UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE EDUCAÇÃO FÍSICA
ALESSANDRO CUSTODIO MARQUES
ANÁLISE DA FORÇA EM NADO ATADO E SUA RELAÇÃO COM VARIÁVEIS ANTROPOMÉTRICAS UTILIZANDO MODELOS LINEARES E NÃO LINEARES
Campinas 2018
ALESSANDRO CUSTODIO MARQUES
ANÁLISE DA FORÇA EM NADO ATADO E SUA RELAÇÃO COM VARIÁVEIS ANTROPOMÉTRICAS UTILIZANDO MODELOS LINEARES E NÃO LINEARES
Tese apresentada à Faculdade de Educação Física da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do título de Doutor em Educação Física, na Área de Biodinâmica do Movimento e Esporte.
Orientador: Prof. Dr. Orival Andries Júnior
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE A VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA PELO ALUNO ALESSANDRO CUSTODIO MARQUES E ORIENTADA PELO PROF. DR. ORIVAL ANDRIES JÚNIOR.
_______________________________________ Assinatura do Orientador
Campinas 2018
Ficha catalográfica
Universidade Estadual de Campinas Biblioteca da Faculdade de Educação Física
Andréia da Silva Manzato - CRB 8/7292
Marques, Alessandro Custodio,
M348a MarAnálise da força em nado atado e sua relação com variáveis
antropométricas utilizando modelos lineares e não lineares / Alessandro Custodio Marques. – Campinas, SP : [s.n.], 2018.
MarOrientador: Orival Andries Júnior.
MarTese (doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação Física.
Mar1. Natação. 2. Nado atado. 3. Força. 4. Antropometria. 5. Alometria. I. Andries Júnior, Orival. II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Educação Física. III. Título.
Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: Analysis of strength in tethered swimming and it's relationship with
anthropometric variables using linear and non-linear models
Palavras-chave em inglês: Swimming Tethered swimming Strength Anthropometry Allometic
Área de concentração: Biodinâmica do Movimento e Esporte Titulação: Doutor em Educação Física
Banca examinadora:
Orival Andries Júnior [Orientador] João Paulo Borin
Renato Barroso da Silva Renato Melo Ferreira
Mário Antônio de Moura Simim
Data de defesa: 16-03-2018
Programa de Pós-Graduação: Educação Física
COMISSÃO EXAMINADORA
_________________________________________________________________________ Prof. Dr. Orival Andries Júnior
Orientador
_________________________________________________________________________ Prof. Dr. Renato Melo Ferreira
Membro titular externo – Centro Desportivo Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)
_________________________________________________________________________ Prof. Dr. Mário Antônio de Moura Simim
Membro titular externo – Instituto de Educação Física e Esportes Universidade Federal do Ceará (UFC)
_________________________________________________________________________ Prof. Dr. Renato Barroso da Silva
Membro titular interno – Faculdade de Educação Física Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
_________________________________________________________________________ Prof. Dr. João Paulo Borin
Membro titular interno – Faculdade de Educação Física Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no processo de vida acadêmica do aluno.
DEDICATÓRIA
Dedico este exemplar a meus pais, irmão, filho e amigos, que contribuíram na minha formação e carreira. O carinho e compreensão de vocês alimentaram meus sonhos para a conclusão de mais uma etapa da vida.
AGRADECIMENTOS
É imensa a alegria em findar esta jornada. Em palavras tento expressar minha eterna gratidão à todos os professores e alunos que no caminho estiveram deixando aqui registrado meus agradecimentos a todos.
Em especial, registro meu agradecimento a Dr. Victor Keihan Rodrigues Matsudo e a família CELAFISCS, Dra. Maria Augusta Pedutti Dal Molin Kiss, Prof. Dr. João Fernando Lauritto Gagliardi, Prof. Dr. Emilson Colantonio, Prof. Dr. Fernando Roberto de Oliveira e Prof. Me. Edson Degaki. Obrigado por acolher-me na Escola de Educação Física e Esportes da Universidade de São Paulo e por participarem ativamente deste processo. Estendo meu agradecimento a meu grande amigo Edilson de Oliveira Bernardino da biblioteca do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo pela prestatividade no atendimento aos pedidos de comut.
Aos professores da Faculdade de Educação Física da Universidade Estadual de Campinas: Profa. Dra. Claudia Regina Cavaglieri, Profa. Dra. Mara Patrícia Traina Mikail-Chacon, Prof. Dr. Antônio Carlos de Moraes, Profa. Dra. Antônia Dalla Pria Bankof, Prof. Dr. Luiz Eduardo Barreto Martins, Prof. Dr. Paulo Roberto de Oliveira, Prof. Dr. Sergio Augusto Cunha e Prof. Dr. Paulo Cesar Montagner pelo aprendizado, discussões e por ajudarem na reflexão e construção do projeto. Estendo minha gratidão a todos os funcionários do departamento de pós-graduação e biblioteca por todo o carinho e auxílio desde o ingresso no mestrado até o último dia no programa de pós-graduação. Vocês foram essenciais nesta caminhada.
Agradecimento especial a grande amiga Dulce Inês Leocádio dos Santos Augusto pelas palavras de motivação nos momentos difíceis desta trajetória. Para Rita de Cassia G. Pinheiro, pessoa que me adotou em Campinas (SP) e que sempre de maneira carinhosa me conduziu a vários momentos de reflexão. É uma pena estar me despedindo e não poder partilhar mais do café da manhã com você e, para a grande amiga Profa. Dra. Jerusa Petróvna Resende Lara, pelo carinho, dedicação, paciência e tempo disposto para as discussões, construção de processos e orientação sobre as rotinas do modelo teórico.
Aos professores Dr. João Ribeiro, Prof. Dr. Valdir Ramos, Prof. Dr. Cesar Agostinis, Prof. Dr. Guilherme Furtado, Prof. Dr. João Paulo Vilas-Boas e Prof. Dr. Ricardo Jorge Pinto Fernandes. Muito obrigado pela recepção em Portugal, pela oportunidade e aprendizado e aos amigos Paulo Mansk, Marcos Alfredo Neiva Souza, Flávio Silva, Mario de Simim, Tulio Gustavo do Prado, Erico Amaral, Marcelo Rocha e Markus Vinicius Campos
Souza pela ajuda acadêmica e profissional. Também aos atletas, técnicos e agremiações que gentilmente dispuseram de seu tempo para participar no estudo.
Gratidão aos que mais me apoiaram nesta jornada: meu pai José D’ Afonseca Marques, minha mãe Maria Luiza Custodio Marques, meu irmão e grande parceiro Felipe Custodio Marques, e claro, meu filho Eduardo Borsotte Marques, pelo carinho e compreensão em todos os momentos da formação. O amor incondicional de vocês é o que me faz seguir e continuar a sonhar sempre.
Agradeço a disponibilidade e contribuições do Prof. Dr. Renato Melo Ferreira, Prof. Dr. Flavio Antônio de Souza Castro, Prof. Dr. Miguel Arruda e Prof. Mario Antônio de Moura Simim, Prof. Dr. Renato Barroso da Silva e Prof. Dr. João Paulo Borin por participarem das bancas de qualificação e defesa. Todas as suas contribuições foram extremamente pertinentes e fizeram enriquecer este trabalho.
Findo agradecendo a pessoa mais que especial que durante esta jornada demonstrou sua dedicação e carinho, acreditando e incentivando-me sempre, principalmente, quando os problemas pessoais estiveram presentes. Meu muito obrigado Prof. Dr. Orival Andries Júnior. Chegamos ao fim deste ciclo e gostaria de aqui eternizar minha gratidão pela oportunidade e por tudo que tens contribuído para a minha formação.
RESUMO
MARQUES, ALESSANDRO CUSTODIO. Análise da força em nado atado e sua relação com variáveis antropométricas utilizando modelos lineares e não lineares. 2018. 139f. Tese (Doutorado em Educação Física) – Faculdade de Educação Física. Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2018.
A força propulsora (FP) é a relação entre a força exercida pelo nadador para vencer as resistências hidrodinâmicas impostas durante o deslocamento. Uma das formas de avaliar a força aplicada é o nado atado (FNA). A FNA avalia os parâmetros técnicos isolados de braços (BRÇNA) e pernas (PRNNA) ou o nado crawl (CRWNA). O presente estudo tem como objetivo analisar a reprodutibilidade dos parâmetros técnicos da FNA através dos parâmetros da curva força-tempo (CF-t) e qual a relação com medidas antropométricas utilizando modelos lineares e não lineares. A amostra foi composta 23 atletas sendo 10 do sexo masculino (12,9 ± 1,2 anos; 42,9 ± 7,8 kg; 153,9 ± 8,8 cm; 18,7 ± 2,3 %G) e 13 do sexo feminino (13,5 ± 2,4 anos; 46,9 ± 8,9 kg; 152,1 ± 9,3 cm; 23,6 ± 3,4 %G). Dois esforços máximos de 30 segundos (T1 e T2) foram utilizados para quantificar a FNA para cada parâmetro técnico com intervalo de 15 minutos. A reprodutibilidade e a confiabilidade entre os testes foram verificadas utilizando o coeficiente de correlação intraclasses (CCI) e o teste α–Cronbach (α) respectivamente. Ajustes alométricos foram utilizados entre os parâmetros técnicos e a antropometria corporal para cada parâmetro da CF-t. O nível de significância adotado foi de p<0,05. Resultados demonstram igualdade entre as médias em T1 e T2 nos parâmetros técnicos de CRWNA, BRÇNA e PRNNA (p>0,05) masculino e CRWNA, BRÇNA (p>0,05) feminino. Índices excelentes de reprodutibilidade foram apresentados em CRWNA e BRÇNA (CCI= 0,7742 a 0,945) para ambos os sexos e em PRNNA no sexo masculino (CCI = 0,823 a 0,940). Coeficientes de correlação linear entre os parâmetros técnicos e antropométricos variaram entre r= 0,74 e 0,92 na CRWNA, r= 0,79 a 0,97 na BRÇNA e r=0,87 a 0,92 na PRNNA no sexo masculino. Considerando os ajustes alométricos, valores regulares foram observados para área muscular de perna (AMP0,33-0,59) e perímetro de braço (PBr0,60-0,91) no sexo masculino e no feminino, valores excelentes para massa corporal total (MC), PBr e área muscular de braço (AMB). Considerando a alometria para a MC, os expoentes variaram entre MC0,34 a MC0,70 em CRWNA e MC0,64 a MC0,75 para PRNNA no sexo feminino. Diante disso, podemos concluir que o teste de FNA é reprodutível e a utilização de modelos lineares e não lineares podem explicar a relação entre variáveis antropométricas e os parâmetros técnicos de braços, pernas e no nado crawl para atletas com menor índice técnico.
A aplicabilidade desta relação está associada ao sexo e os modelos devem ser utilizados com cautela em função das variáveis.
ABSTRACT
MARQUES, ALESSANDRO CUSTODIO. Analysis of force in tethered swimming and it’s relationship with anthropometric variables using linear and non-linear models. 2018. 139p. Thesis (Doctorate in Physical Education) - Faculty of Physical Education. State University of Campinas, Campinas, 2018.
The propulsive force (FP) is the relation between the forces exerted by the swimmer to overcome the hydrodynamic resistances imposed during the displacement. One of the ways to assess applied force is the tethered swimming (FNA). The FNA evaluates the technical parameters isolated from arms (BRÇNA) and legs (PRNNA) or crawl (CRWNA). The aims study is analyze the reproducibility of the FNA technical parameters through the parameters of the force-time curve (CF-t) and the relation with anthropometric measurements using linear and non-linear models. The sample consisted of 23 athletes, 10 males (12,9 ± 1,2 years, 42,9 ± 7,8 kg, 153,9 ± 8,8 cm, 18,7 ± 2,3% G) and 13 females (13,5 ± 2,4 years, 46,9 ± 8,9 kg, 152,1 ± 9,3 cm, 23,6 ± 3,4% G). Two 30-second full-test (T1 and T2) were used to quantify FNA for each technical parameter with a 15 minutes interval. The reproducibility and reliability among the tests were verified using the intraclass correlation coefficient (CCI) and α-Cronbach (α) test respectively. Allometric adjustments were used between the technical parameters and the body anthropometry for the CF-t parameter. The level of significance was p<0,05. Results demonstrate a similarity between the means T1 and T2 in the technical parameters of CRWNA, BRÇNA and PRNNA (p>0,05) and CRWNA, BRÇNA (p>0,05). Excellent reproducibility indices were presented in CRWNA and BRCNA (CCI = 0,74 to 0,94) for both sexes and in PRNNA in male (CCI = 0,82 to 0,94). Coefficients of linear correlation between technical parameters and anthropometric ranged from r= 0,74 to 0,92 in CRWNA, r= 0,79 to 0,97 in BRCNA and r= 0,87 to 0,92 in PRNNA for males. In the allometric adjustments, regular values were observed for leg muscle area (AMP0,33-0,59) and arm perimeter (PBr0,60-0,91) in males. In females, excellent values for total body mass (MC), PBr and arm muscle area (AMB) were observed. Considering the allometric adjustments, regular values were observed for the muscle area of the leg (AMP 0,33-0,59) and arm perimeter (PBr0,60-0,91) in males, and females present excellent values for total body mass (MC), PBr and arm muscle area (AMB). Considering the allometry for MC, the exponents ranged from MC0,34 to MC0,70 in CRWNA and MC0,64 to MC0,75 for PRNNA in females. Therefore, we can conclude that the FNA test is reproducible and the use of linear and nonlinear models can explain the relationship between anthropometric variables and technical parameters of arms,
legs and crawl for athletes with lower technical index. The applicability of this relationship is associated with gender and the models should be used with caution depending on the variables.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Testes de familiarização em nado atado para perna (PENA), braço (BRÇNA) e nado crawl (CRWNA). ... 66 Figura 2. Desenho experimental dos testes em nado atado para perna (PENA), braço (BRÇNA) e nado crawl (CRWNA). ... 67 Figura 3. Curva força tempo e respectivas variáveis: força pico (FPico), força média (Fmed) e força mínima (Fmin) expressos em Newtons (N), Duração (DUR), tempo para atingir a força pico (t) expressos em milissegundos (ms) e a taxa de desenvolvimento da força (F) e Impulso (IMP) expressos em Newtons por segundo (N.s). ... 68 Figura 4. Representação equipamento do nado atado: (1) bloco de partida com suporte em aço e amarras, (2) célula de carga, (3) cinto, (4) cabos rígido e inextensível, (5) cabos inextensíveis e barra flutuante, (6) Interface e computador. ... 70 Figura 5. Comportamento típico da curva de força-tempo nos parâmetros técnicos de braço (A), pernas (B) e no nado crawl (C) em teste de 30 s de nado atado. ... 71 Figura 6. Software Protocolo CEFISE 1.0.0.0 utilizado para aquisição dos dados e taxa de calibração padrão e índice de correção. ... 72 Figura 7. Média ± erro padrão e teste t-Student não pareado para força pico (FPico), força média (FMed) e força mínima (FMin) nas técnicas de braço (BRÇNA) e pernas do nado crawl (PRNNA) e no nado crawl (CRWNA). ... 77 Figura 8. Média ± erro padrão e teste t-Student não pareado para o tempo para atingir a força pico (TFPico) e duração (DUR) nas técnicas de braço (BRÇNA) e pernas do nado crawl (P RNNA) e no nado crawl (CRWNA). ... 78 Figura 9. Média ± erro padrão e teste t-Student não pareado para a taxa de desenvolvimento da força (TDF) e impulso (IMP) nas técnicas de braço (BRÇNA) e pernas do nado crawl (PRNNA) e no nado crawl (CRWNA). ... 79 Figura 10. Teste t-Student pareado no parâmetro técnico de força de pernas (PRNNA) na força pico (FPico), força média (FMed), taxa de desenvolvimento da força (TDF) e impulso (IMP) no sexo feminino. ... 80 Figura 11. Análise de variância entre os parâmetros técnicos no nado crawl (CRWNA), braços (BRÇNA) e pernas (PRNNA) do nado crawl e a força pico (FPico), força média (FMed), taxa de desenvolvimento da força (TDF) e impulso (IMP) no sexo masculino. ... 80 Figura 12. Análise de variância entre os parâmetros técnicos no nado crawl (CRWNA), braços (BRÇNA) e pernas (PRNNA) do nado crawl e a força pico (FPico), força média (FMed), taxa de desenvolvimento da força (TDF) e impulso (IMP) no sexo feminino. ... 81 Figura 13. Percentual comparativo entre o componente braço (BRÇNA) + perna (PRNNA) e o nado crawl (CRWNA) entre os momentos pré (T1) e pós (T2) para o sexo masculino. ... 85
Figura 14. Percentual comparativo entre o componente braço (BRÇNA) + perna (PRNNA) e o nado crawl (CRWNA) entre os momentos pré (T1) e pós (T2) para o sexo feminino. ... 86
LISTA DE QUADROS
Quadro 1. Esquema representativo das referências dos expoentes alométricos (Xb). ... 52 Quadro 2. Constantes para determinação do percentual de gordura (%G) em crianças e jovens do sexo masculino (♂) e feminino (♀) nas equações adaptadas por Lohman (1986). ... 61
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Análise descritiva do tempo de prática na natação, índice técnico e desempenho. .. 57 Tabela 2. Maturação sexual do sexo masculino e feminino. ... 57 Tabela 3. Magnitude do efeito (d) entre os momentos intergrupos (dT1-T2) e intragrupos (dT1 e dT2) nos parâmetros da curva força-tempo (CF-t) para os parâmetros técnicos de braço (BRÇNA), perna (PRNNA) e no nado crawl (CRWNA) dos sexos masculino (♂) e feminino (♀)... 82 Tabela 4. Coeficiente de correlação intraclasses (CCI), teste de confiabilidade (α-Cronbach) e coeficiente de variação (cv%) no nado crawl (CRWNA) nos parâmetros da curva força-tempo no sexo masculino (♂) e feminino (♀). ... 83 Tabela 5. Coeficiente de correlação intraclasses (CCI), teste de confiabilidade (α-Cronbach) e coeficiente de variação (cv%) para braço no nado crawl (BRÇNA) nos parâmetros da curva força-tempo no sexo masculino (♂) e feminino (♀). ... 83 Tabela 6. Coeficiente de correlação intraclasses (CCI), teste de confiabilidade (α-Cronbach) e coeficiente de variação (cv%) para perna no nado crawl (PRNNA) nos parâmetros da curva força-tempo no sexo masculino (♂) e feminino (♀). ... 84 Tabela 7. Correlação entre desempenho nas distâncias de 25-, 50- e 100 metros no nado crawl e as técnicas de nado crawl atado (CRWNA), braço (BRÇNA) e perna (PRNNA) para os sexos masculino (♂) e feminino (♀) ... 87 Tabela 8. Média ± desvio padrão para as medidas antropométricas e morfologia corporal. ... 88 Tabela 9. Média ± desvio padrão para as medidas dos segmentos e perímetros corporais. ... 89 Tabela 10. Média ± desvio padrão da proporcionalidade corporal. ... 89 Tabela 11. Circunstância excepcional de Tanner (CET) entre os parâmetros técnicos de braço (BRÇNA), perna (PRNNA) e no nado crawl (CRWNA) e os parâmetros da curva força-tempo (C F-t) nos sexos masculino (♂) e feminino (♀). ... 90 Tabela 12. Modelos alométricos para propulsão no nado crawl (CRWNA), braço e perna no sexo feminino (♀) e masculino (♂) em função da massa corporal (MC). ... 91 Tabela 13. Modelos alométricos da força de braços em nado atado (BRÇNA) no sexo feminino (♀). ... 91 Tabela 14. Modelos alométricos da força de pernas em nado atado (PRNNA) no sexo feminino (♀). ... 92 Tabela 15. Modelos alométricos da força no nado crawl atado (CRWNA) no sexo feminino (♀). ... 93 Tabela 16. Modelos alométricos nos parâmetros técnicos de braço (BRÇNA), perna (PRNNA) e no nado crawl (CRWNA) no sexo masculino (♂). ... 94
LISTA DE SIGLAS, ABREVIATURAS E UNIDADES
♀ Voluntários do sexo feminino ♂ Voluntários do sexo masculino %GC Percentual de gordura
α-Cronbach Índice de confiabilidade de Cronbach
Pi
μ Coeficiente da viscosidade dinâmica
Densidade da água
a Aceleração
APM Área da palma das mãos AMB Área muscular de braço AMP Área muscular de perna
AP Área dos pés
ASC Área de superfície corporal AST Área de secção transversa ATC Altura tronco-cefálica ATM Área total da mão
AP Área do pé
BRÇNA Propulsão de braço do nado crawl em nado atado CAbr Comprimento total de antebraço
CBrç Comprimento total de braço CC Comprimento total de coxa
CCI Coeficiente de correlação intraclasse CD Coeficiente de arrasto
CET Circunstância Excepcional de Tanner CF-t Curva força-tempo
cm Centímetro
cm2 Centímetro quadrado
CMI Comprimento total de membros inferiores CMS Comprimento total de membros superiores CP Comprimento total de perna
CRWNA Propulsão do nado crawl em nado atado cv% Coeficiente de variação percentual
cv%T1 Coeficiente de variação percentual do teste 1 cv%T2 Coeficiente de variação percentual do teste 2 d Magnitude do efeito - Teste de Cohen’s
D Arrasto total
d(T1-T2) Magnitude do efeito entre os momentos 1 e 2 (T1-T2) dT1 Magnitude do efeito entre os sexos em momento 1 (T1) dT2 Magnitude do efeito entre os sexos em momento 2 (T2) DCCoxa Dobra cutânea de coxa
Dfricção Arrasto de fricção Donda Arrasto de onda
DCSubescapular Dobra cutânea subescapular DCTriceps Dobra cutânea de tríceps
dv Diferença entre a velocidade da camada limítrofe da água dz Diferença na espessura das camadas de água
DUR Duração
ENV Envergadura
EPE Erro padrão de estimativa EPM Erro padrão da média
EST Estatura
F Força
FAP Federação Aquática Paulista FCM Faculdade de Ciências Médicas FEF Faculdade de Educação Física
FINA Federação Internacional de Natação Amadora
FMed Força média
FMin Força mínima FNA Força em nado atado
FP Força propulsora
FPico Força pico
Fr = Equação de Froude G Aceleração da gravidade
g/mm2 Grama por milímetro ao quadrado h Comprimento total do corpo H1 Hipótese experimental
Hz Hertz
IC Intervalo de confiança
ICdif. Intervalo de confiança das diferenças IMC Índice de massa corporal
IMP Impulso
Inf. Limite inferior
k Constante
kg Quilograma
kg-1 Razão simples de normalização kg/m2 Quilograma por metro quadrado kgf Quilograma/força
LMão Largura da mão
m Massa
ma Densidade da água
mb Massa corporal em meio líquido m/s Metros por segundo
m2 Metro quadrado
MC0,67 Corrigido pelo expoente alométrico teórico
MCxx Corrigido pelo expoente alométrico atribuído da relação entre as variáveis MG Massa corporal gorda
MM Massa corporal magra
Mm Milímetro
Ms Milissegundos
mV Milivolt
N Newtons
N.s-1 Newtons por segundo NA Nado totalmente atado
Nm Newtons por minuto
P Força propulsiva
PAbr Perímetro total de antebraço PBr Perímetro total de braço
PC Perímetro de coxa
PMI Perímetro de membros inferiores PMS Perímetro de membros superiores PP Perímetro de panturrilha
PRNNA Propulsão de perna do nado crawl em nado atado R Correlação linear de Pearson
R2 Regressão linear
R2ajust. Regressão linear ajustada
s Desvio padrão
S Área total do corpo
seg Segundos
Sup. Limite superior
T1 Teste em nado atado momento 1 T2 Teste em nado atado momento 2
TCLE Termo de consentimento livre e esclarecido TDF Taxa de desenvolvimento da força
TFPico Tempo para atingir a força pico UNICAMP Universidade Estadual de Campinas
v Velocidade do nado
v2 Velocidade do corpo
Var Variável
Vn Velocidade de nado
VO2max Consumo máximo de oxigênio
x Média
X Variável independente xdif. Média das diferenças
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ... 21 2. OBJETIVOS ... 25 2.1. Objetivo Geral ... 25 2.2. Objetivos Específicos ... 25 3. HIPÓTESE ... 26 4. REVISÃO DA LITERATURA ... 27
4.1. Conceito geral sobre a força na natação ... 27
4.1.1.Mensuração da força na natação ... 33
4.1.2.Medida da força em Nado Atado (FNA) ... 37
4.2. Influência da antropometria na natação ... 42
4.3. Modelo alométrico no esporte ... 49
5. MATERIAIS E MÉTODOS ... 56
5.1. Característica da amostra ... 56
5.2. Antropometria corporal ... 57
5.2.1.Comprimentos de membros superiores e inferiores ... 58
5.3. Perímetros de membros superiores e inferiores ... 59
5.4. Estimativas da morfologia corporal ... 60
5.4.1.Dobras cutâneas (DC) ... 60
5.4.2.Percentual da gordura corporal (%G) ... 61
5.5. Massa magra (MM) e massa de gordura (MG) ... 61
5.6. Proporcionalidade corporal ... 62
5.7. Áreas musculares de braço (AMB) e perna (AMP) ... 62
5.8. Área de superfície corporal (ASC) ... 63
5.9. Área da palma das mãos (APM) e dos pés (AP) ... 63
5.10. Maturação sexual ... 64
6. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ... 65
6.1. Desenho experimental ... 65
6.2. Força em nado atado (FNA) ... 66
6.3. Curva força-tempo (CF-t) em nado atado ... 67
6.4. Equipamentos de medida em nado atado ... 69
6.5. Desempenho ... 72
7. ANÁLISE ESTATÍSTICA ... 73
7.2. Inferência estatística intragrupos e intergrupos... 73
7.3. Construção do modelo alométrico ... 74
7.4. Pacote estatístico ... 75
8. RESULTADOS ... 76
8.1. Parâmetros da CF-t na FNA nas técnicas de BRÇNA, PRNNA e CRWNA ... 76
8.2. Deficit percentual dos parâmetros da CF-t em CRWNA ... 84
8.3. Desempenho vs. parâmetros técnicos e da CF-t ... 86
8.4. Perfil antropométrico e ajustes lineares e não lineares ... 88
9. DISCUSSÃO ... 95
10. CONCLUSÃO ... 105
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 106
1. INTRODUÇÃO
Diferentes são os interesses na compreensão das especificidades da modalidade natação visando o desempenho. A utilização de protocolos que possam quantificar os efeitos crônicos do treinamento perpassa pela interpretação dos aspectos mecânico-fisiológicos relacionados à eficiência propulsora (Akis e Orcan, 2004).
Estudos visam compreender os efeitos da força propulsora (FP) que, em primeiro momento, caracterizam o padrão motor e, posteriori, a intervenção no sentido de aprimorar a execução, quantificados por análises cinemáticas (Ceseracciu et al., 2011; Mooney et al., 2015). Porém, devem-se considerar os parâmetros biomecânicos, bioenergéticos e as capacidades físicas (Akis e Orcan, 2004; Barbosa et al., 2006; Barbosa, T. M. et al., 2010) envolvidas, para que se torne compreensível o aumento na velocidade, tentando minimizar os efeitos hidrodinâmicos exercidos sobre o corpo (Toussaint et al., 2004; Girold, Sébastien et al., 2007; Garrido et al., 2010), dependendo basicamente da capacidade de gerar força para reduzir o arrasto hidrodinâmico (Toussaint et al., 2002; Toussaint et al., 2004) e aprimorar a economia de movimento (Caspersen et al., 2010).
Exemplo da necessidade de compreensão da FP exercida durante o nado pode ser observada pela característica de cada prova. Em provas de longa distância, a utilização de parâmetros que descrevem o comportamento técnico de membros superiores (Lemaitre et al., 2009; Seifert et al., 2010) apresentam melhor efeito nos aspectos técnicos, táticos e fisiológicos. Por outro lado, em provas de velocidade, fatores como a potência muscular são cruciais no entendimento da produção da força que contribui no aumento da velocidade do nado. Porém, ambas as provas produzem uma quantidade de FP especifica e que podem ser descritas pelas características de uso dos parâmetros técnicos de braços, pernas e no nado completo, quando mensuradas de forma específica (Seifert et al., 2005; Barbosa et al., 2012).
Entende-se que a maior parte da força exercida no nado é gerada pelos movimentos dos braços (Deschodt et al., 1999; Strzala e Tyka, 2009) e pernas (Formosa et al., 2012; Schreven et al., 2013) e que os membros superiores representam cerca de 85% da força total produzida no nado crawl (Smith, David J et al., 2002), quantificados pela ação das mãos (Pessôa Filho e Monteiro, 2008; Marinho et al., 2010), antebraço e braço (Vorontsov, A. et al., 1999; Strzala e Tyka, 2009; Bowerman et al., 2015). Estes segmentos corporais são responsáveis por deslocar água e, consequentemente, movendo o corpo à frente (Maimoun et al., 2014), são descritos por suas características cinéticas e cinemáticas durante a ação propulsiva. Porém, a necessidade de quantificar a produção desta força e o quanto influencia no deslocamento
faz-se necessário (Sharp et al., 1982; Costill et al., 1986a; Tanaka et al., 1993; Tanaka e Swenfaz-sen, 1998; Girold, Sébastien et al., 2007).
Na tentativa de estimar o quanto a força produzida em meio terrestre influencia o desempenho no nado (Castells, 2013a), diferentes são os protocolos e modelos de treinamento que consideram o desenvolvimento da força em ambiente terrestre e sua aplicabilidade prática. Alguns estudos demonstraram que a musculatura de membros superiores corresponde ao maior nível de força e, consequentemente, ao aumento na velocidade de nado (Sharp et al., 1982; Costill et al., 1986a; Toussaint, H. M. e Vervoorn, K., 1990; Hawley e Williams, 1991; Tanaka e Swensen, 1998; Aspenes et al., 2009; Aspenes e Karlsen, 2012), confirmando que a melhora nos níveis de força tendem a resultar em maiores taxas de força máxima exercida durante a braçada (Strzala e Tyka, 2009; Morouco, Keskinen, et al., 2011).
Entretanto, mesmo com a especificidade do treinamento de força em ambiente terrestre, é inconclusivo afirmar que os equipamentos que simulam a ação propulsiva da braçada transferem a força desenvolvida para a força que será exercida na fase subaquática e, por consequência, na FP (Tanaka et al., 1993; Trappe e Pearson, 1994; Girold, Sébastien et al., 2007; Garrido et al., 2010), em função da aplicação metodológica ou mesmo pela utilização de grupos musculares e contráteis não relacionados ao gesto de cada nado. Em resumo, simulam o exercício (Garrido et al., 2010; Morouço, Neiva, et al., 2011) com uso de braços e pernas (Toussaint, H. M. et al., 2006), porém, não leva em consideração o arrasto total (arrasto de fricção, forma, pressão e onda).
Por mais que diferentes tentativas tenham sido realizadas para avaliar a força exercida por meio de braços e pernas em ambiente terrestre, avanços na tecnologia, que consideram a especificidade da medida, limitações irão existir, sendo este um aspecto desafiador a ser solucionado (Akis e Orcan, 2004). Exemplo de equipamentos que mensuram a força exercida na água está relacionado a equipamentos que utilizam placas de força para membros superiores, desconsiderando o efeito dos membros inferiores (Toussaint et al., 1988; Toussaint et al., 1990; David et al., 2009; Formosa et al., 2012; Schreven et al., 2013).
Mesmo a medida da força através do MAD-system (Toussaint et al., 1988; Toussaint, H. M. e Vervoorn, K., 1990), equipamento padrão-ouro, existem limitações em função das pás em posição fixa, que limitam alguns aspectos mecânicos da fase subaquática e pela dificuldade de montagem do equipamento, mesmo o equipamento considerando o efeito da propulsão de braços e pernas em deslocamento.
A partir destes preceitos da medida da força em ambiente terrestre e diferentes equipamentos, o uso do nado totalmente atado (NA) demonstra ser uma metodologia válida e
confiável (Keskinen, 1997; Kjendlie e Thorsvald, 2006; Psycharakis et al., 2011), que representa a atividade muscular (Lemoine et al., 2010), podendo ser utilizada na mensuração da cinemática e cinética dos parâmetros técnicos e respectivas respostas fisiológicas (Morouço et al., 2014) e da capacidade aeróbia (Papoti, M. et al., 2013), estando relacionada diretamente com as características do movimento realizado no nado.
Bem verdade que o NA não permite somente a avaliação da força subaquática. Parâmetros extraídos do teste de força em nado atado (FNA) relacionados à curva força-tempo (CF-t), representam os diferentes tipos de força exercida junto aos parâmetros técnicos, destacando a habilidade e utilização eficaz da produção da força muscular na água (Yeater et al., 1983; Costill et al., 1986a), fato importante quando comparado à simulação e diferenças da força exercida em ambiente terrestre (Morouço, Marinho, Fernandes, et al., 2015) e particularmente por ser aplicável em crianças e jovens (Morouço, Pedro G, Vilas-Boas, João P, et al., 2012).
O aspecto vantajoso da mensuração da força no FNA é que o teste considera a movimentação de membros superiores e inferiores responsáveis pela força total (Gatta, G. et al., 2012) e a quantificação de cada segmento em isolado, comparando-a com a relação ao nado (Swaine et al., 2010a).
Outro fator preponderante é a contribuição da FNA em relação ao desempenho e a relação desta com medidas antropométricas em crianças e adolescentes. As variações de medida tendem a influenciar a FP, além de ser uma estimativa na detecção de talentos (Fernandes et al., 2002).
De forma geral, atletas com extremidades maiores e mais altos tendem a produzir maior FP (Vorontsov, A. R. et al., 1999), apresentando melhor economia de movimento (Toussaint et al., 1991; Kjendlie, P.-L. et al., 2004; Kjendlie, P. L., Ingjer, F., et al., 2004; Silva et al., 2006; Garland Fritzdorf et al., 2009). Antagonicamente, atletas com extremidades e estaturas menores tendem a apresentar maior frequência de braçada e variações na economia de movimento, sendo estes relacionados diretamente à potência anaeróbia (Kjendlie, P. L., Ingjer, F., et al., 2004; Silva et al., 2006; Garland Fritzdorf et al., 2009).
No entanto, algumas inconsistências nas análises das medidas antropométricas de estatura, envergadura, massa corporal, dobras cutâneas e do comprimento de membros superiores e/ou inferiores na contribuição da força no nado de forma linear, aparentemente não representam a verdadeira relação das variáveis físicas e fisiológicas. Porém, considerar as medidas antropométricas e da proporcionalidade corporal fornecem referências sobre o
desempenho na natação pelo uso de modelagem matemática mais robusta, através de modelos não lineares (Nevill et al., 2015).
A relação entre variáveis fisiológicas e de desempenho com as variáveis antropométricas, aparentemente é mais expressiva descrita com o uso da alometria, dada sua base teórica e metodológica para a quantificação das atividades biológicas em função da proporcionalidade corporal (Nevill et al., 1992; Nevill, 1997; Nevill, A. M. et al., 2004; Nevill et al., 2015), levando em consideração aspectos como idade, sexo e a maturação biológica e o desempenho motor (Malina et al., 2009).
Assim, o objetivo da mensuração da força muscular é útil na quantificação dos efeitos do treinamento e os valores normativos, através de ajustes não lineares, são consistentes para diferentes esportes (Taylor et al., 1991; Sleivert et al., 1995; Wisloeff et al., 1998), seleção de talentos e determinação de níveis de desempenho (Fry e Morton, 1991; Reilly et al., 2000; Cometti et al., 2001), tanto relativo à massa corporal total (Jaric, 2002) quanto pela necessidade de adequação deste modelo aos segmentos corporais.
Em função da aplicabilidade dos testes de FNA, pouco se tem discutido sobre a relação das forças atribuídas nos parâmetros da CF-t na análise dos parâmetros técnicos e os fatores antropométricos totais e dos segmentos, em função das relações estabelecidas por modelos lineares e não lineares em atletas com baixo índice técnico. O presente estudo pretende contribuir com o avanço no conhecimento na modalidade natação e a possibilidade de ampliação das discussões e perspectivas futuras em relação do teste de FNA.
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo Geral
Analisar a reprodutibilidade dos parâmetros técnicos de braços, pernas e no nado crawl da FNA e as respectivas relações com as medidas antropométricas e da proporcionalidade corporal com uso de modelos lineares e não lineares.
2.2. Objetivos Específicos
a. Quantificar a força em nado atado (FNA) através dos parâmetros da curva força-tempo (CF-t) em cada parâmetro técnico: FNA no nado crawl (CRWNA), braços (BRÇNA) e pernas no nado crawl (PRNNA) em dois momentos distintos;
b. Verificar o deficit relativo da FNA pela relação da FNA para BRÇNA e PRNNA comparados ao CRWNA;
c. Verificar a relação da FNA com o desempenho nas distâncias de 25-, 50- e 100 metros; d. Relacionar a FNA com as medidas antropométricas totais e de segmentos e da
3. HIPÓTESE
Para responder aos questionamentos propostos nos objetivos gerais e específicos, considera-se como critério para análises estatísticas e respectivos modelos a hipótese experimental (H1), de forma que:
Hipótese experimental (H1)
a. Existência de índices consistentes de reprodutibilidade (CCI) e confiabilidade (α-Cronbach) nos parâmetros da CF-t para cada parâmetro técnico entre teste e reteste; b. Existência do deficit relativo na contribuição das técnicas de BRÇNA e PRNNA em
relação ao CRWNA;
c. Presença de linearidade entre os parâmetros da CF-t e as medidas antropométricas e da proporcionalidade corporal em relação a parâmetros técnicos;
d. Relação entre os parâmetros da CF-t utilizando como base a massa corporal total, medidas antropométricas e da proporcionalidade corporal para todos os parâmetros técnicos;
e. Adequação de expoentes da relação não linear entre as medidas antropométricas e da proporcionalidade corporal nos parâmetros da CF-t obtidos para cada parâmetro técnico.
4. REVISÃO DA LITERATURA
4.1. Conceito geral sobre a força na natação
A força é entendida como a capacidade de modificar o estado de repouso ou de movimento de um corpo e traduzida por um vetor considerado pelo produto da massa pela sua aceleração (equação 1) vencendo uma determinada distância no menor tempo possível (Morouço, 2012). Em ciências do esporte, este conceito é de cunho físico-biológico, com intuito de compreender as atividades contráteis produzidas pelo músculo.
Equação 1
F= m * a
Onde: F = Força m = Massa a = Aceleração
De imediato é importante pontuar que a força, no caso da natação denominada como força propulsiva (FP), está relacionada ao efeito resistivo da água (arrasto hidrodinâmico) e a massa corporal. A aceleração deste corpo é descrita pela equação 2, que faz valer o efeito da FP sobre as massas (Morouço et al. 2012) apresentadas:
Equação 2
=
𝑚 + 𝑚
𝐹𝑃 + 𝐷
Onde: FP = Força propulsiva D = arrasto
ma = Densidade da água
mb = Massa corporal
Segundo Vogt et al. (2003), a força muscular tem papel fundamental nas atividades do cotidiano e no esporte, sendo considerada como capacidade motora capaz de superar as resistências por meio de contrações musculares, que podem ser observadas através da quantidade máxima de força gerada durante a contração por músculos isolados ou grupamentos musculares. Pode-se atribuir também o conceito em função da realização de movimentos executados a uma determinada velocidade, levando em consideração a característica do
exercício, tipo de contração, velocidade do recrutamento das fibras (Verkhoshanski, 2001), respostas neurais, recrutamento de unidades motoras e arquitetura das fibras musculares (Yao et al., 2000; Gabriel et al., 2001; Maior e Alves, 2003; Barroso et al., 2005; Rowland, 2008; Brentano e Pinto, 2012).
De acordo com Jaric (2002), a força muscular é definida como a força máxima em Newtons (N), ou torque em Newtons por metro (Nm), desenvolvido durante a contração voluntária máxima sobre uma condição preestabelecida. Esta é mensurada em diferentes regimes de contração, os quais frequentemente são compostos de movimentos que necessitam de contrações concêntricas e excêntricas, ou por contrações em condições estáticas.
A contração muscular concêntrica ocorre quando o músculo produz torque maior que o apresentado pela resistência externa, levando consequentemente ao seu encurtamento. Já a contração muscular excêntrica ocorre quando o torque produzido pelo músculo é menor que a da resistência externa, levando ao seu alongamento e a contração muscular estática ou isométrica ocorre quando o torque produzido pelo músculo é igual ao da resistência externa, ocorrendo tensão sem que ocorra o deslocamento angular das articulações, ou seja, o encurtamento ou alongamento do músculo (Friden e Lieber, 2001; Wilmore, 2001; Fry, 2004; Kraemer e Zatsiorsky, 2008; Martin, 2008; Powers, 2009; Ide, 2010; Mcardle et al., 2011). Os tipos de contração musculares dependem do grau do estímulo oferecido ao grupamento muscular frente à força necessária para vencer ou manter a resistência externa imposta.
Modelos teóricos de avaliação da força muscular por testes isométricos são amplamente utilizados para mensurar a força máxima, principalmente pelo seu alto grau de reprodução da capacidade funcional do músculo em produzir tensão para a produção da força (Abernethy et al., 1995; Wilson e Murphy, 1996).
Alguns estudos questionam a validade no âmbito da aplicabilidade prática para o esporte, considerando o uso da força isométrica como contribuinte em pequena parcela em relação ao desempenho em exercícios dinâmicos, que dependem de um conjunto de fatores coordenativos e neuromotores em relação ao recrutamento de fibras musculares, principalmente pelas especificidades das modalidades (Murphy et al., 1994; Tsekouras et al., 2005).
Apesar dos apontamentos sobre a manifestação dos tipos de contração e recrutamento de fibras, é notório que fatores como idade (Klika e Thorland, 1994; De Ste Croix et al., 2002; Hunter et al., 2004; Mclafferty et al., 2004; Dos Santos Cunha et al., 2011), características físicas (Klika e Thorland, 1994; De Ste Croix et al., 2002; Dos Santos et al., 2012; Morais et al., 2013; Dingley, A. A. et al., 2014), ou tipo de exercício (Komi, 2008),
devem ser qualificados para o desenvolvimento da força, atendendo as especificidades das modalidades, ambiente e aplicabilidade (Schneider e Meyer, 2005).
Considerando que as diferentes manifestações da força são avaliadas em ambientes terrestres por meio de objetos rígidos, na natação, as forças aplicadas por meio da ação dos membros superiores e inferiores durante o nado têm como principal objetivo vencer as forças resistivas causadas pela água sobre o corpo durante o deslocamento. Estas forças atuam na redução da velocidade de deslocamento, chegando a interrompê-lo caso a força propulsora aplicada no sentido contrário não seja superior à força resistiva (Marinho et al., 2009; Zamparo et al., 2009; Barbosa et al., 2015).
Entendendo a necessidade do treinamento de força em ambiente terrestre, este visa aprimorar o recrutamento muscular, oferecendo sobrecarga aos músculos na intenção de aumentar não somente a força muscular, mas a força exercida durante o nado (Smith, David J et al., 2002; Barbosa e Júnior, 2006; Kraemer e Zatsiorsky, 2008), bem como contribuir para a manutenção da velocidade, dos parâmetros técnicos e aquisição de melhor posição hidrodinâmica e suplementar para as atividades nas sessões de treinamento (Aspenes et al., 2009; Garrido et al., 2010).
Nesse sentido, pode-se considerar que a diversidade de métodos de treinamento da força tem sido utilizada na intenção de verificar a aplicabilidade e a transferência da força nos quatro nados.
Porém, é importante ressaltar que exercícios de força em ambiente terrestre (Morouço, Pedro Gil et al., 2012) apresentam tendência de contribuição no aumento da potência muscular e, consequentemente, na velocidade de nado. Estudos clássicos demonstraram transferência positiva entre o treinamento de força terrestre e o desempenho (Costill et al., 1980; Miyashita e Kanehisa, 1983); (Tanaka et al., 1993; Marinho e Júnior, 2004).
Bem verdade que pouco se verifica sobre as associações entre os parâmetros da força obtidos através do treinamento de força terrestre e o desempenho, especificamente, fazendo uso de outros exercícios que possam representar grupamentos musculares utilizados no nado. Entretanto, métodos comumente utilizados para medir a força e a potência muscular foram quantificados por exercícios convencionais, os mesmos utilizados no treinamento de força em ambiente terrestre (Castells, 2013c).
Crowe et al. (1999) utilizaram uma repetição máxima no exercício supino, puxador pulley e tríceps em atletas do sexo masculino e feminino. Embora tenham obtido correlações significativas entre os três tipos de exercícios e a força exercida em nado atado (FNA), apenas o puxador pulley apresentou correlação significativa com o desempenho nas atletas femininas (r=
0,64; p 0,05). Corroborando com estes achados, Morouço, Neiva, et al. (2011) consideram que este exercício, adicionado o exercício de agachamento (Morouço, Pedro G, Neiva, Henrique P, et al., 2012), são os que apresentam maior representatividade na transferência do exercício terrestre e o desempenho.
Considerando outro método de avaliação da força, Marinho e Andries Júnior (2004) observaram correlação moderada (r=0,57) entre a força isométrica máxima pós-treinamento e a velocidade no nado crawl em curtas distâncias. Já para Barbosa e Andries Júnior (2006) e Tanaka et al. (1993), foram observados aumentos entre 12% a 25% da força muscular e sem aumento significante na velocidade, após oito semanas de treinamento com objetivo no aumento da força e potência muscular. Se considerar os parâmetros técnicos no nado e isolados de braços e pernas, aumentos em torno de 10% (Deschodt et al., 1999) a 12% (Hollander et al., 1986) na velocidade máxima no nado crawl foram observados.
Por estas afirmativas, considera-se que o treinamento de força em ambiente terrestre manifesta transferência nas ações propulsivas de acordo com a periodicidade do treinamento. Porém, o momento de aplicação do treinamento na periodização influencia no desempenho, ou mesmo na potência de nado, independente do controle das cargas (Tanaka et al., 1993).
Com relação ao controle e periodicidade das cargas, Barbosa e Andries Junior (2006) observaram o efeito do treinamento de força em nadadores velocistas universitários com idade média de 21,9 ± 2,1 anos, divididos em dois grupos, sendo estes submetidos ao treinamento em diferentes domínios da força (máxima, rápida e potência) para membros superiores e inferiores. Os achados observam relação de causa e efeito entre aumento da força e melhora no desempenho em curtas distâncias. Estes fatores tendem a se relacionar com o aumento no recrutamento de unidades motoras e respostas intramusculares, sugerindo que a transferência da força para a água está relacionada com a capacidade de obter maior valor da força muscular em mesmo período de tempo.
Johnson et al. (1993) corroboraram com os achados ao verificar a relação por meio de teste de uma repetição máxima no exercício supino e a velocidade de nado (1,72 a 2,31 m.s -1), considerando que a força medida através de teste em ambiente terrestre não contribui significativamente na previsão da velocidade de sprint. Este fator pode estar associado pela diferença entre as idades e parâmetros antropométricos e estruturais em grupos heterogêneos. Mesmo em grupos homogêneos esses resultados não são tão expressivos quanto o esperado (r= - 0,58; p0,01) (Garrido et al., 2010).
Com intenção de limitar fatores intervenientes à realização do movimento e velocidade da execução dos exercícios, (Dominguez-Castells e Arellano, 2011) utilizaram um
controlador de velocidade linear (encoder) para medir a potência desenvolvida durante as repetições em velocidade máxima no exercício de supino. Foi observada a existência de correlação moderada entre a potência máxima no supino e a potência do nado (r= 0,63), e nenhuma correlação apresentada com a velocidade de nado.
Em um contexto macro, a mensuração da força e potência em ambiente terrestre foi realizada utilizando, prioritariamente, testes isocinéticos ou isométricos (Garrido et al., 2010; Morouco, Neiva, et al., 2011). Estes testes permitem compreender o desempenho e fornecer parâmetros para o treinamento.
Considerando as especificidades dos métodos de treinamento de força em ambiente terrestre e aquático, alguns estudos têm demonstrado maior eficácia do treinamento na água com uso de equipamentos que aumentam o arrasto hidrodinâmico durante a fase subaquática, quando comparados a exercícios realizados em meio terrestres (Payton e Lauder, 1995; Girold et al., 2006; Girold, S. et al., 2007).
Evidências de que exercícios de força em ambiente aquático, aumentados pelo arrasto hidrodinâmico e consequente aumento na FP, são antagônicos à proposta de transferência do exercício em ambiente terrestre, mesmo com a afirmativa de que a força muscular aumentada por exercícios realizados com equipamentos ou pesos livres aumentam o potencial de reflexo (Aspenes et al., 2009).
Este tipo de força torna-se questionável em função da correspondência efetiva da contração muscular exercida no meio líquido (Barbosa e Andries Junior et al., 2006), mesmo sendo notórias as diferenças de recrutamento muscular observadas em equipamentos que simulam a braçada e o nado, ambos quantificados por atividades eletromiográficas da musculatura de membros superiores (Olbrecht e Clarys, 1983).
A especificidade da utilização de implementos como tubos elásticos (Girold et al., 2006; Girold et al., 2007), palmar (Telles et al., 2011), nadadeiras e parachutes (Barbosa, Moraes, et al., 2013), demonstraram resultados positivos e aumento significativo na velocidade de nado e força muscular de membros superiores relacionados ao desempenho em provas de 100m após três semanas de treinamento de força específico, com uso de corda elástica e no “swim-bench” (banco simulador do nado) (Gergley et al., 1984; Girold et al., 2006). O que possibilita considerar que a força adquirida em treinamento com equipamento e a especificidade do nado podem contribuir para o aumento da velocidade de nado, este não exclusivamente relacionado de forma direta ao aumento da força muscular.
Portanto, presume-se que as afirmativas da associação entre ganho de força muscular em exercícios realizados em ambiente terrestre e as respectivas transferências dos
níveis de força aplicados à fase subaquática durante e no desempenho, são inconclusivas (Tanaka et al., 1993; Tanaka e Swensen, 1998; Barbosa e Andries Júnior, 2006; Girold, S. et al., 2007; Aspenes et al., 2009; Garrido et al., 2010).
Mesmo que seja plausível admitir que a força adquirida em ambiente terrestre atue ou complemente o programa de treinamento, a dificuldade em compreender a complexidade dos movimentos realizados em ambiente aquático e as respectivas forças resistivas do treinamento de força terrestre que provoquem adaptações e transferência positiva na propulsão, deve ser quantificada por análises cinemáticas dinâmicas dos nados (Loturco et al., 2015), considerando a compreensão do movimento dinâmico propulsor, que, segundo Counsilman (1971), é a força gerada pelo efeito da tração subaquática de braços e propulsão de pernas, que resultam no avanço do corpo à frente, denominado como força propulsora (FP) (Smith et al., 2002; Akis e Orcan, 2004; Morouco, Keskinen, et al., 2011).
É importante considerar que a FP não representa a força máxima oriunda da contração muscular voluntária, estando associada a padrões técnicos e efeitos da contração e co-contração muscular (Da Fonseca, 2001; Matsuda et al., 2016) e estes associados aos conceitos relacionados à taxa de desenvolvimento da força (TDF) e impulso (IMP).
Ainda sobre a FP, Counsilman (1968) e Silvia (1970), acreditam que fazendo uso dos conceitos atribuídos na terceira Lei de Newton é possível compreender a propulsão dos corpos na água. Sendo assim, o deslocamento do nadador dependente das forças que atuam sobre o corpo, ou seja, a FP irá impulsioná-lo à frente pela relação entre a FP e as forças resistivas (FR) (Bixler, 2008).
Considerando a relação entre as FP e FR, três conceitos importantes para a compreensão das forças e o deslocamento são necessários:
1. A igualdade entre a FP e a FR, onde a velocidade uniforme mantém o corpo estático; 2. O aumento da FP em relação à FR, onde ocorre o fenômeno da aceleração dos corpos; 3. A Ação da FP em menor magnitude que a FR, onde ocorre a desaceleração dos
corpos (Vorontov, 2004).
Portanto, a forma mais eficiente de melhorar o desempenho não está relacionada à força máxima aplicada na braçada, mas em minimizar as FR concomitantes à FP.
No entanto, a FP não ocorre de forma linear. Os movimentos propulsivos de braços durante a fase subaquática assumem trajetórias que geram FR e estas mudanças repentinas podem causar desaceleração, segundo Counsilman e Brown (1971), e a modificação da técnica
está relacionada à capacidade de gerar FP e influenciar o desempenho em provas de diferentes distâncias, especificamente nas provas de velocidade (Schneider e Meyer, 2005; Girold et al., 2006; Girold, S. et al., 2007).
Na FP a composição corporal e as capacidades motoras força e velocidade (Costill et al., 1980; Marinho e Gomes, 1999; Marinho e Júnior, 2004; Barbosa e Júnior, 2006) são também essenciais para o desempenho na natação (Toussaint e Truijens, 2005).
Após considerar o aumento da magnitude da FP e força muscular, ainda é inconclusivo admitir que um fator seja melhor ao compará-los, e estes não podem ser responsabilizados individualmente pelo efeito positivo do outro.
As influências em relação às diferenças individuais e técnicas são responsáveis por diferentes padrões de braçada (Berger et al., 1999) e também pela ação concomitante dos mecanismos fisiológicos, responsáveis pelo fornecimento de energia pelas vias aeróbia e anaeróbia, a razão entre eficiência mecânica propulsiva total e a intensidade da força de arrasto hidrodinâmico que atuam no deslocamento (Vilas-Boas, 2000).
Porém, é importante destacar que o desenvolvimento do treinamento de força em ambiente terrestre pode ser considerado imprescindível para nadadores de alto nível. Por esse motivo, a avaliação da força e monitoramento do desempenho torna-se um recurso necessário no processo de construção da periodização para atletas de resultados mais expressivos (Marinho e Andries Júnior, 2004). Mas, para que a avaliação da força obtida em ambiente terrestre seja fidedigna, testes dinâmicos para membros superiores e inferiores em equipamentos isocinéticos foram realizados (Schneider e Meyer, 2005) e tendem a não considerar a especificidade da propulsão nos nados, ampliando os precedentes científicos no uso de equipamentos que efetivamente representem as respectivas propulsões de braços e pernas em ambientes aquáticos.
4.1.1. Mensuração da força na natação
A contribuição da contração muscular quantificada, extrapolada ao comportamento da velocidade de nado, aponta para reflexões sobre a relação entre estas variáveis. Estudos em biomecânica e fisiologia aprimoram métodos, equipamentos e análises para compreender a relação e característica da manifestação da força em ambientes aquáticos (Morouco et al., 2012).
Entendendo que o principal objetivo da natação é percorrer uma distância em menor tempo possível, com menor dispêndio energético e eficiência mecânica, a força tem sido apontada como principal fato de contribuição no aumento da velocidade de nado. Além disso,
presume-se que, quanto menor a distância, maior é a contribuição da força nos parâmetros técnicos de cada prova (Morouco, Keskinen, et al., 2011).
A força é uma capacidade motora presente em diferentes modalidades e sugere-se que tanto a força quanto a potência são determinantes no desempenho esportivo (Scrimgeour et al., 1986; Tanaka et al., 1993; Tanaka e Swensen, 1998; Girold, S. et al., 2007), com correlações variando entre r= 0,71 a 0,90 em esforços de curta duração (abaixo de 45 segundos) e entre a potência máxima de membros superiores e a velocidade no nado crawl (Aspenes et al., 2009; Morais et al., 2012).
Para a velocidade de nado em provas de curta distância (Papoti et al., 2007; Morouco, Keskinen, et al., 2011; Morouco et al., 2012), a participação predominante é da força máxima e força rápida (Morouco, Keskinen, et al., 2011; Strzala et al., 2013; Strzala et al., 2014). Porém, os modelos teóricos aplicados pelos testes podem demonstrar uma relação errônea sobre a medida da força, já que resultados obtidos através de uma repetição máxima não representam a força explosiva (Á Lez-Badillo e Á Nchez-Medina, 2010).
Na tentativa de mensurar a potência metabólica exercida em ambiente aquático, diferentes foram os testes para quantificar a relação entre o exercício terrestre e a potência muscular durante o deslocamento em ambiente aquático.
Os testes foram realizados para membros superiores em cicloergômetros, mesmo modelo proposto (Bar-Or, 1987) no teste de Wingate. Este método permite controlar a carga na tentativa de analisar a atividade muscular respectiva ao nado, entretanto, não considera a ação rotacional do eixo central e manivelas das bicicletas, porém, relacionado ao desempenho (Hawley et al., 1992), Inbar e Bar-Or (1986) encontraram correlação de r= - 0,92 entre potência média dos braços e o desempenho no nado crawl em 25 metros, similaridade apresentada em 50 metros (r= 0,83, p 0,001) e 400 metros (r= 0,63, p 0,01) para atletas do sexo masculino e feminino (Hawley e Williams, 1991).
Paralelo aos estudos de Wingate, o swim-bench ou banco simulador de nado, utilizado para medir a força produzida com base na similaridade da braçada (Ribeiro, 2007) é considerado um equipamento isocinético com resistência semi acomodativa, que, além do pico da força, permite quantificar o trabalho realizado e a quantidade de potência produzida (Sharp, Troup e Costill, 1982).
Sharp, Troup e Costill (1982) avaliaram 22 homens e 18 mulheres e demonstraram que a potência dos membros superiores, determinada em swim-bench, é fortemente correlacionada com a velocidade de nado em 25m no nado crawl (r = 0,90).
Hawley e Williams (1991) avaliaram a potência anaeróbia de membros superiores de 30 nadadores e apresentaram correlações de moderada a alta da potência pico, potência média e índice de fadiga e a velocidade de 50m no nado crawl (r= 0,82; r= 0,83 e r= 0,41, respectivamente), sendo a potência de membros superiores importante para provas de 400m (Strzala e Tyka, 2009; Garrido et al., 2010).
Apesar dos apontamentos sobre o uso do Wingate e Swim bench, prudência deve ser aplicada na análise destes resultados, uma vez que dubiedade é observada em função das características heterogêneas dos atletas em relação à idade, sexo e maturação sexual (Ribeiro, 2007). Como instrumento de treino, pode-se observar efeito positivo com treinamento em alta intensidade e predominância anaeróbia, exclusivamente associada a exercícios de alta intensidade e curta duração (Morton e Gastin, 1997) e com maiores valores de potência de membros inferiores quando comparado aos membros superiores (Swaine, 2000).
Como treinamento da força, aparentemente não se concretiza como eficiente, em função de não simular o que se propõe e o produto final que é o desempenho (Tanaka et al., 1993). Também em função da especificidade do equipamento, pouco se discute sobre o uso em crianças, onde a potência muscular está associada ao crescimento das estruturas musculares, maturação e mudanças nas capacidades fisiológicas, que atuam diretamente na FP.
Porém, apesar da relação entre a medida da força em swim bench e a velocidade do nado (Sharp, Troup e Costill, 1982) é possível considerar as limitações do método pelo efeito da força na velocidade (Costill; Rayfield, 1986). Há possibilidade, até o presente, dos resultados serem controversos por não representarem a mecânica das braçadas, o efeito hidrodinâmico e a não efetividade da força mensurada em função da atividade eletromiográfica dos músculos recrutados (Olbrecht; Clarys, 1983), a diferença na distância e a trajetória das mãos durante a fase propulsora, que é mais longa na água e, por último, a resistência ao movimento, que é diferenciada em função dos testes serem realizados em meio terrestre e com velocidade constante.
Estas limitações, comparadas a outros dispositivos, são confirmadas através de valores máximos obtidos em teste incremental até a exaustão, que apresentaram menos consistência comparada a outros ergômetros (Armstrong e Davies, 1981).
Em síntese, por mais que os experimentos do laboratório simulando o meio líquido, as especificidades não se adequam à modalidade (Swaine et al., 2010a), uma vez que não permite a simulação em nado crawl, ou qualquer outro nado, por ser limitado somente à movimentação de braços, ignorando o papel dos membros inferiores e a rotação do corpo.
Outra simulação com possibilidade de análise dos parâmetros cinemáticos para quantificar a força gerada, foi testada pelo MAD-system (Measurement of Active Drag System), que é descrito por Hollander et al. (1986) como um sistema desenvolvido para medir a FP, a potência mecânica e o arrasto ativo.
No MAD-system, a FP é quantificada a partir da força aplicada em uma haste de metal, ligada a um transdutor de força conectado a um computador, que registra a média da força aplicada em cada ponto de apoio posicionado ao longo da piscina. A potência mecânica é obtida através do produto entre a média da força e a velocidade média utilizada para percorrer a distância (Toussaint e Vervoorn, 1990). Utilizando este sistema para estimar os efeitos da fadiga nos parâmetros técnicos de braços (Toussaint et al., 2006) foi observada a diminuição na frequência gestual em 100 metros na FP, ocorrendo diminuição desta força, que é necessária para vencer a resistência imposta (arrasto hidrodinâmico).
A possibilidade de utilização dos valores referenciais obtidos pelo MAD-system no treinamento foram confirmadas por (Toussaint, e Vervoorn, 1990), que demonstram em seus resultados que os ganhos referentes à força, velocidade e potência foram significativamente maiores no grupo que treinou no MAD-system, concluindo que este sistema é um equipamento efetivo, tanto para o treinamento, quanto para a mensuração da força específica.
Para Clarys et al. (1988), o padrão eletromiográfico dos músculos recrutados no nado e com a utilização do MAD-system é idêntico, embora os gestos mecânicos empregados no sistema sejam diferentes, comparados aos gestos competitivos, ou seja, com aumento da velocidade de execução e efetiva propulsão, já que, nesta última, há necessidade de deslocamento de água para trás, enquanto no teste ocorre o apoio das mãos, proporcionando benefício em empurrar o transdutor, acreditando ser esta a principal limitação envolvendo o equipamento. É importante apontar que, em função do posicionamento padrão dos transdutores, adota-se um padrão, ou semelhança das braçadas, pois nenhuma energia é transferida para a água, apesar de assumir a velocidade constante.
Considerar a especificidade do treinamento e a avaliação da força é a melhor forma de se compreender os efeitos do treinamento e equipamentos (Telles et al., 2008), bem como o quanto de ajustes são necessários durante a temporada. A melhor forma de se compreender a FP é através de equipamentos específicos, que simulem o nado, e considerar as possibilidades que representem a força e a potência medida in-loco.
Estudos não tão recentes (Magel, 1970; 1971) descrevem que o nado atado ou semi-atado é confiável e representa a velocidade de nado em ambiente laboratorial-terrestre. A
avaliação da FNA permite mensurar diretamente a força nos movimentos relacionados ao nado (Marinho et al., 2007).
Independente do método utilizado para mensurar a força exercida durante o nado este deve considerar a especificidade da medida, principalmente pelas questões relacionadas ao ambiente, o que implica em dificuldades metodológicas. Portanto, variados métodos para medir a força e potência podem ser desenvolvidos.
4.1.2. Medida da força em Nado Atado (FNA)
Pela complexidade nas ações dos segmentos corporais durante a propulsão, é de interesse compreender as relações entre as forças necessárias para sobrepor o efeito resistivo (Vilas-Boas, 2000). Fatores biomecânicos (Akis e Orcan, 2004) podem nortear os parâmetros relacionados à mecânica e às forças exercidas no deslocamento à frente (Dadashi et al., 2012; Stamm et al., 2013).
Outros fatores são os efeitos fisiológicos e as metodologias são pautadas na descrição das demandas energéticas geradas pelo metabolismo aeróbio/anaeróbio e atuam na contração muscular, fornecendo energia para o trabalho mecânico (Barbosa e Vilas-Boas, 2005; Barbosa et al., 2010). É importante destacar que a base destes conceitos foi desenvolvida em nadadores de alto nível (Silva et al., 2006). Pouco se discute sobre essa eficiência mecânica e fisiológica em atletas com menor índice técnico.
Newton et al. (2002) relataram que bons níveis de força e potência são necessários no desempenho na natação. Vorontsov (2010) propõe que durante o período púbere (entre 12 a 14 anos e 14 a 16 anos para meninas e meninos respectivamente), oferecem implicações e um aporte biológico ideal para o desenvolvimento do sistema enérgico pela via anaeróbia, contribuindo na potência máxima, resistência muscular e habilidades coordenativas envolvidas na relação força-velocidade.
No entanto, o desenvolvimento da natação está centrado especificamente na melhoria na técnica (Barbosa et al., 2012), abrindo mão de variáveis que influenciem este processo, cometendo equívocos metodológicos na quantificação das capacidades físicas devido à especialização técnica do nado.
Em síntese, a tentativa de mensurar a força no nado foi através do método de nado atado (NA) (Magel, 1970; 1971). Esta técnica visa fixar o nadador pela cintura através de um cabo fixo a um dispositivo (dinamômetro) que mensura os distúrbios gerados pela força exercida. É importante destacar que os testes atados não são exclusividade da natação e têm
