6.Bioenergetica della corsa sprint Sprint runninng: a new energetic approach di Prampero PE et al. J Exp Biol 208: , 2005

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1 6.Bioenergetica della corsa sprint Sprint runninng: a new energetic approach di Prampero PE et al. J Exp Biol 208: , 2005 Carlo Capelli, Facoltà di Scienze Motorie, Università degli Studi di Verona 20/03/14 Master Calcio 1

2 Il Costo Energetico della Locomozione Umana! Quantità di Energia Metabolica spesa per Unità di distanza per avanzare ad una determinata velocità (kj km -1 ; J m -1 kg -1 ; ml O 2 m -1 kg -1 ) (20.9 J = 1 mlo 2 se RQ = 0.96) 20/03/14 Master Calcio 2

3 Componenti di C Locomozione umana su terreno in piano C = C NA + C AE C = C NA + k v 2 k = A C d (0.5 ρ) η -1 C = C NA + A C d (0.5 ρ v 2 ) η -1 20/03/14 Fisiologia dello Sport 3

4 Componenti di C Locomozione umana su terreno in piano C NA - Lavoro interno - Attriti - Lavoro meccanico cardiaco e dei muscoli respiratori - Contrazioni per mantenere la postura 20/03/14 Master Calcio 4

5 Il costo energetico della corsa 20/03/14 Master Calcio 5

6 EC r in salita-discesa EC r (J kg -1 m -1 ) = x x x x x Minetti AE et al, J Appl Physiol 93: , /03/14 Master Calcio 6

7 Sprint running: teoria Accelerazione totale g g = (a f 2 + g 2 ) 0.5 α = arctan g/a f Questa condizione è analoga a quella di un soggetto che corra in salita a velocità costante In questo caso, l accelerazione totale g agisce in verticale 20/03/14 Master Calcio 7

8 Sprint running: teoria α α = (90 - α) = 90 - arctan g/a f Equivalent Slope (ES) corrispondente all angolo α ES = tan (90 - arctan g/a f ) Forza media durante l intero ciclo del passo o Equivalent body weight F F = M b g A velocità costante: F = M b g EM: equivalent normalised body mass: rappresenta un sovraccarico imposto sull atleta dall accelerazione EM = F / F = g / g = (a f2 /g 2 +1) /03/14 Master Calcio 8

9 Sprint running: teoria Riassumendo, la corsa sprint può essere considerata equivalente alla corsa a velocità costante sulla Terra effettuata: ad una pendenza equivalente ES Trasportando una massa addizionale M = M b (g /g -1 ) in modo tale che la massa totale EM = M+ M b ES e EM possono essere calcolate se si misura a f (l accelerazione in avanti) poiché dipendono dipendono solo da essa. 20/03/14 Master Calcio 9

10 Velocità, accelerazione a f e d s(t) = s max (1-e -t/τ ) a f (t) = ds/dt = [s max - s max (1-e -t/τ )]/τ d(t) = s max t - [s max (1-e -t/τ )] τ 20/03/14 Master Calcio 10

11 Accelerazione a f in funzione di d 20/03/14 Master Calcio 11

12 Costo energetico durante lo sprint EC r (J kg -1 m -1 ) = x x x x x EC r (J kg -1 m -1 ) = (155.4 ES ES ES ES ES + 3.6) EM Grand average dei valori s (m s -1 ) a f (m s -2 ) ES EM Media DS CV /03/14 Master Calcio 12

13 ES e EM in funzione di d Dopo 30 m, ES e Em tendono a 0 e a 1, rispettivamente 20/03/14 Master Calcio 13

14 Costo energetico della corsa sprint (EC sr ) EM ES ES è responsabile per la maggior parte dell aumento di EC sr 20/03/14 Master Calcio 14

15 Potenza metabolica della corsa sprint (EC sr ) P (W kg -1 ) = EC sr * s Media Picco EC st (J kg -1 m -1 ) P met (W kg -1 ) EC st (J kg -1 m -1 ) P met (W kg -1 ) 10.7 ± ± ± ± 20.5 Carl Lewis ES) EM EC st (J kg -1 m -1 ) P met (W kg -1 ) E met stimata Carl Lewis (J kg -1 ) = /03/14 Master Calcio 15

16 Applicazioni : Match analysis Energy cost and metabolic power in elite soccer: a new match analysis approach Osgnach C, Poser S, Bernardini R, Rinaldo R, di Prampero PE Med Sci Sports Exerc 42: , Match analysis Determinazione di distanza (d), velocità (v) e accelerazione (a), tempo totale (T) e distanza totale (TD 2. Match activities Suddivisione i diverse categorie di v (6), a (4 positive, 4 negative) e potenza (5) 20/03/14 Master Calcio 16

17 Costo energetico e potenza 1. Costo totale (W) Stimato sommando i dispendi parziali calcolati considerando la distanza coperta nei diversi tratti e i tratti percorsi in accelerazione positiva e negativa 2. Equivalent distance (ED) ED = W/(EC terreno in piano 1,29) 3. Equivalent distance index (EDI) EDI = ED/TD 20/03/14 Master Calcio 17

18 Costo energetico e potenza 4. Potenza (W) E = EC v dove EC è il costo energetico corretto per le accelerazioni/decelerazioni 5. Anaerobic Index AI = W TP / W dove W TP > 20 W kg -1 20/03/14 Master Calcio 18

19 v, d, EC, EEE, Risultati 1 20/03/14 Master Calcio 19

20 a, t Risultati 2 20/03/14 Master Calcio 20

21 W e accelerazione La stessa velocità media può corrispondere a potenze metaboliche diverse se si tiene conto dell accelerazione Questo è il contributo innovativo dello studio Risultati 3 20/03/14 Master Calcio 21

22 ED I calciatori più pigri sono caratterizzati da EDI più bassi, quelli più dinamici sono caratterizzati da EDI più elevati Risultati 4 20/03/14 Master Calcio 22

23 Anaerobic Index (AI) AI varia tra 0,15 e 0,25 Ciò significa che il per cento dell energia metabolica totale è prodotta a intensità metaboliche massimali-sovra massimali Risultati 5 20/03/14 Master Calcio 23