Cinemática no Remate de Futebol

O interesse pela análise do movimento de um remate no Futebol tem vindo a crescer entre as áreas científicas que investigam tal fenómeno. A descrição detalhada do movimento de um remate, através da cinemetria, tem-se vindo a mostrar de grande auxílio para uma melhor compreensão deste fundamento no Futebol.
Durante o movimento do remate, as funções das pernas são uma corrente cinética aberta. O movimento padrão do remate é geralmente aceite como uma sequência proximal-distal . O segmento proximal (coxa) inicia o movimento, causando um maior segmento distal (perna e pé) deixando-o para trás, seguindo-se por uma desaceleração do segmento proximal e uma aceleração no segmento distal momentos antes do impacto (Lees, 1996; Lees and Nolan, 1998). Durante o movimento do remate, os segmentos da perna que remata move-se por rotação por um eixo imaginário que passa através da junção do segmento proximal.
O movimento dos segmentos de rotação do corpo no remate podem ser descritos nos termos da posição angular, velocidade e aceleração. A velocidade linear do centro de massa de rotação do pé quando acerta na bola, é directamente proporcional ao produto da velocidade angular com o raio de rotação dos segmentos consecutivos do corpo e da velocidade linear da junção do quadril. O tempo destes movimentos rotacionais são importantes para o impacto da bola com o pé. Putnam (1983) usou o tempo entre o pico de velocidade angular da coxa até ao início da extensão do joelho como uma medida de tempo durante o remate. Luhtanen (1988) usou um intervalo entre a velocidade angular máxima atingida pela perna e o impacto medido pelo tempo.
A velocidade angular do sistema de segmentos inter-ligados da perna que remata, depende da energia transferida entre os segmentos, os momentos musculares produzidos pela rotação do quadril, perna e pé e pela inércia rotacional dos segmentos de toda a perna.

Rendimento desportivo

No Desporto em geral acreditava-se que não eram necessárias pesquisas científicas para auxiliarem os seus profissionais para retirar o máximo proveito dos seus atletas. Apesar desta mentalidade, na actualidade, todos os profissionais envolvidos no desenvolvimento dos atletas renderam-se à evolução da ciência e utilizam-na regularmente para conseguir retirar dos seus jogadores uma máxima performance. A performance de um jogador de Futebol é afectada por diversos factores, podemos referir que são cinco os agentes intrínsecos à melhoria do rendimento: os factores biomecânicos, bioenergéticos e psicológicos que influenciam de forma directa, e os contextuais e genéticos de forma indirecta.

Motion Capture - Vicon

Cinemetria

Os pesquisadores biomecânicos dispõem de uma grande variedade de equipamentos para estudar a cinemática do movimento humano.
Nos finais do século XIX começou-se a utilizar câmaras no estudo do movimento humano e animal. Um famoso fotografo desta época foi o Eadweard Muybridge que utilizava câmaras estáticas controladas electronicamente, alinhadas em sequência com um dispositivo electromagnético leve destinado a captar o galope de uma égua numa sequência de 24 fotogramas solucionando assim a controvérsia de que em algum momento a égua mantinha as 4 patas no ar. Para além deste estudo Muybridge documentou mais trabalhos sobre os movimentos humanos e animais que ajudaram a perceber as diferenças menos visíveis entre a marcha normal e a patológica.
Os analistas do movimento humano dispõem actualmente de diferentes tipos de câmaras. O tipo de movimento e as exigências da análise determinam em grande parte a câmara e o sistema de análise. As câmaras mais usadas para documentar as sequências do movimento humano são as de vídeo, as de cinema de 8 e 16mm. Devido à disponibilidade, durabilidade e à facilidade de utilização das modernas câmaras de vídeo e das unidades de reprodução, o vídeo é actualmente o meio cinematográfico mais comum usado para a análise qualitativa do movimento humano.
Os cientistas e os médicos que realizam um estudo quantitativo detalhado da cinemática do movimento humano necessitam tipicamente de uma câmara de vídeo e de uma unidade de reprodução mais sofisticada, tais como câmaras de alta velocidade. Tanto para análise qualitativa como quantitativa, mais importante que a velocidade da câmara é a resolução e a nitidez das imagens captadas.
Outro factor importante para analisar o movimento humano com vídeo é o número de câmaras necessárias para captar adequadamente os aspectos de maior interesse, porque a maioria dos movimentos humanos não se limitam a um único plano, por isso será necessário mais do que uma câmara para a certificação de que todos os movimentos poderão ser visualizados e registados com exactidão para que se possa fazer uma análise detalhada.
Os analistas realizam habitualmente uma análise quantitativa em vídeo com o equipamento ligado ao computador, tornando possível o cálculo das estimativas das quantidades cinemáticas de maior interesse para cada frame. O procedimento tradicional para a análise de um frame de vídeo envolve um processo denominado digitalização. Sobre o centro de cada articulação marca-se um ponto, com as coordenadas das posições previamente guardadas no computador. O software de digitalização recolhe estas coordenadas para calcular as quantidades cinemáticas de maior interesse. Alguns softwares mais recentes tornam possível a digitalização automática através de marcadores de alto contraste (Carpenter, 2005).

Biomimética

A Biomimética (do bios, que significa vida e mimésis que significa imitação) é uma área da ciência relativamente nova que tem por objectivo a aprendizagem com a natureza, os seus modelos, processos e elementos imitando-os ou retirando uma inspiração criativa dela para resolver diferentes problemas humanos.
Trata-se de uma área multidisciplinar que pode envolver diversas áreas da ciência, tais como a Biologia, a Química, a Física, a Informática, a Matemática e a Electrónica. Na Natureza existem vários milhões de espécies das quais menos de dois milhões estão catalogadas até agora. Isto representa uma gigantesca base de dados de soluções inspiradas em sistemas biológicos para a resolução de problemas de engenharia e de outros campos da tecnologia.
A Biomimética, cujos primeiros passos foram dados na ciência dos materiais, encontra agora aplicações diversas, nomeadamente na conquista do espaço. A ACT (Advanced Concepts Team) da Agência Espacial Europeia (ESA) vê a Biomimética como um meio para a descoberta de novas tecnologias com aplicações em futuras missões espaciais. O termo Biomimética significa, literalmente, “imitar a vida”; todavia para a ACT este conceito não se limita, apenas, à adopção e imitação de soluções exibidas pelos sistemas biológicos; antes porém visa a compreensão de processos e mecanismos fundamentais usados na Natureza, tendo em vista o desenvolvimento de metodologias e estratégias alternativas para a resolução de problemas relacionados com a Engenharia Espacial. Os campos de investigação incluem estruturas e materiais, mecanismos e processos, comportamento e controlo, sensores e comunicações e sobrevivência e adaptabilidade. São exploradas determinadas características desenvolvidas pelos sistemas biológicos, que lhes conferiram uma perfeita adaptabilidade ao meio ambiente. A locomoção, os mecanismos de escavação, as estruturas de armazenamento de energia e a capacidade de hibernação, com o objectivo de criar estruturas e mecanismos inovadores adaptados às condições adversas encontradas no espaço cósmico, são disso exemplos.
Numa altura em que a Humanidade se debate com vários problemas ambientais, que ameaçam o destino do nosso Planeta e a sobrevivência das espécies devido à destruição dos seus habitats, não deixa de ser curioso que a “sobrevivência” e a evolução da espécie humana dependa dos segredos que a Natureza encerra. Convém sempre recordar o que, sabiamente, afirmava Niels Bohr: "as Ciências da Natureza pressupõem sempre o Homem e não devemos esquecer que, no espectáculo da vida, nunca somos apenas espectadores, mas também, constantemente actores”.