Esercitazioni specifiche: cambio di direzione e cambio di senso Analisi biomeccanica (1 a parte)

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1 Esercitazioni specifiche: cambio di direzione e cambio di senso Analisi biomeccanica (1 a parte) Gabriele Mascherini**, Elena Castellini*, Matteo Levi Micheli*, Mario Marella* *Laboratorio di metodologia dell allenamento e biomeccanica applicata al calcio FIGC ** Collaboratore Laboratorio, Preparatore Atletico FIGC In collaborazione con A.I.C., raduno estivo 2007 per calciatori professionisti a Coverciano. Introduzione Nella preparazione fisica dei giochi sportivi, è importante lo sviluppo della prestazione, che a sua volta non è solo il frutto delle potenzialità energetiche dell organismo, ma il risultato di un allenamento che intende la preparazione fisica, tecnico/tattica intellettuale psichica e morale dell atleta, attraverso esercizi fisici (Matwejew, 1972). All interno delle sedute di allenamento, vengono spesso inseriti esercizi specifici, cioè esercizi che presentano componenti parziali della capacità di prestazione sportiva ed hanno una correlazione con il gesto tecnico tipo dello sport praticato. Un esempio di esercizio specifico è uno sprint che prevede cambi di direzione e di senso. Nella programmazione di tali sedute di allenamento, può accadere che al momento di decidere la durata e la distanza da percorrere nell esercitazione venga tralasciato l impegno muscolare insito nel cambio di direzione e/o senso. Negli sprint con cambi di direzione si controlla la velocità d accelerazione assieme ad una componente frenante (negativo dinamico, eccentrico) (Neumaier, 1978; Stiehler, Konzag, Dobler, 1988). Allo stesso tempo nell iter di recupero di un atleta infortunato ci interessa sapere la differenza esistente tra questi due gesti in chiave di riatletizzazione. Mezzi e metodi Per cercare di rispondere a queste domande è stata fatta un analisi biomeccanica del movimento su undici calciatori professionisti che partecipavano al raduno estivo dell A.I.C. a Coverciano: tali giocatori non avevano mai subito un infortunio articolare. Nello specifico al calciatore veniva chiesto di effettuare uno sprint seguito da un cambio di direzione o da un cambio di senso. I gesti venivano effettuati da entrambi i lati. L analisi del movimento è stata effettuata utilizzando un sistema SMART - Motion Capture System nel Laboratorio di Metodologia dell Allenamento e Biomeccanica Applicata del Settore Tecnico di Coverciano. Il sistema è composto da 6 telecamere a infrarosso con una frequenza di acquisizione di 120 Hz.

2 Il modello utilizzato prevedeva 15 markers così posizionati: 2 sulle spalle Colonna vertebrale: C7 T6 L5 Arto inferiore: Trocantere Ginocchio (condilo laterale) Malleolo laterale Tallone Alluce Schema del modello utilizzato Analisi dei risultati Sono stati confrontati tra di loro il cambio di direzione con il cambio di senso. Gli undici calciatori professionisti hanno effettuato: Un cambio di direzione di 90 a destra Un cambio di direzione di 90 a sinistra Un cambio di senso a destra Un cambio di senso a sinistra Fig. 1 Cambio di direzione Fig. 2 Cambio di senso In prima analisi è stata effettuata una suddivisione dei gesti in cinque fasi separate ma consecutive tra di loro:

3 1) penultimo passo; 2) ultimo passo; 3) fase di cambio; 4) primo passo; 5) fase di volo. Per penultimo passo viene inteso quello che avviene due passi prima della fase di cambio, è il momento in cui inizia la frenata per affrontare il cambio di direzione o il cambio di senso. L ultimo passo è quello che avviene subito dopo, quindi viene affrontato con l arto opposto al precedente, in questo momento la fase di frenata si accentua come indicano i tempi superiori alla fase precedente. La fase di cambio si affronta con l arto opposto alla fase dell ultimo passo, è il momento più importante dell esercitazione, in questa fase dapprima si continua a diminuire la velocità, poi si effettua una torsione per indirizzare il corpo verso la nuova linea di corsa ed infine inizia la fase di propulsione con la spinta del piede che è a terra. Il primo passo viene effettuato con lo stesso arto dell ultimo passo, così dopo avere frenato per affrontare il cambio, questo arto ha la funzione del perno su cui ruota il corpo, poi in seguito lo stesso arto effettua una importante spinta per la ripresa della corsa vera e propria, come dimostra la presenza successiva di una fase di volo. Sono stati considerati i tempi di appoggio al terreno e gli angoli del busto, anca, ginocchia, caviglie. Calcolata la media del gruppo tra destra e sinistra sono stati paragonati i due gesti tra di loro. Infine è stata presa la migliore prestazione e paragonata con la media del gruppo per individuare la strategia migliore. Tempi di appoggio al terreno Nella valutazione del tempo di contatto abbiamo preso l alluce come punto di riferimento, da quando arriva a quando si stacca dal suolo. Con questo metro di misura abbiamo analizzato il cambio di direzione e di senso, gli ultimi due passi che precedono il cambio ed i due passi successivi nella fase di accelerazione. La tabella 1 spiega le differenze: Durata delle varie fasi Cambio di direzione in [msec.] Cambio di senso in[msec.] Penultimo passo decelerazione (1) 116 ± 12, ± 15,05 Ultimo passo decelerazione (2) 141 ± 15, ± 16,61 Cambio (3) 230 ± ± 40,17 Primo passo spinta (4) 207 ± 19, ± 30,5 Fase di volo (5) 75 ± 13,75 25 ± 10,85

4 Tab. 1 Se analizziamo i tempi degli ultimi due passi possiamo dire che: 1. i tempi di frenata nel cambio di direzione sono di 257 [msec.] 2. i tempi di frenata nel cambio di senso sono di 298 [msec.] Sembra quindi che nel cambio di senso si impieghi più tempo (+ 14%) semplicemente per rallentare la precedente fase di corsa, probabilmente perché il cambio di senso ha bisogno di una maggiore diminuzione di velocità. Il tempo nella fase di cambio nel cambio di senso è superiore del 93% rispetto al cambio di direzione: ad indicare una fase di decelerazione maggiore nel cambio di senso, a differenza del cambio di direzione, è la presenza di un momento in cui la velocità del soggetto è zero. Se analizziamo però il tempo di volo, l efficacia della spinta, che si traduce nella lunghezza del primo passo, possiamo dire che la spinta è più efficace nel cambio di direzione. Complessivamente abbiamo: tempi totali nel cambio di direzione 769 msec. (senza fase di volo 694 msec.) tempi totali nel cambio di senso 984 msec (senza fase di volo 959 msec.) Sia gli appoggi in frenata (il penultimo e l ultimo passo), il cambio ed il primo appoggio in spinta sono più lunghi nel cambio di senso; la prima fase di volo della corsa dopo l inversione è più lunga nel cambio di direzione indicando che il ritmo della corsa è stato ripreso più velocemente. Valori angolari Gli angoli sono sempre più chiusi nel cambio di senso, ad eccezione per la caviglia, che raggiunge valori sovrapponibili tra le due prove; l unica differenza rilevata è nel cambio di direzione dove viene raggiunto il valore minimo (81 ) più velocemente, forse per un impostazione del gesto: nel cambio di senso il piede è perpendicolare al cambio si effettua un lavoro più di tallone, nel cambio di direzione invece è la punta del piede ad indicare la direzione della corsa (lavoro più di punta). Gli angoli esaminati, nella fase di cambio, si chiudono dopo 84 msec dall appoggio dell alluce nel cambio di direzione, mentre nel cambio di senso avviene mediamente con 90 msec di ritardo rispetto al cambio di direzione (quindi con 174 msec dall appoggio dell alluce a terra). I valori minimi delle articolazioni considerate nello studio sono quelli riportati nella tabella 2, sono stati riscontrati proprio nella fase del cambio: Angoli minimi Cambio di direzione Cambio di senso Busto Anche Ginocchia Caviglie Tab. 2

5 I seguenti grafici invece mettono a confronto l andamento e la durata delle cinque fasi dei valori angolari delle quattro articolazioni considerate nei due gesti atletici studiati: gradi 100 Direzione 95 Senso Angolo busto Grafico 1. L angolo del busto ha un andamento simile tra le due prove, si notano differenze sia nei valori minimi, che sono più importanti nel cambio di senso, sia nella durata delle fasi che soprattutto per la (3) è più lunga del 93%, (come visto in precedenza). 70 Tempo gradi Angolo ginocchia Direzione Senso Grafico 2 Anche per quello che riguarda l angolo alle ginocchia possiamo dire che l andamento è simile ed i valori sono inferiori nel cambio di senso Tempo gradi 130 Angolo anca Grafico Direzione Senso L andamento dell angolo dell anca è piuttosto complesso, ma è evidente come nella fase 3 (del cambio) il cambio di senso registri valori nettamente più bassi Tempo

6 gradi Angolo caviglia Direzione Senso Grafico 4 Come già detto in precedenza, per la caviglia i valori minimi sono simili tra le due prove, l unica differenza è che nel cambio di senso questo valore minimo viene raggiunto Tempo leggermente in ritardo rispetto al cambio di direzione. Strategie efficaci Sono state riscontrate strategie più efficaci di altre per l esecuzione di questi gesti, di seguito sono riportate le sequenze di intervento dei vari distretti corporei nel cambio di direzione: 1. Chiusura angolo del busto: la prestazione migliore ha un valore di 75 contro una media di 82, riuscendo ad anticipare il movimento di chiusura di 90 msec, addirittura nella fase precedente a quella di cambio, cioè in quella dell ultimo appoggio. La media del gruppo è 56 msec dopo l appoggio nella fase di cambio. 2. Chiusura angolo delle anche: il migliore registra 105 contro una media di 97, anticipando il movimento di 72 msec. La media del gruppo è 40 msec dopo l appoggio nella fase di cambio. 3. Chiusura angolo al ginocchio: il valore migliore è addirittura 148 contro una media di 122, avendo una minima differenza temporale di 32 msec in anticipo. La media del gruppo è 80 msec dopo l appoggio nella fase di cambio. 4. Chiusura angolo caviglia: il migliore ha 79 contro una media di 81, con un anticipo di 25 msec rispetto alla media del campione. La media del gruppo è 104 msec dopo l appoggio nella fase di cambio. Gran parte del campione esaminato, chiude l angolo al busto dopo quello delle anche, i risultati migliori però sono stati ottenuti da coloro che hanno seguito la sequenza opposta. La strategia quindi di inclinare il busto in anticipo sembra essere conveniente come fase preparatoria al gesto (addirittura se inserita nella fase precedente a quella del cambio, cioè nell ultimo passo in frenata). Per quanto riguarda l angolo al ginocchio sembra che riuscire a piegare il meno possibile sia più efficace che raggiungere l angolo propriocettivo che mediamente è fissato intorno ai 120, questo porterebbe ad un aumento della velocità del gesto, diminuendo i tempi di appoggio del piede a terra. Questo potrebbe farci ipotizzare che il compito dell ultimo

7 appoggio prima del cambio di direzione ha la funzione di un asta capace di trasformare la velocità direzionale della corsa avanti verso destra o sinistra. Se questo compito rispetta i canoni dell asta poco flessibile avremo un aumento della velocità del gesto, ed una diminuzione dei tempi di appoggio del piede a terra. Chi effettua un cambio di direzione mantenendo questi parametri risulta più veloce e riesce ad avere una seguente fase di spinta in modo più lineare (circa 0,9 metri il primo passo) e quindi meno dispersiva. Alcuni riescono a fare il primo passo dopo il cambio più lungo di 0,9 metri, ma solo dopo aver avuto una fase di appoggio nel cambio più prolungata che comporta perdita di tempo. Strategie efficaci per cambio di senso: Se in precedenza la strategia che otteneva migliori risultati era: busto- anche- ginocchiacaviglie, nel cambio di senso la chiusura degli angoli avviene molto ravvicinata tra di loro, quasi contemporaneamente, le uniche a differenziarsi sono le caviglie che si chiudono per ultime. 1. Chiusura del busto: il migliore ha registrato 79 contro una media di 75, con anticipo di 112 msec. La media del gruppo è 168 msec dopo l appoggio nella fase di cambio. 2. Chiusura angolo delle anche: la prestazione migliore ha ottenuto 109 contro una media di 88 con anticipo di 90 msec rispetto al gruppo. La media del gruppo è 168 msec dopo l appoggio nella fase di cambio. 3. Chiusura angolo ginocchia: il migliore è 121 contro una media di 115, con anticipo di 70 msec. La media del gruppo è 168 msec dopo l appoggio nella fase di cambio. 4. Chiusura angolo caviglia: media di 81 con valori attorno alla media, senza differenze nel tempo di chiusura. La media del gruppo è 192 msec dopo l appoggio nella fase di cambio. I valori minimi degli angoli sono molto ravvicinati temporalmente tra di loro, gli angoli sono mediamente più chiusi nel cambio di senso, soprattutto per quanto riguarda il ginocchio. Come già detto nel cambio di senso la media dei valori minimi registrati sono molto ravvicinati tra di loro, comunque la strategia migliore sembra essere uguale alla precedente: busto- ancheginocchia- caviglie. Anche per i cambi di senso, come per i cambi di direzione, è emerso che riuscire a mantenere angoli più aperti, quindi una posizione del corpo più alta, porta prestazione migliori. Conclusioni Come si può intuire, all interno del cambio di direzione e del cambio di senso sono presenti notevoli sollecitazioni allenanti, queste devono essere attentamente dosate all interno della seduta di allenamento per non cadere in errori metodologici.

8 Da questo studio è emerso che tra questi due gesti molto simili tra di loro sono presenti delle differenze: a) Per quanto riguarda i tempi di contatto a terra, l impegno risulta sempre maggiore nel cambio di senso, in quanto necessita di una frenata più importante; eccezione fatta alla prima fase di volo della corsa dopo il cambio che è maggiore nel cambio di direzione, indicando che la corsa è stata ripresa con più facilità. b) A livello di valori angolari, sono stati registrati valori sempre minori per il cambio di senso, indicando un maggiore stress articolare per questa esercitazione rispetto ai cambi di direzione. Quindi, visti gli impegni delle varie articolazioni, possiamo affermare che l iter metodologico da seguire, sia nel training sia in fase di ri-atletizzazione, prevede prima l inserimento dei cambi di direzione ed in seguito dei cambi di senso. Interessante notare come l articolazione della caviglia non presenti grandi differenze tra le due esercitazioni: in ambito di ri-atletizzazione post infortunio in questo distretto le due esercitazioni si differenziano solamente per la velocità con cui raggiungono il valore angolare minimo, che è maggiore nel cambio di direzione. E emerso inoltre che la strategia migliore per effettuare più velocemente possibile entrambi i gesti è la stessa, cioè la chiusura degli angoli deve avvenire secondo la sequenza busto- anche- ginocchiacaviglie, cercando di mantenere una postura più eretta possibile. Bibliografia Neumaier, A. : Sportmotorische Tests zur Leistungserfassung im Futball, 1978; Stiehler G., Konzag I., DoblerH.: Sportspiele. Sportverlag, Berlin, 1988