Analisi biomeccanica del movimento nell`esercizio di jump con

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA
Facoltà di Medicina e Chirurgia Corso di Laurea in Scienze Motorie
Tesi di laurea
ANALISI BIOMECCANICA DEL MOVIMENTO NELL' ESERCIZIO DI JUMP CON
PATTINI IN-LINEA .
Relatore: Ch.mo Ing. Nicola Petrone
Correlatore: Dott. Giuseppe Marcolin
Laureando: Matteo Giardini
Anno accademico 2005-2006
Sintesi della Tesi .
L'oggetto di studio della tesi riguarda l'analisi Biomeccanica del movimento di Jump con pattini in
- linea , attraverso l'utilizzo di Pedana Mobile o " Jump ". L'analisi si presenta come sperimentale ,
in analogia con lo studio dell'Ing. Claudio Giorgi riguardante " L'analisi Biomeccanica della
partenza nel Pattinaggio corsa " tramite videocamere svoltasi in una pista di pattinaggio corsa . Il
suddetto lavoro ha ispirato infatti la modalità di svolgimento della tesi effettuata però sul salto in
alto di cui non esistono pubblicazioni .
L'analisi è strutturata in due fasi distinte ma complementari.
1. La progettazione di una Pedana "Jump " composta da due pezzi , da posizionarsi sopra ad
una Pedana di Forza ed in grado di rilevare la Dinamica dello stacco.
2. L' elaborazione dei dati relativi alle forze impresse dall'atleta sulla pedana e l'analisi
Cinesiologica del gesto atletico .
3. L'analisi Biomeccanica delle forze e del movimento di "Jump" o salto in alto.
I dati raccolti dalle varie fasi saranno composti al fine di verificare una potenziale relazione tra
forze espresse e altezze o lunghezze raggiunte nel salto . Infatti osservando la tecnica di esecuzione
durante " contest " o incontri agonistici si sono potute notare le più svariate tecniche di salto in alto.
In fine ci si propone di applicare un Elettromiografo ad un'atleta per rilevare l'attività muscolare e la
sua coordinazione motoria in tutte le fasi del salto per predisporre un protocollo di analisi
Elettromiografica che si adatti a differenti tipologie di atleti e di salto .
L'utilità di tale studio riguarda l'ambito tecnico Sportivo e in particolare le possibili applicazioni in
ambito agonistico , non che preventiva in quanto una tecnica corretta permette la significativa
riduzione degli infortuni.
Gli sviluppi futuri riguardano l'analisi di un numero maggiore di atleti per raggiungere dei risultati
statisticamente più significativi , in particolar modo mediante l'utilizzo delll'Elettromiografo .
I risultati hanno evidenziato grazie ai dati della pedana di forza differenze di espressione di forza tra
tre diversi atleti con differenti capacità tecniche e motorie ; l'atleta Damiano Ughelini è stato il
migliore fra gli atleti considerati perché ha mostrato di saltare con una tecnica uniforme per l'intera
esecuzione della prova .
L'utilizzo dell'analisi video ha mostrato diversità nella coordinazione del gesto atletico dello stacco
che per l'appunto è stato possibile interfacciarlo con i valori rilevate dalla pedana di forza al fine di
evidenziare un rapporto tra tempo impiegato per eseguire lo stacco ; ovvero la velocità di passaggio
sul secondo pezzo della pedana " Jump " e la capacità di esprimere nel minor tempo possibile la
forza esplosiva , e l'altezza massima raggiunta . Infatti l'atleta che ha ottenuto i valori di altezza e
forza massima " Fz " maggiori era quello che coordinava meglio il movimento di braccia verso
l'alto e spinta degli arti inferiori con la maggiore velocità di esecuzione e sincronia del movimento e
angolo del ginocchio superiore ai 90° e massima elevazione degli arti inferiori verso l'alto e
flessione del busto verso questi . Per quanto riguarda invece il salto in lungo si è evidenziato che
mantenere gli arti inferiori con angolo del ginocchio compreso tra i 90° e i 160° senza elevare
verso l'alto le stesse con lo slancio avanti delle braccia permetteva di raggiungere le massime
distanze di atterraggio.
Il monitoraggio dei dati raccolti , anche dell'Elettromiografo , e la comparazione alle differenti
tipologie di salto espresse dagli atleti considerati , ha condotto all'individuazione di un modello
Cinematico che esprime i maggiori benefici dal punto di vista anche Biomeccanico. Dunque questo
tipo di modello ha anche un valore didattico e che quindi si presterà per essere applicato in ambito
agonistico per il miglioramento della tecnica ed insegnamento in questa specialità. Questo studio ha
rilevanza maggiore considerato il fatto che il Pattinaggio è uno sport in crescita e di grande interesse
per il pubblico giovanile.
1.1.1 Analisi Grafici di Damiano Ughelini del Jump per raggiungere la massima altezza.
Damiano Ughelini Jump 5 Alto
Stacco di sx
2500
Stacco di dx
2000
Forze [ N ]
Entrata pattino dx
Entrata pattino sx
1500
Fx
Fy
Fz
1000
500
0
0.18
-500
0.23
0.28
0.33
0.38
Tempo [ Sec ]
1.1.1 Analisi Grafici di Damiano Ughelini del Jump per raggiungere la massima distanza
di atterraggio
Damiano Ughelini Jump Lungo 3
Stacco di sx
Stacco di dx
2500
Forze [ N ]
2000
1500
Serie1
Serie2
Serie3
1000
500
0
0.12
-500
Entrata pattino sx
0.17
Entrata pattino dx
0.22
0.27
Tempo [ Sec ]
0.32
0.37
1.1 Schema Rilevazione Altezza , Lunghezza del Salto
160°
Altezza
(HHh
100cm Distanza di Atterraggio
Attraverso il programma di misura video Modulo Analisi del SoftWare DartFish ho potuto
analizzare e ricavare la Lunghezza e Altezza del Salto avendo come punto di riferimento un metro
posizionato affianco alla Pedana " Jump " , oltre che rilevare anche l'escursione articolare del
Ginocchio e degli arti Superiore
Rilevazione velocità al momento dello stacco
Vs
50 Cm
T2
T1
100 cm
Per calcolare la velocità di uscita dell'Atleta dal secondo pezzo della Jump ho misurato la lunghezza
della stessa e il tempo di percorrenza della pedana , facendo la differenza tra :
T2 ( Sec ) - T1 ( Sec ) = Ts ( Sec )
Ts = Tempo di percorrenza della Jump
Velocità ( m/Sec ) = Spazio ( m ) / Ts ( Sec )
Schema Forze di reazione della pedana nelle due componenti verticale (Fz) e orizzontale (Fx)
e forza risultante (Fr).
Fz
Fr
Fx
.Nel grafico la forza verticale Fz l'ho rapportata al peso dell'atleta :
Forza Verticale = Fz ( N ) / Bw ( N )
Forza Risultante = Fr ( N ) / Bw ( N )
1.1 Analisi Video Cinesiologica con SoftWare DartFish
1.1.1 Salto in Alto 5 di Damiano Ughelini
Hv =257 Cm
100
Cm
Xs =373Cm
Metro di riferimento
Notazioni Cinesiologiche :
Caricamento :Angolo del Ginocchio a 120° e braccia per basso avanti
Stacco:Angolo del Ginocchio a 175° e braccia per alto
Volo:Angolo delle Ginocchia chiuso e Arti Inferiori elevati per alto con braccio dx rivolto
Ginocchia dx e braccio sx per alto
Atterraggio : Angolo del Ginocchio di 145° e braccia per basso
1.1.2 Salto in Lungo 3 di Damiano Ughelini
Hv =211Cm
100
Cm
Xs= 420Cm
Notazioni Cinesiologiche :
- Caricamento :Angolo del Ginocchio a 120° con braccia rivolte verso il basso
- Stacco:Angolo del Ginocchio aperto a 166° con braccia rivolte verso avanti alto
- Volo:Angolo del ginocchio di 130° e braccia in oscillazione rivolte verso basso ,avanti, dietro .
- Atterraggio : Angolo del Ginocchio aperto a 165° e braccia rivolte verso dietro basso.
1.1.3 Salto 9 e Rotazione 180° Damiano Ughelini
Notazioni Cinesiologiche :
Caricamento :Angolo del Ginocchio di 100° e braccia per avanti basso
Stacco: Angolo del Ginocchio di 175° e torsione del busto con braccia per alto
Volo:Angolo chiuso delle Ginocchia e braccia per basso con torsione del busto e in fase
discendente apertura per fuori repentina delle braccia per derotare il busto e prepararsi alla discesa.
Atterraggio : Angolo delle ginocchia inferiore ai 90° e braccia per avanti basso
1.1.4 Salto e Rotazione 360 ° Damiano Ughelini