LA RIVOLUZIONE DEL CALCOLO DELLA POTENZA METABOLICA DALL ACCELERAZIONE NEL CALCIO

Transcript

1 Formello 20/03/2012 Formello 20/03/12 presso la SS Lazio LA RIVOLUZIONE DEL CALCOLO DELLA POTENZA METABOLICA DALL ACCELERAZIONE NEL CALCIO A cura di Roberto Colli

2 Formello 20/03/2012 Costo Energetico della corsa in linea ed a navetta: Calciatori versus Maratoneti Antonio Buglione & Roberto Colli

3 Formello 20/03/2012 Soggetti Numero Età (anni) Peso (kg) Statura (cm) V O 2 max (ml/min/kg) Calciatori ( primavera serie A) 10 17,6 ± 0,5 71,50 ± 6,8 174,2 ± 6,1 55,0 ± 3,6 Maratoneti ( da 2H 30 ) 7 33,4 ± 8,0 66,7 ± 7,1 174,6± 6,2 69,4 ± 3,7

4 Formello 20/03/2012 LAVORO CONTINUO SU ERGOMETRO A NASTRO Riscaldamento 10 di corsa continua 5 a 10 km/h e 5 a 12 km/h 5 di corsa continua a 14 km/h Prelievo del lattato e 6 di recupero

5 Formello 20/03/2012 LAVORO INTERMITTENTE 5 navetta intermittente 20-20, 22m in 5s n.8 (15,84 km/h) Prelievo del lattato e 6 di recupero

6 Formello 20/03/2012 Costo Energetico in linea ed a navetta Navetta 22m 15,84 km/h 8,4 ± 0,5 7,4 ± 0,6 + 8,8% corridori P < 0,01 Corsa 14 km/h 4,0 ± 0,1 4,3 ± 0,4 + 7,8% calciatori P < 0,05 Corridori Calciatori Cr (J/m/kg)

7 Formello 20/03/2012 CONFRONTO LATTATO 6,0 5,0 4,0 NELLE DUE PROVE + 180,8 % calciatori P < 0,0001 3,7 ± 1,3 Calciatori 5,3 ± 0,9 Corridori 5,6 ± 3,0 + 5,3 % corridori P < 0,384 Lattato (mm) 3,0 2,0 1,0 1,3 ± 0,5 0,0 Corsa a 14 km/h Navetta 22m a 15,84km/h Calciatori 3,7 5,3 Corridori 1,3 5,6

8 Il costo energetico della corsa in accelerazione è maggiore di quello a velocità costante perché il soggetto deve spendere energia anche per aumentare la propria energia cinetica. Dal punto di vista biomeccanico, in prima approssimazione, la corsa in piano in accelerazione è equivalente alla corsa in salita a velocità costante. Formello 20/03/2012 Da PE di Prampero

9 Formello 20/03/2012 E quindi possibile stimare il costo energetico della corsa in accelerazione, a partire dall equivalenza biomeccanica tra corsa in piano in accelerazione e corsa in salita a velocità costante. Sprint running: a new energetic approach P. E. di Prampero, S. Fusi, L. Sepulcri, J. B. Morin, A. Belli, G. Antonutto J. Exp, Biol. 208; (2005).

10 IL MODELLO Il soggetto accelera durante corsa in piano (a) o corre in salita a velocità costante (b). M, massa corporea ; a f, accelerazione antero-posteriore; g, accelerazione di gravità; g' = (a f 2 + g 2 ), somma vettoriale di a f e g; T, terreno; H, orizzontale; a, angolo tra il corpo del corridore e T; 90 - a, angolo tra T e H. Formello 20/03/2012 Da PE di Prampero

11 Quando si misuri l andamento della velocità in funzione del tempo è facile calcolare l accelerazione antero-posteriore, e quindi pendenza e massa equivalenti (ES = (a f /g) * 100 ed EM = (a f 2 + g 2 )/g). Poiché inoltre il costo energetico della corsa a velocità costante in salita è ben noto dalla letteratura (Margaria, 1938; Margaria et al., 1963; Minetti et al., 1994; 2002), è possibile risalire da ES ed EM al corrispondente costo energetico. Formello 20/03/2012 Da PE di Prampero

12 Cr (J/(kg m)) = i i i i i (i = inclinazione % del terreno) (Minetti et al., 2002), dove 3,6 è il costo a velocità costante in piano e l effetto della pendenza è dato dalla somma dei termini che contengono i. Sostituendo i con ES e moltiplicando il tutto per EM è possibile stimare il costo della corsa in accelerazione. Formello 20/03/2012

13 ESPERIMENTI Abbiamo quindi determinato la velocità nel corso dei primi 30 m di uno sprint di 100 m piani su 12 atleti maschi. Caratteristiche dei soggetti e migliori prestazioni sui 100 m piani nella stessa stagione. Età Massa Statura miglior tempo (anni) (kg) (m) (s) Media DS Formello 20/03/2012 Da PE di Prampero

14 Velocità (m/s) in funzione del tempo (s) in un soggetto. In ogni istante, l accelerazione (a f, m/s 2 ) è la tangente alla curva. Da questi dati è possibile calcolare la pendenza equivalente (ES) e la massa equivalente (EM). Inserendo poi i valori di ES ed EM nell equazione di Minetti, è possibile stimare il costo energetico della corsa in accelerazione (in J/(kg m): Cr = [155.4 ES ES ES ES ES + 3.6] EM Da PE di Prampero Formello 20/03/2012

15 RISULTATI Accelerazione antero-posteriore (m/s 2 ) nei primi 30 m in un soggetto. Formello 20/03/2012 Da PE di Prampero

16 Costo energetico nei primi 30 metri di uno sprint di 100 m. Linea orizzontale sottile inferiore: Cr a velocità costante in piano ( 4 J/(kg m)). Linea orizzontale Average Csr : costo energetico medio. Area tratteggiata: effetti di ES, area in nero: effetti di EM. Formello 20/03/2012 Da PE di Prampero

17 La potenza metabolica istantanea (Pmet, W/kg) è il prodotto di Csr (J/(kg m)) per la velocità (v, m/s): Pmet = Csr * v. La potenza media nei primi 30 m (circa 4 s) è 65 W/kg. NB: Un valore di VO 2max di 75 ml/(kg min) al di sopra del valore di riposo corrisponde a 26 W/kg. Formello 20/03/2012 Da PE di Prampero

18 Formello 20 marzo 2012 SS Lazio By Roberto Colli Emanuele Marra Cristian Savoia Vito Azzone Formello 20/03/12

19 NEL CALCIO, SE SI CONSIDERANO LE ZONE DI VELOCITÀ CI ACCORGIAMO DI ALCUNE INCONGRUENZE RISPETTO ALLA POTENZA METABOLICA. SAPPIAMO CHE SE VADO A VELOCITÀ COSTANTE POSSO DALLA POTENZA CALCOLARE LA VELOCITÀ DATO UN COSTO ENERGETICO (il Ce generico della corsa sull erba è pari a 4,6 j/m/kg) Quindi a 20 Watt (MPA) Ce = 20 3,6/4,6 = 15,6 km/h Formello 20/03/12

20 Formello 20/03/12 COLLI MARRA 2011 c.p. Le potenze più elevate si rilevano in uno sprint di 10mt, rilevato con un GPS a 15 Hz, dopo 2-3 metri di accelerazione e a velocità tra km/h, la potenza è molto più legata all accelerazione che alla velocità

21 Formello 20/03/12 Su circa 10 km percorsi in partita

22 Formello 20/03/12 Distanza coperta per potenza anaerobica ( P>20 w/kg) o per velocità anaerobica (v>16 km/h)

23 Il poco tempo dedicato alle azioni intense (14,3%) provoca il 42.4% della spesa energetica totale della partita!!! Tipo fase W/Kg V O2 (ml/min/kg) Tempo di gara (s) Lav tot EE (J) % tempo % lavoro Blanda % 27.8% Media % 29.8% Elevata % 21.6% Alta % 13.7% MAX > % 7.1% Formello 20/03/12

24 GPS da 15 HZ con smoothing a 5 Hz ($5Hz) Al fine di evitare malintesi i dati che riportiamo da questo momento in poi sono tratti da GPS sport a 15 Hz, e successivamente trattati con smoothing a 5 Hz per rendere piu agevole la lettura ed anche per ovviare all inconveniente della fase di volo della corsa che con una frequenza di campionamento troppo alta tende a non rendere comprensibile i dati di accelerazione e potenza (vedi slide 13) Formello 20/03/12

25 Formello 20/03/12 SPRINT DI 10 M a $5Hz Acc & vel 0 0,5 1 1,5 2 2,5 TEMPO( s ) 100 POTENZA(W) vel DP vel gps acc DP acc GPS pot DP pot GPS

26 Formello 20/03/ SPRINT DI 10 M a $5Hz rispetto allo Vel e Acc spazio percorso ,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 Spazio (m) 100 Potenza (W) 90 vel DP vel gps acc DP acc GPS pot DP pot GPS

27 Navetta max su con GPS $5Hz Vel (m/s) e Acc (m/s 2 ) Potenza (W/kg) Formello 20/03/12 vel GPS acc potenza

28 Massima accelerazione esprimibile in ACC (m/s 2 ) funzione della velocità y = -0,1825x + 5,9119 R² = 1 y = -0,1825x + 7,2257 R² = 1 y = -0,1825x + 6,5688 R² = 1 ACC Vmax 10 m/s ACC Vmax 9 m/s ACC Vmax 11 m/s Velocità (km/h) Il rapporto tra la max accelerazione esprimibile alle diverse velocità nello sprint ha una pendenza uguale per tutte, varia solo il termine noto dovuto alla max velocità raggiungibile dai soggetti Formello 20/03/12

29 Formello 20/03/12 Nel calcio la potenza precede la velocità elevata, e molto spesso azioni di potenza elevata,che sono molto brevi (1-3 ), fanno raggiungere velocità inferiori ai 20 km/h e cosi non sarebbero rilevate queste 3 azioni di potenza elevata in 60!! COLLI MARRA 2011 com. pers.

30 La velocità non ci indica l azione intensa ma solo la sua fase finale Formello 20/03/12

31 A volte la velocità pur in presenza di azioni intense non supera la soglia dei 16 km/h! Formello 20/03/12

32 AZIONI INTENSE Se valutiamo erroneamente solo le velocità superiori alla MPA o VAM (>16 Km/h), queste occupano solo il 4,3% del tempo totale. Il giocatore sviluppa il 14.3% del tempo ad una potenza metabolica superiore alla MPA (massima potenza aerobica stabilita a 20 W/Kg pari a 57 ml/min/kg di O 2 ). La richiesta energetica dipende per il 42.4% dalle azioni superiori alla MPA, a fronte di un tempo pari al 14.3%. La potenza metabolica media durante la partita è 12,0 W/Kg corrispondenti a 34.3 ml/min/kg d ossigeno. La spesa energetica (o energy expenditure) di una partita per un giocatore è di 65 kj/kg che per un giocatore di 70 Kg è pari a circa 1100 Kcal. Per oltre 50 il giocatore tende a camminare (in media a 4 km/h) ma solo per 2-3 minuti è completamente fermo. Formello 20/03/12

33 Formello 20/03/12 15 di partita vel (km/h) 90 watt

34 Formello 20/03/ di partita Velocità e potenza in rapporto al VO2max e VAM VEL (km/h) POTENZA (W) velocità potenza 50 45

35 Formello 20/03/12 5 di partita

36 Formello 20/03/12 1 di partita intenso

37 Formello 20/03/12 1 di partita più blanda

38 Formello 20/03/12 20 di partita

39 CONSECUTIVITA ( azioni intense che hanno una pausa inferiore a 6 ) Azioni intense W az intensa Durata int W del rec Durata rec % casi Singola 27 2,5 7,4 24,9 68% Doppie 28 2,4 14,0 2,1 17% Triple 28 2,2 13,6 2,0 8% quadruple 27 1,9 13,4 1,9 4 % Oltre ,8 13,4 1,8 3% Circa 1/3 delle azioni intense viene reiterata dopo un brevissimo recupero Formello 20/03/12

40 Formello 20/03/12 COME CI SI MUOVE IN 15 PARTITA.

41 Parametri della gara w med Vo2 med Dist (m/mi n) Acc int % max dec int<-2 m/s2 CdD> 20w/ min CdD> dist eq % DE %vel> 30 /m 16 in %ana er Gara % 13% % 4.8% 43% FACCIO PRESENTE CHE I DATI DI RIFERIMENTO DI QUESTE TABELLE SI RIFERISCONO ALLE VALUTAZIONI DELLO SCORSO ANNO SU PARTITE DI ATTIVITA GIOVANILE. VI SONO ALCUNE PICCOLE DIFFERNZE CON QUELLE RIFERITE ALLE PARTITE DI SERIE A RACCOLTE QUEST ANNO SU CIRCA 70 GIOCATORI ED ANCHE QUALCHE MODIFICA AI PARAMETRI DI VALUTAZIONE DELLA TAVOLA SINOTTICA Formello 20/03/12

42 Mancanza totale di riferimento al modello di prestazione.. Formello 20/03/12

43 Formello 20/03/12 Un barlume di intelligenza VEL (km/h) 60 POTENZA (W) 50 velocità potenza

44 Formello 20/03/12 Confronto gara e le ripetute w med Vo2 med Dist (m/mi n) Acc int % max dec int<-2 m/s2 CdD> 20w/ min CdD> dist eq % DE %vel> 30 /m 16 in %ana er Gara Ripetute variazioni di ritmo Ripetute stupide a 14 km/h % 13% % 4.8% 43% % 12% 1, % 24,3% 60% % 0% % 0% 0%

45 Allunghi 30 a navetta su 50 m rec 30 a 8 kmh Formello 20/03/12 24 VEL (km/h) POTENZA (W) velocità 16 potenza

46 Formello 20/03/12 30 ALLUNGHI a navetta con frenata intensa e recupero a 8kmh w med Vo2 med Dist (m/mi n) Acc int % max dec int<-2 m/s2 CdD> 20w/ min CdD> dist eq % DE %vel> 30 /m 16 in %ana er Gara Allunghi 1 s Allunghi 2 s Allunghi con rec 6 mesi fa % 13% % 4.8% 43% 20,6 58, % 15% 2, % 33,9% 65% 20,4 58, % 14% 2, % 32.3% 64% 16,2 46, % 12% 1, % 24,3% 60% % 8% % 14.4%

47 Possesso e attacco alla linea tutto campo Formello 20/03/12 24 VEL (km/h) POTENZA (W) velocità potenza

48 POSSESSO e attacco alla linea tutto campo w med Vo2 med Dist (m/mi n) Acc int % max dec int<-2 m/s2 CdD> 20w/ min CdD> dist eq % DE %vel> 30 /m 16 in %ana er Gara Possesso e attacco tutto campo % 13% % 4.8% 43% 11,9 34, % 14% 2,0 20, % 10,2% 55% 6 mesi fa % % 3.5% 38% Formello 20/03/12

49 Formello 20/03/12 5c5 su 50 x 40 m 24 VEL (km/h) POTENZA (W) velocità potenza

50 Formello 20/03/12 5c5 40x30 24 VEL (km/h) POTENZA (W) velocità potenza

51 Partitelle 5c5 su 50 x 40 oppure su 40x30 w med Vo2 med Dist (m/mi n) Acc int % max dec int<-2 m/s2 CdD> 20w/ min CdD> dist eq % DE %vel> 30 /m 16 in %ana er Gara % 13% % 4.8% 43% 5c5 50x40 11,5 33, % 15% 2, % 4,9% 43% 5c5 40x30 12,0 34, % 18% 3, % 1,8% 44% Formello 20/03/12

52 Formello 20/03/12 10 v 10 area area ( 70x55) 24 VEL (km/h) POTENZA (W) velocità potenza

53 Formello 20/03/12 Partita 10c10 area area w med Vo2 med Dist (m/mi n) Acc int % max dec int<-2 m/s2 CdD> 20w/ min CdD> dist eq % DE %vel> 30 /m 16 in %ana er Gara 10v10 65x % 13% % 4.8% 43% 11,5 32, % 13% 1, % 2,0% 43% 6 mesi fa % 11% % 4% 39%

54 Vo2,FC e distanza in partita Ovvero le bugie della FC, la verità della Potenza Formello 20/03/12

55 GRAZIE PER L ATTENZIONE PER APPROFONDIMENTI,CRITICHE, COMMENTI E PROPOSTE CERCATECI SU Formello 20/03/12