Analisi biomeccanica del comportamento in pista di pattini da competizione con soluzioni innovative
A cura del Dott. Matteo Giardini
L'oggetto di studio della tesi riguarda "L'Analisi biomeccanica del comportamento in pista di pattini da competizione con soluzioni innovative". L'analisi si presenta come sperimentale, in analogia con gli studi e lavori analizzati dalla letteratura scientifica nel campo della Biomeccanica. Tali studi e lavori hanno ispirato l'oggetto di studio nelle modalità di svolgimento delle prove e nella successiva analisi dati. L'obiettivo dello studio è la comparazione tra il pattino "A", che è l'attuale modello di punta per il pattinaggio di velocità in linea, mentre il pattino "B" si presenta come un modello di pattino innovativo con possibili applicazioni future. Lo studio è stato strutturato in tre fasi distinte ma complementari.
- La prima prova è stata svolta a Rovereto (Trento) presso il centro CEBISM in data 07/05/08, dove sono state eseguite le valutazioni biomeccaniche e metaboliche (consumo d'ossigeno, elettromiografia di superficie) di pattinata su "Treadmill" con due tipologie di pattini (A e B) con un atleta d'elite.
- La seconda prova è stata svolta presso la pista di pattinaggio da competizione di Noale (Venezia) in data 23/05/08, dove sono state eseguite valutazioni biomeccaniche e metaboliche (consumo d'ossigeno, elettromiografia di superficie, solette baropodometriche) di pattinata su pista con due tipologie di pattini (A e B) con due atleti d'Elite di pattinaggio corsa.
- La terza prova è stata svolta presso la pista di pattinaggio da competizione di Noale (Venezia) in data 14/10/08, dove sono state eseguite valutazioni biomeccaniche e metaboliche (solette baropodometriche e consumo d'ossigeno) di pattinata su pista con due tipologie di pattini (A e B). Il tempo di valutazione metabolica è stata aumentata (consumo d'ossigeno), anche il numero di atleti è stato incrementato a quattro atleti d' elite.
I dati raccolti nelle varie fasi saranno composti al fine di verificare dei vantaggi metabolici, biomeccanici e della prestazione atletica del pattino "B" rispetto al pattino "A". In fine ci si propone di rilevare dei modelli biomeccanici di spinta in curva e rettilineo con l'utilizzo delle solette baropodometriche e dell'elettromiografo. L'utilità di tale studio riguarda la validazione di metodi scientifici d'analisi del gesto atletico applicabili in ambito agonistico e di supporto alla progettazione tecnica sportiva. Gli sviluppi futuri riguardano l'analisi di un numero maggiore di atleti e l'eventuale ottimizzazione del modello "B".
In sede di analisi delle rilevazioni si è osservato un vantaggio metabolico nella prova di Noale Uno del 23/05/08 in cui l'Atleta AZ ha mostrato la riduzione del consumo d'ossigeno del- 7,8% , e del -5% per l'Atleta IS, mentre nella prova di Noale Due del 23/05/08 l'unico Atleta testato Atleta AZ ha evidenziato un vantaggio medio (media aritmetica delle prove con pattino "A" e "B") dello -0,6% nel consumo di ossigeno con il pattino "B", in accordo alle prove del 07/05/08 svolte a Rovereto sul Treadmill che hanno segnato uno svantaggio metabolico dello + 0,52% alla velocità di 20 Km/h di pattinata e un vantaggio del 3% alla velocità di 15Km/h di pattinata.
Dal punto di vista dell'attivazione elettromiografica si è osservata la maggiore attivazione dei muscoli di spinta in curva su pista come il Vasto mediale destro (+4%), Vasto mediale sinistro (+12 %), Tibiale anteriore destro (+7%) , Tibiale anteriore sinistro (+4%), Gastrocnemio laterale destro (+6%) e la minore attivazione dei muscoli Soleo destro (-3%), Soleo sinistro (-9%), Bicipite femorale destro (-26%), Peroniero lungo destro (-6%) nelle prove svolte a Noale Uno, con un angolo di flessione del ginocchio destro del pattino "B" del +15% maggiore rispetto al pattino "A". Nell'osservazione delle rilevazioni elettromiografiche in rettilineo si è evidenziata la maggiore attivazione dei muscoli Tibiale anteriore destro (+22), Tibiale anteriore sinistro (+6,5%), Gastrocnemio laterale (+7%), Soleo sinistro (+7%), Vasto femorale sinistro (+14%) ed un vantaggio nei muscoli Soleo destro (-9%), Peroniere lungo (-5%), Bicipite femorale sinistro (-26%) con un maggiore angolo di flessione del ginocchio destro del +28% nel pattino "B" rispetto al pattino "A". Nella prova di Slalom sul Treadmill (Rovereto), si è evidenziata una minore attivazione dei muscoli vasto mediale (-9%), retto femorale (-5%), grande gluteo (-24%), Bicipite femorale (-29%), mentre si è segnato un aumento della attivazione muscolare dei muscoli Soleo (+7%), Peroniero (+5,5%), Gastrocnemio mediale/laterale (+19%), Vasto laterale (+5%), Adduttore (+8%).
Nel test di pattinata libera a 20Km/h sul Treadmill si è osservata una maggiore attivazione dei muscoli Gastrocnemio mediale destro (+3,5%), Gastrocnemio laterale destro (+12,7%), Grande gluteo e adduttore (+7%), Vasto mediale (+5%), mentre una minore attivazione dei muscoli Soleo (-12,69%), Tibiale anteriore (-16%), Bicipite femorale (-10%).
Nell'analisi delle rilevazioni delle solette baropodometriche è stato evidenziato che le spinte in rettilineo nei pattini sinistri "A" e "B" mostrano un comportamento molto simile fra loro con l'unica differenza riguardante la fase di sostegno che nel pattino "B" risulta non segnare cali di forza evidenti. La spinta in rettilineo con il pattino sinistro ha una tendenza più progressiva nella espressione di forza rispetto al pattino destro. I pattini di destra "A" e "B" in rettilineo mostrano comportamenti simili in tre fasi della spinta (appoggio, spinta e stacco) e si differenziano della fase di sostegno in cui il pattino "A" mantiene la spinta in modo costante rispetto al pattino "B". La forza espressa nei pattini "A" e "B" nella spinta in curva è uniforme nelle quattro fasi di spinta che si susseguono in modo progressivo nel pattino sinistro, al contrario della spinta in rettilineo dove nella fase di sostegno e spinta si osserva una forza variabile che cala nell'appoggio e aumenta repentinamente in quella di spinta. I pattini destri di "A" e di "B" in curva differiscono completamente dai pattini sinistri di "A" e di "B", avendo una spinta improvvisa nella fase di appoggio, seguita da quella di sostegno (poco evidente). In conclusione i pattini "A" e "B" nella fase di spinta in rettilineo e curva hanno un comportamento simile. Le spinte in curva e in rettilineo sono differenti tra il pattino sinistro e il destro . I pattini "A" e "B" non hanno mostrato differenze eclatanti dal punto di vista della forza di spinta e dell'andamento del Centro di pressioni sul piede. Il pattino "A" ha mostrato di essere più reattivo di "B" che evidenziava un andamento stazionario della forza nella fase di sostegno. Il Centro di pressione nel pattino sinistro "B" ha mostrato di essere nella fase di sostegno e spinta più avanti rispetto al pattino sinistro "A", con il centro di pressione dei pattini destri di "A" e "B" meno distante dal tallone rispetto al pattino sinistro (180mm pattini sinistri A e B vs 160mm pattini destri A e B).
Con questo studio si è creata una conoscenza sulle possibile tecniche di analisi Biomeccanica del pattinaggio di velocità con strumentazione di analisi (Metabolica, Baropodometrica, Elettromiografica). Il pattino "B" ha mostrato di essere più maneggevole rispetto al pattino "A", come evidenziato dalle prove di slalom, ma di essere svantaggiato in rettilineo e curva nelle prove effettuate in pista a Noale, in cui ha mostrato maggiore attivazione dei muscoli di spinta, unita ad una maggiore flessione del Ginocchio. Dal punto di vista metabolico i risultati non sono stati significativi tranne nella prova di Noale Uno. In conclusione, il pattino "B" mostra di avere comportamenti adatti all'utilizzo Fitness a differenza di quello "A" che è più indicato all'utilizzo agonistico nel pattinaggio di velocità. Gli sviluppi futuri riguardano l'analisi metabolica di un campione di Atleti più esteso.