea acestora pe momentele de intrare in actiune a fiecarei articulatii: a pumnului, a umarului si a genunchiului s-a realizat in „Edit' a programului Pinacle studio (figura 2).

Figura 2 - Gruparea frame-urilor pe momentele de intrare in actiune a fiecarei articulatii: a pumnului, a umarului si a genunchiului

Prelucrarea biomecanica s-a facut cu programul World in Motion cu eroare de 5 frame-uri, provenita din transformarea initiala in 25 si apoi in 30 frame-uri, datorita careia am obtinut 5 momente semnificative ale traiectoriei pentru fiecare articulatie in parte (figura 3).

Figura 3 - Prelucrarea biomecanica a unor parametri efortului -

 30 sec, R-V, aplicat la ergometru

Rezultatele studiului

 Rezultatele studiului nostru sunt prezentate in figuri, tabele si grafice.

Tabelul 1

 Date antropometrice ale sportivilor

Nr.	Num. pren.	Gr. kg	Dimensiunile corporale (cm)
			Inaltime	Lung. Br.	Lung. M.inf.	Trunchi	Lg. Br.	Lg. Abr.
1	A.I.	110	202	72	110	65	35	37
2	B.A.	88	190	70	105	58	34	36
3	N.P.	93	198	75	108	63	35	40

Tabelul 2

Caracteristicile efortului la ergometru t-30', R-V

	Num. pren.	Cadenta	Distanta (m)	Putere W	Calorii
1	A.I.	34	178	585	19
2	B.A.	34	171	525	17
3	N.P.	34	172	532	17

Efectuarea comparativa a efortului de tractiune la cei trei sportivi cu evidentierea frame-urilor pe momentele de intrare in actiune a fiecarei articulatii: a pumnului, a umarului si a genunchiului;

Figura - Inceputul tractiunii prin extensia membrelor inferioare

(frame 0,00 – 0,15)

Figura 5 - Extensia trunchiului si a membrelor inferioare concomitent cu tractiunea bratelor (frame 0,16 - 0,18)

Figura 6 - Finalul tractiunii cu extensia maxima a toracelui

(frame 0,19)

Figura 7 - Inceputul tractiunii prin extensia membrelor inferioare

 (frame 0,00 – 0,17)

Figura 8 - Extensia trunchiului si a membrelor inferioare concomitent cu tractiunea bratelor (frame 0,18 - 0,24)

Figura 9 - Finalul tractiunii cu extensia maxima a toracelui (frame 0,25)

Figura 10 - Inceputul tractiunii prin extensia membrelor inferioare

(frame 0,00 – 0,19)

Figura 11 - Extensia trunchiului si a membrelor inferioare concomitent cu tractiunea bratelor (frame 0,19 - 0,27)

Figura 12. Finalul tractiunii cu extensia maxima a toracelui (frame 0,28)

Tabelul 3

Rezultatele gruparii frame-urilor (secvente) pe momentele de intrare in actiune

a fiecarei articulatii: a pumnului, a umarului si a genunchiului

Nume si prenume	Nr.miscari complete- frame	Inceputul tractiunii -frame	Exten. trunchi., membr.infer. si br.- frame	Finalul tractiunii
A.I.	18	0,00-0,15	0,16-0,18	0,19
B.A.	19	0,00-0,17	0,18-0,24	0,25
N.P.	15	0,00-0,19	0,20-0,27	0,28

S-a constat ca sportivul A.I., cu cea mai mare greutate, a parcurs distanta cea mai lunga a cursei si a dezvoltat o putere mai mare decat ceilalti doi consumand si cel mai mare numar de calorii. Tot el, comparativ cu ceilalti doi subiecti, are membru superior mai lung, dar parcurge o distanta mai mica pe tractiunea pumnului, ceea ce inseamna ca dezvolta o forta mai mare.

Tabelul 4

Datele traiectoriilor articulatiilor pumn, umar si genunchi

Time	Art.pumnului			Art.umarului			Art. genunchiului
	X(m)	Y(m)	R	X(m)	Y(m)	R	X(m)	Y(m)	R
0,00E+00	-0,244	0,219	0,328	0,048	0,31	0,314	0,01	0,231	0,231
0,033	-0,244	0,219	0,328	0,048	0,31	0,314	0,01	0,231	0,231
0,067	-0,244	0,217	0,326	0,048	0,31	0,314	0,01	0,231	0,231
0,1	-0,244	0,221	0,329	0,048	0,31	0,314	0,01	0,231	0,231
0,133	-0,246	0,221	0,33	0,048	0,31	0,314	0,01	0,231	0,231
0,167	-0,246	0,221	0,33	0,048	0,31	0,314	0,01	0,231	0,231
0,2	-0,129	0,225	0,259	0,135	0,308	0,337	0,069	0,217	0,227
0,233	-0,127	0,225	0,258	0,135	0,308	0,337	0,069	0,217	0,227
0,3	-0,127	0,225	0,258	0,135	0,308	0,337	0,069	0,217	0,227
0,333	-0,127	0,225	0,258	0,135	0,308	0,337	0,069	0,217	0,227
0,367	-0,127	0,225	0,258	0,135	0,308	0,337	0,069	0,217	0,227
0,4	0,092	0,246	0,262	0,34	0,319	0,466	0,169	0,181	0,227
0,433	0,092	0,246	0,262	0,34	0,319	0,466	0,169	0,181	0,248
0,467	0,092	0,246	0,262	0,34	0,319	0,466	0,169	0,181	0,248
0,5	0,092	0,246	0,262	0,34	0,319	0,466	0,169	0,181	0,248
0,533	0,092	0,246	0,262	0,34	0,319	0,466	0,169	0,181	0,248
0,567	0,092	0,246	0,262	0,34	0,319	0,601	0,169	0,181	0,248
0,6	0,331	0,25	0,415	0,527	0,29	0,601	0,25	0,11	0,273
0,633	0,331	0,25	0,415	0,527	0,29	0,601	0,25	0,11	0,273
0,667	0,331	0,25	0,415	0,527	0,29	0,601	0,25	0,11	0,273
0,7	0,331	0,25	0,415	0,527	0,29	0,601	0,25	0,11	0,273
0,733	0,331	0,25	0,415	0,525	0,29	0,6	0,25	0,11	0,273

Nota: Rezultatele ingrosate cu bold pe orizontala prezinta momentele la fiecare articulatie.

Graficul 1-Reprezentarea grafica a traiectoriilor de deplasare a intregului corp cu evidentierea specifica a articulatiilor: pumn, umar si genunchi

Datele evidentiaza amplitudinea miscarilor pentru fiecare articulatie, pe toata lungimea traiectoriei, in cele cinci momente ale efortului. Dupa forma traiectoriei, se poate deduce corectitudinea miscarilor. In functie de amplitudinea oscilatiilor pe verticala sau pe orizontala, se poate imbunatati tehnica prin adaptarea unghiurilor segmentelor in articulatii (tabelul 4 si graficul 1).

Din prelucrarea datelor, rezulta urmatoarele aspecte:

In ce priveste viteza miscarii, pumnul are valorile cele mai mari in momentul 4 al efortului, iar viteza celorlalte doua articulatii (genunchiul si umarul) creste la fel in momentele 1,2,3, ca in 4 si 5 sa scada treptat.

Acceleratia - daca in momentele 1,2,3,4 si 5 - are valori pozitive inaintea acestor momente valorile acceleratiei sunt negative.

Semnificativ este cresterea fortei la genunchi in momentele 2 si 3 pe verticala, ca in momentul 4 sa apara si o forta pe orizontala. La pumn si umar, valorile sunt mici, iar in finalul fazei valorile scad la toate articulatiile.

Daca in momentul 1 energia cinetica (KE) cea mai sesizabila este la pumn, ea creste in momentele 2,3 si 4, ca apoi in finalul fazei sa scada, dar nu pana la zero (urmeaza faza de revenire). Aceeasi curba a evolutiei o inregistreaza si energia totala a pumnului.

Energia potentiala (PE) a umarului de la zero in momentul 1 creste in momentele 2 si 3 nesemnificativ ca apoi sa se mentina la aceleasi valori in finalul fazei.

Concluzii

1. In miscarea completa de tractiune si revenire la subiectii investigati, au aparut diferente semnificative ale traiectoriilor articulatiilor segmentelor corpului, ceea ce confirma prima ipoteza a lucrarii.

2. Datele antropometrice ale sportivilor si caracteristicile efortului la ergometru se coreleaza in mod evident, fapt ce confirma cea de-a doua ipoteza.

3. Corectarea greselilor in tehnica de executie si implicit la cresterea performantei in canotaj, se poate realiza prin cunoasterea traiectoriilor articulatiilor segmentelor, a fortelor implicate in miscarea fiecarei articulatii si ponderea grupelor musculare in diferite momente ale fazei de tractiune, idee ce confirma cea de-a treia ipoteza a lucrarii.

In urma prezentarii rezultatelor studiului specialistilor din F.R. Canotaj si a discutiilor pe marginea acestora, au reiesit cateva sugestii si propuneri pentru viitoarea cercetare:

studierea efortului in ambarcatiune pentru simplu si pentru doi canotori;

calcularea vitezei ambarcatiunii si a fortei vaslei si a vitezei de lovire a apei etc.

Abstract

The authors analyses a sum of biomechanical indicators during an effort made with a rowing simulator.

They focus on three joints (fist, shoulder and knee) during five moments of the movement from the traction phase.

Bibliografie

1. BACIU, Cl., Anatomia functionala si biomecanica aparatului locomotor. Bucuresti, Edit. Sport-Turism, 1977
2. DONSKOI, D., Biomecanica, bazele tehnicii sportive. Bucuresti, Edit. Stadion, 1973
3. DOSPINESCU, I., Analiza raportului optim intre volumul de efort, capacitatea de efort si rata de progres a performantei in canotaj. Teza de doctorat. Bucuresti, 2001
4. DRAGAN, I., Medicina sportiva. Bucuresti, Edit. medicala, 2002
5. HILLERIN, DE P.J., Locul biomecanicii in sportul de performanta. In: Medicina sportiva. Bucuresti, Edit. Medicala, 2002
6. ILIESCU, A., Biomecanica exercitiilor fizice. Bucuresti, Edit. CNEFS, 1967
7. ILIESCU, A., Biomecanica exercitiilor fizice si sportului. Edit. Sport-Turism, Bucuresti, 1975
8. ILIESCU, A., Gavrilescu, D., Anatomia functionala si biomecanica. Bucuresti, Edit. Sport-Turism, 1976