Factores biomecanicos de rendimento no ciclismo. |
Segundo Burke (2002) e Kyle (2003) entre 65% a 75% da resistência aerodinâmica é provocada pela morfologia do ciclista. Assim, quanto maior a massa corporal, maior a área frontal e, consequentemente, maior resistência durante o deslocamento. Por outro lado, os ciclistas mais leves, devido á sua menor resistência gravitacional (Swain e tal., 1987; Kyle, 2003), á menor velocidade durante a ascensão das montanhas (Mujika e Padilla, 2001) e á vantagem na ralação VO2max e massa corporal (Swain, 1994; Mujica e Padilla, 2001) têm maior sucesso nas subidas (Bentley e tal., 2002; Mognomi e Di Pranpero, 2003). Di Pranpero (1979) e Nevill (2006), verificaram que a energia dispendida durante a ascensão em rampa, depende do peso total da bicicleta e do ciclista e não da resistência frontal oferecida pela área frontal.
Um outro facto que influencia a performance é o que é denominado de drafting, esta técnica consiste em reduzir a resistência ao avanço, protegendo o ciclista com um outro ciclista ou grupo de ciclistas á sua frente. Desta forma, e ciclista que se encontra na retaguarda, necessita de desenvolver menor gasto energético para avançar á mesma velocidade (Di Pranpero, 1979; Sheel, 1996; Hausswirth, 1999). McCole (1990), verificou um aumento da resistência aerodinâmica a partir dos 25 Km.h¯¹. O mesmo autor, refere ainda que a técnica de drafting permite uma redução no custo energético na ordem dos 18% a 39%, dependendo da velocidade de deslocamento e do número e posição de ciclistas que seguem na dianteira. No mesmo sentido, Burke et al. (1999), verificou que o ciclista que vai na frente, desencadeia uma potência em 30% superior aos seus colegas que seguem mais atrás.
Quando os diversos autores estudam os aspectos biomecânicos do ciclismo, regularmente recorrem ao termo "Drive train friction", que está associado a forças inerciais associadas á aceleração da bicicleta, força gravitacional, força de atrito dos pneus no solo e arrasto aerodinâmico. Estas são as grandes componentes de força que se pretende estudar quando se estuda a performance no ciclismo, observando-o de um prisma biomecânico.
A técnica da pedalada do ciclista é também um aspecto biomecânico a considerar e é tida como uma característica pessoal que depende de factores fisiológicos e biomecânicos. Entre as variáveis mecânicas mais importantes estão: (1) a antropometria corporal; (2) a configuração do complexo ciclista-bicicleta; e (3) a cadência de pedalada. As variáveis supracitadas estão intimamente relacionadas podendo gerar influência entre si. Por exemplo, o comprimento dos segmentos corporais (coxa, perna e pé) e os alinhamentos articulares dos membros inferiores influenciam directamente na regulação da altura do selim, bem como na amplitude da adução e abdução da articulação do quadril durante a pedalada (Hull; Ruby, 1996).
Diferentes métodos para mapear a movimentação dos membros inferiores vêm sendo utilizados e correlacionados com diferentes demandas de cargas impostas, indicando alterações importantes nos membros inferiores dependendo da carga de trabalho imposta (Ruby; Hull; Hawkins, 1992; Carpes et al., 2004). A análise da movimentação da articulação do joelho no plano frontal tem sido avaliada e os resultados apresentam um desvio medial da articulação do joelho entre 2 e 4cm em relação ao eixo do pedal, podendo ser influenciada pela intensidade do esforço, visto que na fase de propulsão (0 a 180º), devido a maior produção de força, ocorrem as maiores oscilações dos membros inferiores, torna-se importante mapear de forma mais pontual esta fase do ciclo da pedalada (RUBY; HULL, 1992).
Para Gregor e Conconi (2000), a fase propulsiva onde o ciclista aplica a maior força no pedal, dá-se entre os 0° e os 180°, já de 180° a 360° dá-se a fase de recuperação da rotação do crenco, ou seja, quando o pedal esquerdo está na fase propulsiva, o pedal direito está na fase de recuperação.
A cadência ou frequência de pedalada é um factor que influencia directamente a cinemática do ciclismo e, consequentemente, o rendimento do atleta.
Para Martin, Sanderson e Umberger (2004), cadência ou frequência média é o número de vezes que um ciclo de pedalada se repete. Soares et al. (2005) definem cadência como o ritmo de pedalada. Já para Nabinger, Iturrioz, Trevisan (2003), cadência seria um movimento cíclico e repetitivo identificado pela pedalada, que consiste na manutenção de um ritmo ao executar mais de uma rotação completa do eixo do pedal em torno do eixo central da bicicleta. Ao contrário do que acontece em situações de caminhada onde os seres humanos utilizam para caminhar uma combinação de comprimento/frequência de passada que minimiza o gasto energético, estudos (Marsh; Martin; Sandersen, 2000) já demonstraram que a cadência de pedalada preferida pelos atletas é sempre superior à cadência que minimiza o consumo de oxigénio. Isto é constatado independente do indivíduo ter ou não experiência com ciclismo, por estes motivos a cadência de pedalada vem sendo discutida em inúmeros estudos (Soares et al., 2005).
Segundo Lucía, Hoyos e Chicarro (2001), ciclistas de elite experientes apresentam uma EMEC muito perto do padrão mecânico ideal, podendo seleccionar uma cadência adequada de pedalada para minimizar o stress muscular e o gasto energético.
Além da cadência, outros factores irão influenciar significativamente na cinemática do ciclismo. A variação angular do quadril, joelho, e tornozelo, assim como a relação entre a variação angular do crenco e do pedal.
Um estudo limitando-se a analisar a cinemática no plano sagital, reportou uma variação angular da articulação do quadril de 45º, 75º para a articulação do joelho e 20º do tornozelo (Faria; Cavanagh, 1978; Diefenthaeler, 2004).
Para Ericson e Nisell (1988), mudanças no padrão do ângulo do quadril e joelho estão directamente relacionadas à altura do selim. O pico de extensão de joelho aumenta de acordo com o aumento da altura do selim, sendo que os picos de flexão e extensão do quadril, acontecem entre 10º e 180º da pedalada (Fase de propulsão), respectivamente. Em contra partida os picos de extensão e flexão do joelho acontecem entre 350º e 170º da pedalada respectivamente.
Segundo Broker e Gregor (1990), o desempenho está intimamente relacionado ao nível de treino e à técnica da pedalada do ciclista. A técnica tem sido estudada utilizando-se pedais instrumentados com o objectivo de mensurar as forças aplicadas ao longo do ciclo, bem como sua magnitude e sua direcção (Broker; Greggor, 1990; Gurgel et al., 2005). A magnitude da componente da força efectiva, que é a componente da força aplicada perpendicularmente ao crenco e que produz torque propulsor, também chamado de força transmitida, depende da orientação da força aplicada pelo ciclista no pedal, durante as fases de propulsão e recuperação (Sanderson; Black, 2003). Essa orientação é uma característica da técnica de pedalada de cada indivíduo, presente principalmente em ciclistas de elite (Candotti, 2003).
Procurando observar um outro aspecto relacionado com a pedalada, Hull e Gonzáles (1988) verificaram que a combinação do tamanho correcto de crenco com a frequência de pedaladas do ciclista levam a um bom rendimento mecânico. Foi concluído pelos mesmos que na medida em que aumenta o tamanho das pernas do ciclista, deve-se aumentar o tamanho do crenco em conjunto com a adequação da cadência de pedaladas. Eles verificaram que aumentando o tamanho dos músculos (comprimento), aumenta o alcance de trabalho dos mesmos, verificaram ainda que aumentando os crencos, aumentam os ângulos de trabalho das articulações e assim se aperfeiçoa o trabalho muscular. Em 1990, Ambrosini admitiu ser conveniente que o tamanho do crenco seja menor que metade do comprimento da coxa; sugeriu ainda que quanto maior o crenco, menor a força aplicada sobre os pedais para vencer a resistência. Já Vespini s/d, mostra que crencos maiores, podem chegar a produzir dores articulares, sobretudo não permitindo um pedalar suave.