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LEONARDO HENRIQUE DALCHECO MESSIAS
OBTENÇÃO DE PARÂMETROS ANAERÓBIOS DE ATLETAS DE ELITE DA CANOAGEM SLALOM POR MEIO DA APLICAÇÃO DE ERGOMETRIA ATADA:
RELAÇÕES COM O DESEMPENHO
Limeira 2014
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RESUMO
A utilização de avaliações fisiológicas para modalidade esportivas em ascensão se faz necessária para promoção do monitoramento e melhor controle do treinamento. Entretanto, nesse processo a especificidade da modalidade em questão necessita de ser preservada. Sendo o metabolismo anaeróbio extremamente requisitado durante as provas de canoagem slalom, a aplicação de sistemas atados para determinação de parâmetros acerca dessa via energética pode ser extremamente interessante. Desse modo, o objetivo do presente projeto foi aplicar um teste específico atado para a determinação de parâmetros anaeróbios de canoístas slalom e estudar a relação dos resultados obtidos nesse teste com o desempenho esportivo na modalidade. Para isso, atletas de elevado rendimento nesse esporte foram submetidos a um teste all-out de 30-s atado (em piscina) e avaliação de desempenho (em corredeira), todas realizadas sob caíque. O sistema de canoagem atado (SCA) foi utilizado no teste de all-out. Os canoístas remaram atado utilizando uma corda elástica atada ao caiaque e a uma célula de carga fixada na borda da piscina conectada a um sistema de aquisição de dados com sinais sendo coletados a 1000 Hz. Um teste all-out anaeróbio atado de 30-s, foi aplicado para a determinação de valores absolutos (A) e relativos (R) de força pico (FPico), média (FMéd), mínima (FMin), índice de fadiga (IF) e impulso. Uma simulação de prova contendo 24 portas foi aplicada objetivando a aquisição de variáveis como tempo de prova (TP), distância, velocidade média e respostas acerca da freqüência cardíaca durante o esforço. Nos testes de all-out e simulação de prova, coletas de sangue (25ul) visando a análise da concentração de lactato sanguíneo foram realizadas antes dos testes, e no 2°, 4°, 6°, 8° e 10° minuto após testes. A aplicação de provas simuladas para análise de respostas fisiológicas e de desempenho dos atletas permitiu observar a existência de correlações mais pronunciadas entre o rendimento e alguns dos parâmetros obtidos nos diversos tipos de testes anaeróbios. Dentre essas, foram destacadas as significantes e
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inversas correlações visualizadas entre TP (109,1±15,0 s) e A.FPico (170,29±35,36 N; r= -0,60), R. FPico (2,50±0,39 N•kg; r=
-0,71), A.FMéd (121,12±23,58 N; r= -0,61), R.FMéd (1,78±0,26 N•kg ; r= -0,73), A.Impulso (3634,73±707,26 N/s; r= 0,61) e R.Impulso (53,46±7,72; N/s•kg r= -0,73). Desse modo, foi possível, após a conclusão do projeto, diagnosticar quais parâmetros, de fato, foram mais atrelados com o rendimento, propondo direcionamentos concretos relacionados ao monitoramento de intensidade do esforço e ao treinamento objetivando o desempenho esportivo.
Palavras-chave: Canoagem, slalom, especificidade, condição anaeróbia,
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ABSTRACT
The using of physiological evaluations is utmost necessary for training monitoring and control. However, in this process is necessary to preserve the specificity. Considering that the anaerobic metabolism is required during canoe slalom races, the application of tethered evaluations for anaerobic assessment may be relevant. Thus, the aim of this study was apply an specific tethered test to determine anaerobic parameters of slalom kayakers and study the relationship of these parameters with the performance in canoe slalom races. Slalom kayakers were evaluated by means of a 30-s all-out tethered test (in swimming pool) and performance evaluation (river rapid) using a kayak. Tethered canoe system (TCS) was used in the all-out test. Slalom kayakers paddled tethered using an elastic cord fixed in the swimming pool connected to a system of data acquisition being collected at 1000 Hz. The all-out 30-s test was applied for the assessment of absolute (A) and relative (R) peak force (PForce), mean force (MeForce), minimum force (MinForce), fatigue index (FI) and impulse. A simulated race with 24 gates was applied for performance assessments. Inverse correlations were visualized between time of race (109,1±15,0 s) and A.PForce (170,29±35,36 N; r= -0,60), R. PForce (2,50±0,39 N•kg; r=-0,71), A.MeForce (121,12±23,58 N; r= -0,61), R.MeForce (1,78±0,26 N•kg ; r= -0,73), A.Impulse (3634,73±707,26 N/s; r= -0,61) e R.Impulse (53,46±7,72; N/s•kg r= -0,73). Thus, was possible after the conclusion of this study visualize which parameters were related with the performance, proposing guidance for effort intensity monitoring for better performance.
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Sumário
RESUMO... vii
ABSTRACT ... ix
AGRADECIMENTOS ... xv
LISTA DE ILUSTRAÇÕES ... xvii
LISTA DE TABELAS ... xix
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ... xxi
1. INTRODUÇÃO GERAL ... 1 2. OBJETIVOS ... 5 3. MATERIAIS E MÉTODOS... 6 3.1. Participantes ... 6 3.2. Local ... 7 3.3. Delineamento do Estudo ... 7 3.3.1 Instrumentação Geral ... 8
3.3.2. Sistema de Canoagem Atado – SCA ... 8
3.3.3. Determinação da força anaeróbia atada por meio do teste all out de 30-s. ... 15
3.3.4 Aplicação de prova simulada para análise do desempenho ... 17
3.4. Extração de sangue e análises lactacidemicas ... 20
3.5. Análise estatística ... 20 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 21 ARTIGO 1 ... 23 ARTIGO 2 ... 45 5. CONCLUSÃO GERAL... 59 6. REFERÊNCIAS ... 60 7. ANEXOS ... 64 7.1 Financiamento da pesquisa ... 64
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Dedicatória
Dedico esse trabalho a Deus, pois apenas por ele, apenas pela
sua bondade, pela sua crença em mim, foi possível o cumprimento
desse projeto.
Muito obrigado.
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AGRADECIMENTOS
-Inicialmente, agradeço a Deus por me proporcionar esse trabalho, por me dar força, capacidade, e acima de tudo, fazer com que eu ame aquilo que faço.
-A minha Família, minha mãe Maria, meu pai Eliseo e minha irmã Cássia, por sempre acreditarem em mim e me darem forças pra continuar. Muito obrigado.
-A minha orientadora Prof. Dra. Fúlvia de Barros Manchado-Gobatto, pela sua incomparável pessoa, por sempre, em todas as ocasiões, me apoiar, ajudar, e ser sempre solicita nas dificuldades que tive durante todo o processo.
-Ao Prof. Dr. Cláudio Alexandre Gobatto, por antes mesmo do meu ingresso no mestrado, abrir as portas do seu laboratório e me proporcionar grande aprendizagem acerca da ciência.
-Ao amigo, Pedro Paulo Menezes Sacriot, por ser uma pessoa extremamente boa, simples e competente, e ter a capacidade de usar tal competência de forma excelente no auxílio de seus colegas.
-Aos amigos Ivan, Filipe, Beck, Homero, Lucas, Willian, Natália, Adriano e a todos os integrantes do LAFAE, por fazerem de tal laboratório um local amigável, produtivo, e memorável.
-Ao LAFAE, por ser um ambiente exemplo, exemplo o qual levarei para o resto de minha vida.
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-Aos técnicos e atletas da Associação de Canoagem de Piracicaba (ASCAPI), em especial, Denis Terezani e Gustavo Gozzo, por sempre nos auxiliar em diversos aspectos.
-A Seleção Brasileira de Canoagem Slalom, ao coordenador Argos Rodrigues, aos técnicos Ettore Ivaldi e Guile, e a todos os atletas que participaram de forma fundamental para que o presente projeto pudesse ser realizado.
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LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1. a) Piscina de 25 metros a qual o protocolo atado foi efetuado. b) Canal
da Usina Hidroelétrica de Itaipu utilizada na aplicação da simulação de prova.
Figura 2. Organograma representativo do desenho experimental adotado no
presente projeto.
Figura 3. Caiaque modelo Flecha composto por material polietileno utilizado no
protocolo atado.
Figura 4. Célula de carga com capacidade de 500kgf utilizada no SCA.
Figura 5. Ventosa na qual a célula de carga foi acoplada.
Figura 6. a) Cabo elástico utilizado no SCA. b) Linearidade do elástico verificada
pela força realizada para estender o elástico a cada 0,5 metros.
Figura 7. Quilha empregada para estabilização do ergômetro. a) Todas as partes
que compõem a quilha ilustrada de forma separada. b) Quilha montada.
Figura 8. a) Amplificador usado para ampliação do sinal emitido pela célula de
carga. b) Módulo USB 6008 que realizou a conversão em sinal digital.
Figura 9. a) Dinamômetro utilizado na calibração do sistema. b) Reta de
calibração utilizada para a conversão das unidades de massa para força (N).
Figura 10. Sistema de Canoagem Atada (SCA) desenvolvido para aplicação do
protocolo anaeróbio atado em canoagem slalom. A quilha na parte traseira e inferior da embarcação foi acoplada visando a estabilização do ergômetro. Através do esforço exercido durante o teste, o elástico fixado ao barco e a célula de carga (fixada a uma ventosa) foi estendido, gerando micro modificações na célula de carga, o qual teve seu sinal amplificado pela interface e finalmente pode ser visualizado em um computador, por meio do software LabView.
Figura 11. Exemplo gráfico da FPico, FMéd, FMin e Impulso considerados no teste de all-out.
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Figura 12. a) Output fornecido pelo LabView referente a captação do sinal total
durante o teste de all-out. b) Tratamento do sinal total do teste de all-out realizado pelo Matlab. c) Tratamento do sinal referente a apenas os 30-s do teste de all-out.
Figura 13. Especificações das portas utilizadas na prova simulada. A prova contou
com 24 portas, sendo 18 situadas a favor da corrente (sinalizadas pela cor verde), e 6 situadas contra a corrente (sinalizadas pela cor vermelha).
Figura 14. a) Logística adotada no teste de simulação de prova. b) Exemplo da
interface produzida pelo GPS acerca da trajetória traçada pelo canoísta durante o teste.
Figura 15. Extração de sangue para análise da concentração do lactato
sanguíneo.
ARTIGO 1
Figure 1. Distribution of publications regarding physiological, psychological,
biomechanical, performance, race strategies and training aspects related to canoe slalom in the last decades (analyzed period: from 1971 to 2013)
§
Review was made until July/2013.
Figure 2. Percentage distribution of scientific articles indexed when considering
the main topics investigated in productions (Results shown in percentage for the n total of publications on the canoe slalom, n=21).
ARTIGO 2
Figure 1. a) Tethered Canoe System (TCS) used in the all-out test. b) Raw data
(grey) and the mean at each of 1000 signals (black) obtained at 1000 Hz in the all-out test; the PForce, MeForce and MiForce of the all-out test are labeled.
Figure 2. Pearson product moment (r) and confidence interval (CI) between the TR
and the absolute and relative PForce, MeForce, and IMP values. A.PForce= absolute peak force; R.PForce = relative peak force; A.MeForce = absolute mean force;
R.MeForce = relative mean force; A.IMP = absolute impulse; R.IMP = relative
impulse; TR = time of race. P<0.05.
Figure 3. Two-way ANOVA interaction analysis on blood lactate concentrations
[Lac] at different time points (rest, 2, 4, 6, 8 and 10 minute) in the all-out test and simulated race. P<0.05.
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LISTA DE TABELAS
ARTIGO 1
Table 1.Studies regarding physiological, psychological, biomechanical,
performance, race strategies and training aspects and canoe slalom published in periodical publication from 1973 to 2013.
Table 2. Anthopometrical and morphological variables of sports performed on
boats.
ARTIGO 2
Table 1. Absolute (A) and relative (R) values for peak force (PForce), mean force (MeForce), minimum force (MiForce), FI and impulse (IMP) obtained in the all-out 30-s test.
#
Upper and lower confidence limits of confidence interval for SD
Table 2. Time of race (TR), distance, mean velocity (MV), peak heart rate (PHR), mean heart rate (MeHR) and minimum heart rate (MiHR) obtained in a simulated race. #
xxi
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Aer – contribution of aerobic metabolism
Anl– contribution of lactic anaerobic metabolism AnAl– contribution of alactic anaerobic metabolism ATP – adenosine trifosfato
BP – block periodization C1 – canoe single
CV – coefficient of variation Df – drag force
FC – frequência cardíaca
FCPico – frequência cardíaca pico
FCMéd – frequência cardíaca média
FCMín – frequência cardíaca mínima
FPico –força pico
FMéd – força média
FMín – força mínima
FI – fatigue Index HR – heart rate
ICC – teste de correlação intraclasse ICF – International Canoe Federation IF – índice de fadiga
IMP – impulse K1– kayak single MePower – mean power
MeHr – mean heart rate
MeHr – minimum heart rate
MiPower – minimum power
xxii PHR – peak heart rate
PPower – peak power
PPico – potência pico
PMéd – potência média
PMín – potência mínima
SCA – sistema de canoagem atado TCS – tethered canoe system
TP – traditional periodization TP – tempo de prova
VT2 – ventilatory threshold 2
VO2peak– peak oxygen consumption
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1. INTRODUÇÃO GERAL
A crescente busca pela otimização do treinamento a atletas de diversos níveis tem se tornado a ferramenta chave para aquisição de melhor rendimento esportivo. Como via para tal fim, a utilização de dados científicos provenientes de pesquisas bem elaboradas que abordam diversas áreas e princípios do treinamento são proporcionalmente evidentes em modalidades que detém de um reconhecimento midiático mais elevado. Nesse sentido, modalidades que apresentam ascensão de forma lenta e gradativa, sofrem com a escassez de estudos científicos e consequentemente, treinadores e preparadores físicos são impossibilitados de otimizarem o treinamento e o desempenho de seus atletas. Dentro de tal problemática é possível destacar a canoagem slalom. Inserida como uma categoria dentro da grande modalidade canoagem, a slalom possui características peculiares e únicas, sendo a elaboração de pesquisas científicas voltadas a essa categoria dificultadas por vários seguimentos no qual a slalom está inserida.
Originada em 11 de setembro de 1932, na Suíça, a modalidade canoagem slalom surgiu da adaptação do “esqui slalom” sob a neve, o qual só poderia ser realizado no inverno. O primeiro campeonato mundial da modalidade aconteceu em 1949, em Geneva. Posteriormente em 1972, foi inserida como modalidade demonstrativa nas Olimpíadas de Munique (Sidney e Shephard, 1973; Ridge et al., 2007). Em 1992, a canoagem slalom retornou aos jogos Olímpicos de Barcelona, e desde então tal modalidade é presente nas Olimpíadas. Apesar de não ser considerada uma modalidade recente, é evidente na literatura a escassez de estudos científicos voltados exclusivamente a slalom (Messias et al., 2014), sendo atualmente encontrados trabalhos acerca de parâmetros fisiológicos (Sidney e Shephard, 1973; Baker, 1982; Messias et al., 2013; Messias et al., 2014; Manchado-Gobatto et al., 2014), psicológicos (Males et al., 1998; Moran e MacIntyre, 1998; White e Hardy, 1998; Macintyre et al., 2002; Macintyre e Moran, 2007), biomecânicos (Hunter et al., 2007), de estratégias de prova (Hunter et al.,
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2008; Hunter, 2009), variabilidade em provas (Nibali et al., 2011), bioenergética e metabolismo (Zamparo et al., 2006), e treinamento (Ušaj, 2002).
As provas de slalom são caracterizadas por descidas em rios e corredeiras, sendo alocadas balizas ou “portas” tanto a favor como contra a corrente, a qual o canoísta deve transpor durante o trajeto. Caso o atleta toque a baliza com corpo, embarcação ou remo, um acréscimo de 2 segundos é atribuído ao seu tempo final. O não cumprimento da transposição das portas ocasiona em uma penalidade de 50 segundos para cada porta que não foi transposta. A denotação do vencedor é realizada de acordo com o menor tempo obtido na sua descida. Apesar das regras serem bem elaboradas e estabelecidas, o trajeto no qual o canoísta percorre não é linear, ou seja, mudanças de direções bem como acelerações e desacelerações são constantes durante a prova. Além disso, não há similaridade entre as provas, ou seja, nenhum percurso em determinado campeonato será semelhante a outro que já tenha ocorrido (Messias et al., 2014).
Tais fatores tornam a slalom um desafio para a comunidade científica no que tange a aplicação de protocolos que possibilitem a aquisição de dados aplicáveis na prática. Embora Manchado-Gobatto et al., 2014 terem analisado parâmetros aeróbio e anaeróbio por meio da aplicação de um teste específico, até o presente momento é inexistente na literatura a aplicação de protocolos que de fato apresentem relações com o desempenho desses atletas. Além disso, é pautado que o metabolismo anaeróbio é predominante em prova simulada para essa modalidade (Zamparo et al., 2006), sendo a adequações de protocolos visando respostas acerca desse metabolismo de inestimável validade para a o desenvolvimento e elaboração de programas de treinamento.
Com relação à obtenção de parâmetros acerca da potência anaeróbia, Bar-Or et al., (1977) propuseram o referenciado Wingate Anaerobic Test. Inicialmente aplicado em ciclo ergômetro, o teste consiste em o avaliado realizar esforço máximo durante 30 segundos contra uma resistência relativa a 7,5 % da sua massa corporal. Por meio da aplicação de tal teste, algumas variáveis podem ser obtidas. A maior potência relatada durante o Wingate é considerado como a
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potência pico (PPico), a média das potências realizadas durante os 30 segundos é interpretada como a potência média (PMéd), e o menor registro de potência obtido durante o teste é denominado potência mínima (PMín). Ainda como resultado do protocolo destaca-se o índice de fadiga (IF), caracterizado pelo decaimento da potência em função do tempo.
Os parâmetros sugeridos por esse protocolo podem ser atrelados a potência proveniente do metabolismo anaeróbio do participante avaliado. Entretanto, mesmo sendo pautado que mediadores glicolíticos são expressos durante o Wingate (Cheetham et al., 1986), existe uma dicotomia na literatura acerca das potências produzidas durante esse protocolo serem advindas de aspectos mecânicos, metabólicos ou a agregação dessas duas variáveis (Minahan et al., 2007). Contudo, apesar dessas divergências conceituais causarem confusão na literatura científica, tal protocolo foi inserido em diversos âmbitos, dentre os quais se destacam as análises das respostas obtidas no teste em relação aos gêneros (Hill e Smith, 1993), em diferentes momentos do dia (Souissi et al., 2007), em estado de hipoxia (McLellan et al., 1990) e em diferentes tempos de protocolo (Calbet et al., 1997).
Entretanto, mesmo os parâmetros supracitados permearem até hoje como válidos para o entendimento da potência anaeróbia, sua aplicabilidade foi criticada devido à inespecificidade a outras modalidades e a restrição ao ciclo ergômetro que tal protocolo possui. Nesse sentido, a utilização de sistemas que possibilitassem a aquisição de dados acerca da potência e que preservem a especificidade do desporto é imprescindível. Dessa maneira, Cheetham et al., (1985) lidaram com os empecilhos supracitados propondo um método denominado de ergometria atada. Utilizando um sistema com célula de carga, os autores propuseram um protocolo semelhante ao Wingate, mas com exercício de corrida realizado em esteira não motorizada. Nos 30 segundos de teste o avaliado realizou o esforço atado a uma corda elástica fixada em uma superfície à célula de carga, e a outra, a cintura do avaliado. A micro modificação conformacional da célula de carga durante o protocolo foi emitida como sinal de voltagem, sendo um
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conversor analógico-digital utilizado para a ampliação e transferência do sinal para o computador. De acordo com o ergômetro proposto foi possível então identificar a velocidade, força e consequentemente a potência que o sujeito desempenhou ao longo do teste.
Partindo da possibilidade de utilização de sistemas atados para mensuração de força e/ou potência com possibilidade de manutenção da especificidade, são observados na literatura diversos protocolos de avaliação adotando tal ferramenta. Dentre elas destacam-se estudos envolvendo a própria corrida, realizada tanto em laboratório (Cheetham et al., 1985; Lakomy, 1987; Chia e Lim, 2008) como e campo (Lima et al., 2011), e natação (Hooper et al., 1998; Papoti et al., 2007; Papoti et al., 2009; Papoti et al., 2013). Contudo, para outras modalidades com gestos motores específicos a literatura ainda carece da adaptação de protocolos atados, como é o caso da canoagem slalom. Para essa categoria, na qual inclusive os atletas já efetuam sessões de treinamento atado, tal ergômetro torna-se ainda mais interessante, uma vez que detém características peculiares e incomparáveis a outros desportos.
Apesar da importância dos procedimentos atados em âmbitos da avaliação e prescrição do treinamento, não há muito sentido a adoção dessa ferramenta se, de fato as variáveis obtidas utilizando o sistema atado não apresentarem relação com o desempenho em ambientes de campo. Em natação, tal comparação já foi apresentada por Papoti et al., (2013). No que tange a canoagem slalom, a relação entre as respostas obtidas por meio da aplicação do teste all-out 30 s e o desempenho na modalidade são desconhecidas. Entretanto, mais relevante do que o simples fato que essas comparações nunca terem sido realizadas, é a grande contribuição que a ergometria atada voltada para a canoagem slalom pode trazer, tanto para a prescrição de intensidade de esforço quanto para controle de cargas de treinamento
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2. OBJETIVOS
Considerando a carência de avaliações anaeróbias específicas para a canoagem slalom, a utilização de treinamentos atados e a ampla possibilidade de utilização de sistema atado para quantificação de força em modalidades esportivas, o presente projeto objetiva, de modo geral, propor um teste específico atado para avaliação de indicadores anaeróbios de canoístas slalom, investigando as possíveis correlações entre os parâmetros anaeróbios obtidos por teste atado e rendimento em remada livre e prova simulada.
Especificamente, objetiva-se:
• Propor um teste anaeróbio de 30 s executado por meio de sistema de canoagem atada, estudando a viabilidade desse protocolo na obtenção da força máxima, força média, força mínima, índice de fadiga e impulso de canoístas slalom;
• Estudar as possíveis correlações entre os parâmetros fornecidos pelo protocolo anaeróbio em remada atada e os resultados observados em prova simulada de canoagem slalom;
• Comparar as respostas lactacidêmicas observadas antes e após execução de protocolo atado e simulação de prova, verificando a reposta metabólica dos dois testes frente a esse indicador fisiológico.
Como hipóteses do presente estudo são possíveis destacar:
i. A aplicação do protocolo anaeróbio de 30-s na ergometria atada proposta
apresentará viabilidade na obtenção de seus índices, preservando o gesto motor da remada de canoístas slalom;
ii. As variáveis obtidas por meio da aplicação do protocolo anaeróbio de 30-s se
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sendo estas, apontadas como sinalizadores de desempenho esportivo, permitindo direcionamento da prescrição e controle da intensidade do exercício específico.
iii. As respostas lactacidêmicas obtidas em protocolo anaeróbio de 30-s e prova
simulada apresentarão respostas semelhantes, sugerindo que a demanda metabólica necessária na realização do protocolo anaeróbio esteja relacionada com a demanda metabólica requerida durante uma prova na canoagem slalom.
iv. Tanto as variáveis mecânicas quanto metabólicas obtidas no protocolo
anaeróbio de 30-s apresentarão relação com as variáveis obtidas em prova simulada, comprovando a efetividade da utilização do ergômetro atado em canoagem slalom;
3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1. Participantes
Participaram do estudo doze atletas do gênero masculino (idade: 18±2 anos, massa corporal: 68,1±0,6kg, estatura: 173,6±0,6 cm,10.3±0.1% de gordura e massa livre de gordura 53.4±0.8kg) de elevado rendimento na canoagem slalom, pertencentes à Seleção Brasileira dessa modalidade. Como critérios de inclusão foram considerados o atleta ser membro da equipe selecionada para avaliação, estando em treinamento na modalidade há, no mínimo, dois anos; estar realizando treinamentos periódicos nesse esporte obtendo elevado rendimento esportivo e apresentar condições físicas adequadas para o treinamento desportivo e avaliação, previamente investigadas por equipe da área da saúde.
Todos os avaliados (ou seus responsáveis, no caso dos atletas com idades inferiores a 18 anos) assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido, o qual constou a descrição das atividades à qual foram submetidos, bem como informações claras sobre a possibilidade de abandonar o estudo no momento que julgaram necessário. Esse projeto de pesquisa está inserido em uma proposta
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Desenho Experimental
Avaliação Atada Avaliação de Desempenho
•Aplicação do all-out 30 s de modo atado
•Obtenção das forças pico, média, mínima, índice de fadiga e impulso •Análise da curva de concentração lactacidêmica pós esforço All-out 30 s Simulação de prova •Tempo de prova •Distância percorrida •Colocação na prova •Velocidade média
•FC máxima, média e mínima •Análise da curva de concentração lactacidêmica pós esforço
maior, aprovada no Comitê de Ética em Pesquisa – CEP, da Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP sob o protocolo no. 02160812.9.0000.5404
3.2. Local
Todas as avaliações foram efetuadas em Foz do Iguaçu –PR, Brasil, cidade onde é localizado o centro de treinamento da seleção brasileira de slalom. O protocolo anaeróbio atado foi realizado em piscina de 25 m ao ar livre (Figura 1a). A simulação de prova foi efetuada no canal onde comumente os atletas realizam sessões de treinamento (Figura 1b).
Figura 1. a) Piscina de 25 metros a qual o protocolo atado foi efetuado. b) Canal da Usina Hidroelétrica de Itaipu utilizada na aplicação da
simulação de prova.
3.3. Delineamento do Estudo
O protocolo experimental foi composto por avaliações específicas à
canoagem slalom realizadas de modo atado,
bem como uma prova simulada para aquisição de
resultados de desempenho dos
canoístas,
conforme detalhado
na
Figura 2.
8
3.3.1 Instrumentação Geral
Todas as avaliações do presente projeto foram realizadas sob caiaque K1
(Brudeen Náutica, SP, Brasil). O protocolo atado foi executado em um caiaque cujas dimensões de massa, comprimento e largura eram, respectivamente, 16kg, 355cm e 61cm (Figura 3). Com o intuído de respeitar os instrumentos esportivos usado por cada atleta, durante as provas simuladas cada canoísta utilizou do seu próprio barco, com o qual comumente realizava as sessões de treinamentos. Mesmo não sendo apontadas as dimensões individuais de cada embarcação, todos os caíques utilizados compreendiam os limites mínimos de massa, comprimento e largura de acordo com International Canoe Federation (ICF), 2013 (Peso – 8kg; Comprimento – 350cm; Largura – 60cm). Durante todas as avaliações os atletas utilizaram do seu próprio remo, caracterizado por duas pás.
Figura 3. Caiaque modelo Flecha composto por material polietileno utilizado no
protocolo atado.
3.3.2. Sistema de Canoagem Atado – SCA
Todas as avaliações atadas foram procedidas com o auxílio de um aparato, especialmente utilizado para capturar e registrar a força em remada atada.
Figura 2.Organograma representativo do desenho experimental adotado no
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Para isso, foi utilizado uma célula de carga (Figura 4) modelo CSL/ZL (MK Controle e instrumentação Ltda.) com capacidade de 500 kgf, contendo strain gauge como elemento sensor primário a partir da aplicação elétrica de pontes de Weatstone (1/2Bridge), adaptado de Papoti et al., (2003). O dinamômetro foi fixado em uma ventosa (Figura 5), fixado à borda da piscina
Figura 4. Célula de carga com capacidade de 500kgf utilizada no SCA.
Figura 5. Ventosa na qual a célula de carga foi acoplada.
Célula de carga
•
Modelo CSL/ZL MK
•
Capacidade 500 kgf
+
10
No centro do dinamômetro foi afixado um gancho metálico, onde foi conectado um cabo elástico (Altaflex, SP, Brasil, Diâmetro externo – 16,60mm; Diâmetro interno – 4,00mm; Espessura – 6,30mm; Comprimento – 320 cm) (Figura 6a). Previamente a aplicação dos protocolos atados, a linearidade do elástico utilizado foi verificada. Partindo de um ponto sem tensão (ponto zero), o elástico foi estendido até três metros, sendo registrada a força a cada 0,5 metros (Figura 6b).
Figura 6. a) Cabo elástico utilizado no SCA. b) Linearidade do elástico verificada
pela força realizada para estender o elástico a cada 0,5 metros.
a)
11
Na extremidade oposta ao cabo elástico, foi acoplado uma braçadeira com um gancho, onde o caiaque foi fixado. Visando melhor estabilização do ergômetro, uma quilha (Figura 7) foi vinculada na traseira da embarcação.
A distensão do cabo elástico em relação à borda da piscina foi dependente da força produzida pela remada, sendo maior ou menor, dependendo da intensidade a qual o canoísta realizou durante o teste.
A deformação no strain gauge detectada pelas pontes de Weatstone devido à tensão realizada pelos esforços de remada dos canoístas, gerou uma tensão elétrica que seguiu por um amplificador (Figura 8a) antes de ser convertido em um sinal digital por meio de um módulo modelo USB 6008 (National Instruments®) (Figura 8b), que também serviu como interface com o computador. Durante os esforços, os sinais foram obtidos em uma freqüência de 1000 Hz processados, e filtrados por meio do software LabView Signal Express 2.0 (National Instruments®).
a)
b)
a
)b
)Figura 7. Quilha empregada para estabilização do ergômetro. a) Todas as
12
Figura 8. a) Amplificador usado para ampliação do sinal emitido
pela célula de carga. b) Módulo USB 6008 que realizou a conversão em sinal digital.
Previamente a análise dos dados referentes à força que os canoístas realizaram durante o teste de 30-s, foi realizada uma calibração do sistema por meio de um dinamômetro com capacidade de 20 kgf (Crown Filizola, SP, Brasil) (Figura 9a). É válido ressaltar que a calibração do sistema é fundamental para a análise dos dados obtidos por meio teste aplicado. Nesse sentido, concomitante a necessidade de calibração, existe também a dificuldade em realizar a calibração no mesmo no local onde os protocolos serão ou foram efetuados. Dessa maneira, o dinamômetro supracitado possibilitou realizar a calibração com mais facilidade sem perder sua efetividade em calibrar o sistema, sendo um utensílio inovador no que tange a calibração de sistemas atados. A reta de calibração (Figura 9b) foi realizada com anilhas de massas conhecidas (0, 5, 10, 15 e 20 kg), sendo os valores de sinal (strain) convertidos em unidades de massa (quilograma) e posteriormente em força (N).
13
Figura 9. a) Dinamômetro utilizado na calibração do sistema. b) Reta de
calibração utilizada para a conversão das unidades de massa para força (N).
Estrutura fixada junto a ventosa
Local onde a célula de carga
foi fixada
Dinamômetro Crown Filizola
20 kgf
Borboleta utilizada para regular
a tração na célula de carga
a)
14
Em síntese, a agregação de todos os itens supracitados possibilitou a construção do Sistema de Canoagem Atada (Figura 10).
Figura 10. Sistema de Canoagem Atada (SCA) desenvolvido para aplicação do
protocolo anaeróbio atado em canoagem slalom. A quilha na parte traseira e inferior da embarcação foi acoplada visando a estabilização do ergômetro. Através do esforço exercido durante o teste, o elástico fixado ao barco e a célula de carga (fixada a uma ventosa) foi estendido, gerando micro modificações na célula de carga, o qual teve seu sinal amplificado pela interface e finalmente pode ser visualizado em um computador, por meio do software LabView.
Borda da piscina Ventosa Célula de carga Quilha Corda elástica Interface Computador
15
3.3.3. Determinação da força anaeróbia atada por meio do teste all out de 30-s.
Inicialmente, visando o aquecimento prévio ao teste, os atletas remaram em baixa intensidade por 5 minutos. Após o aquecimento os sujeitos permaneceram em recuperação passiva por 5 minutos. Novamente os atletas remaram em baixa intensidade por aproximadamente 10 s até um sinal sonoro informá-los sobre o início do teste, o qual ocorreu de modo lançado. A partir desse estímulo, os atletas remaram por 30 s em intensidade máxima.
O teste de all-out possibilitou a determinação das forças pico (FPico), média (FMéd), mínima (FMin), índice de fadiga (IF) e impulso. A FPico foi considerada como o maior sinal de força obtido durante o teste de all-out. A média das forças durante os 30-s foi referente a FMéd. O menor sinal de força durante o all-out foi relativo a FMin. Para a obtenção do índice de fadiga (IF) a equação clássica proposta por Bar-Or foi adotada: IF=(( FPico - FMin / FPico )) * 100. Além das variáveis supracitadas, foi possível obter resultados acerca do impulso realizado durante o teste por meio da integração numérica pelo método trapezoidal sobre a curva dos 30-s. (Figura 11)
16
Figura 11. Exemplo gráfico da FPico, FMéd, FMin e Impulso considerados no teste de all-out.
Como descrito anteriormente, por meio do LabView a captação de sinais durante o all-out foi realizada em uma frequência de 1000 Hz, ou seja, para cada segundo foram fornecidos 1000 registros (v) desses sinais. Um exemplo do comportamento desses registros referente ao teste pode ser visualizado na Figura
12a. Devido ao grande número de dados obtidos por cada teste, o software Matlab
foi utilizado para o tratamento dos resultados (Figura 12b). De forma visual e padronizada para todos os casos, o início do teste foi entendido como a primeira elevação abrupta do sinal. Dessa maneira, a partir da determinação do ponto inicial do teste, os próximos 29.999 sinais foram considerados como os 30-s do teste de all-out (Figura 12c). Possivelmente por conta da aplicação do teste de forma lançada, em nenhum caso foi visualizado um pico momentâneo no início do protocolo que descaracterizasse o comportamento clássico da curva do teste anaeróbio utilizado.
17
Figura 12. a) Output fornecido pelo LabView referente a captação do sinal
total durante o teste de all-out. b) Tratamento do sinal total do teste de all-out realizado pelo Matlab. c) Tratamento do sinal referente a apenas os 30-s do teste de all-out.
Em estado de repouso e nos minutos 2, 4, 6, 8 e 10 ao final do teste de all-out, foram extraídas amostras de sangue do lóbulo da orelha dos canoístas objetivando a verificação do pico de concentração do lactato, o momento de sua ocorrência e a determinação da curva lactacidemica pós esforço.
3.3.4 Aplicação de prova simulada para análise do desempenho
Os atletas foram submetidos à realização de descidas em um canal (anteriormente explanado), remando a favor e contra-corrente, de acordo com a
a)
c)
b)
18
pista imposta. O trajeto contou com a distribuição de 24 portas (Figura 13), sendo 18 situados a favor e 6 contra a corrente, organizados do mesmo modo como em competições oficiais. Por serem dispostos em corredeira, os obstáculos naturais também ampliaram a dificuldade do trajeto (Figura 14a).
Figura 13. Especificações das portas utilizadas na prova simulada. A prova contou
com 24 portas, sendo 18 situadas a favor da corrente (sinalizadas pela cor verde), e 6 situadas contra a corrente (sinalizadas pela cor vermelha).
Para caracterização da simulação de prova, foram utilizados parâmetros fisiológicos e de desempenho. Especificamente, foram observados os tempos de prova, distância percorrida por cada atleta, a velocidade média de prova, a freqüência cardíaca antes, durante e após a descida bem como as concentrações de lactato sanguíneo ([Lac]).
Os valores de tempo de prova foram registrados com a utilização de um cronômetro (Cássio, modelo HS-30W-N1V). Um sistema global de posicionamento (GPS) (Polar, RS800, RJ, Brasil) foi utilizado para quantificar a distância percorrida por cada atleta, bem como a trajetória realizada durante a simulação, sendo o mesmo acoplado pouco abaixo do joelho do canoísta (Figura 14b). Amostras sanguíneas foram coletadas do lóbulo da orelha, nos tempos equivalentes ao repouso e após 2, 4, 6, 8 e 10 minutos de recuperação. Com os dados
4 metros 4 metros
19
lactacidêmicos foi possível verificar o pico de concentração do lactato, o momento de sua ocorrência e a determinação da curva lactacidemica pós esforço.
Para o registro da freqüência cardíaca durante a simulação de prova, foi utilizado um cardiofrequencímetro (Polar, RS800, RJ, Brasil). Os registros obtidos foram transferidos para um microcomputador com a utilização de uma interface específica da marca Polar. Apesar dos dados serem armazenados nos intervalos R-R, a análise da freqüência cardíaca foi procedida através dos registros a cada 1 segundo. A FCPico foi considerada como o maior registro de FC durante a simulação, a FCMéd foi obtida por meio da média de todas as FC, e a FCMin foi entendida como o menor valor de FC obtido durante a simulação.
Figura 14. a) Logística adotada no teste de simulação de prova. b) Exemplo da
interface produzida pelo GPS acerca da trajetória traçada pelo canoísta durante o teste.
a)
b)
•Ponto de partida
•Coleta de sangue pré simulação
•Colocação do GPS/Cardiofrequencímetro •Ponto de chegada
•Coletas de sangue no 2°, 4°, 6°, 8° e 10° minuto pós simulação
20
3.4. Extração de sangue e análises lactacidemicas
Durante os procedimentos invasivos, foi efetuada uma pequena perfuração para coletas de sangue do lóbulo da orelha dos avaliados com a utilização lancetas descartáveis e materiais para assepsia, garantindo a total segurança do avaliador e avaliado, a partir do qual todas as coletas de sangue foram efetuadas (Figura 15). O lóbulo da orelha foi selecionado devido à sua reduzida sensibilidade à dor e elevada capilarização. Amostras de sangue (25 µl) foram extraídas com a utilização de capilares calibrados e heparinizados, sendo posteriormente depositadas em tubos Eppendorf (1,5 ml) contendo 50 µl de fluoreto de sódio – NaF (1%). As amostras foram congeladas à temperatura -20o e posteriormente, homogeneizadas e analisadas em Lactímetro (YSI 2300 STAT Plus™ Glucose & Lactate Analyzer – Yellow Springs).
Figura 15. Extração de sangue para análise da concentração do lactato
sanguíneo.
3.5. Análise estatística
A análise estatística foi realizada utilizando um pacote de software estatístico (Statistic 7.0, Statsoft, Tulsa, USA). Previamente a análise paramétrica, a homogeneidade e normalidade dos dados foram verificadas pelo teste de
21
Levene e Shapiro-Wilk respectivamente. O teste de ANOVA-two way seguido do post-hoc de Scheffè foram aplicados para a comparação entre as concentrações de lactato do teste de all-out e simulação de prova nos diferentes momentos. O teste de correlação de Pearson foi utilizado para o relacionamento entre as variáveis. Os intervalos de confiança foram calculados para a análise de correlação e para a variância da amostra (desvio padrão) α = 0.05. Em todos os casos, o nível de significância foi fixado em 5 % (P<0.05). Os resultados estão expressos em média ± desvio padrão da média.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados do presente estudo bem como a discussão dos dados analisados serão apresentados em forma de artigos. Uma breve contextualização desses manuscritos está exibida a seguir:
Artigo 1-Physiological, psychological, and biomechanical parameters applied in
canoe slalom training: a review
Sendo a canoagem slalom uma modalidade extremamente carente de informações provenientes da literatura, e, entendo que as informações que permeiam por artigos científicos não objetivam primordialmente variáveis aplicadas ao treinamento, houve a proposta de reunir o máximo de informações possíveis relacionadas a essa modalidade em uma revisão e tentar direcionar tais estudos para a aplicação cotidiana em sessões de treinamentos.
Situação do manuscrito – Publicado no periódico International Journal of Performance Analysis in Sport
Data de publicação – Março / 2014
Artigo 2 - All-out test in tethered canoe system can determine anaerobic
22
No artigo 2 foram reunidas todas as propostas pautadas no presente projeto, ou seja todas as possíveis análises acerca da relação entre as respostas obtidas em teste de all-out atado e os testes máximos e de simulação de prova.
Situação do manuscrito – Em revisão no Periódico International Journal of Sports Medicine
23
24
Physiological, psychological and biomechanical
parameters applied in
canoe slalom training: a
review
Leonardo Henrique Dalcheco Messias, Ivan Gustavo Masselli dos Reis, Homero Gustavo Ferrari and Fúlvia de Barros Manchado-Gobatto
Laboratory of Applied Sport Physiology, School of Applied Sciences, University of Campinas – UNICAMP. Pedro Zaccaria St. 1300, Santa Luíza, 13484-350 Limeira, SP, Brazil. +55 19 3201-6669
Abstract
Canoe slalom is an Olympic sport held in natural and artificial rivers, with peculiar characteristics as compared to other sports. This sport is divided into the subdisciplines of kayak single (K1), canoe single (C1) and canoe double (C2), which also have specific characteristics. As with many other Olympic sports still on the rise, which lack expressive media recognition, few scientific studies have investigated canoe slalom. This information gap minimises possible similarities between theory and practice and advances in the preparation of teams (i.e., coaches, physical trainers and athletes). It is well established that for athletic development, several areas of knowledge must be integrated and applied to the specific nature of the sport, optimising sports training and athletic performance. Accordingly, this review aims to bring together studies on the physiological, psychological and biomechanical parameters, sports strategies and periodisation training applied to canoe slalom, explaining the need for increased knowledge in each of these areas of the practice of this sport.
Keywords- Canoe slalom, Training, Physiology, Psychology, Morphology, Biomechanics
1. Introduction
Sports on the rise increasingly use scientific information to improve the performance of their athlete and, in most cases, to develop and receive
International Journal of Performance Analysis in Sport 2014, 14, 24-41.
25
recognition. However, this assessment does not transpire in the same way for less recognized sports, being characterised by a shortage of scientific studies.
Canoeing is featured among the Olympic sports that gradually elevate their media exposure but lack scientific studies. Canoeing consists of a range of different specificities and is has distinctive characteristics from other water sports that use boats. "Canoe" has several disciplines: i) Canoe Sprint, held in rivers or lakes with calm waters and limited boundaries; ii) Canoe Slalom, performed in white waters and rivers, over distances of approximately 300 meters, in which athletes must negotiate gates both downstream (with the current) and upstream (against the current); iii) Canoe Ocean Racing, held in marine waters aiming at going a predetermined distance in the shortest possible time; iv) Canoe Marathon, held in calm and turbulent waters without a course previously determined, in which athletes must overcome obstacles but not necessarily within the boat (disembarking from the boat and carrying it with their own hands is an alternative); v) Canoe Polo, which resembles water polo but is performed with kayaks and paddles; and vi) Canoe Freestyle, which uses waves and eddies in which athletes must perform technical moves without leaving the wave, thus accumulating points (Michael et al., 2009; ICFa, 2013).
Considering the various Canoe branches, the acquisition of scientific information about the peculiarities of each discipline in this sport becomes even more difficult. Studies that investigate Canoe Sprint, although restricted, are still more frequent in the literature, possibly because it is a cyclic sport with races defined by fixed distances, which is closer to the severity needed when adopting scientific methods. When the searching for studies on Canoe slalom, specifically regarding approaches related to means and training methods of physiological evaluation, scientific deficiencies are even more pronounced.
Because it is held in rivers, with races characterised by displacement exercises both for and against the current, canoe slalom has several peculiarities and suffers interference from the environment where it is practiced and thus is not considered a "closed" sport (i.e., held in conditions of high control). In this sense, studies of slalom that are guided by scientific methods with traditional characteristics are hampered. This is one of the major reasons for the low number of scientific studies on canoe slalom. Therefore, there are very few reports in the literature about the metabolism and bioenergetics predominant in slalom (Zamparo et al., 2006), variability of races (Nibali et al., 2011), race strategies (Hunter et al., 2008; Hunter, 2009), biomechanical analyses (Hunter et al., 2007), psychological analyses (Males et al., 1998; Moran and MacIntyre, 1998; White and Hardy, 1998; Macintyre et al., 2002; Macintyre and Moran, 2007) and physiological analyses (Sidney and Shephard, 1973; Baker, 1982).
The purpose of this review is to encourage dialogue between those involved in practical and theoretical canoeing, with emphasis on studies of slalom, helping the
26
rapprochement between science and coaches/technical committees of these sports, presenting the different scientific aspects of canoeing. Accordingly, the present review addresses different aspects of the sport and is divided into a brief historical section containing the profile characterisation studies involving canoe slalom, followed by examination of physiological, psychological, biomechanical, performance, race strategy and training aspects.
Scientific studies were searched for using the search engines EBSCO Host and NCBI PubMed and various combinations of words such as "training", "tests", "physiological", "biomechanics", “canoe”, “slalom”, “white water”, "canoeing" and "kayaking". For the studies that emphasised the “white water” term, only the articles that clearly described the slalom discipline were included. Studies that did not relate psychological, biomechanical, performance, race strategies and training with canoe slalom were not included in this review. Only studies written in English as the primary language were used in this paper. Factors such as sample characteristics (level of training), the number of samples evaluated and the reproducibility of the assessments proposed in the mentioned studies were not considered limiting and did not determine their inclusion in this review.
2. Canoe Slalom
The first canoe slalom competition was held on September 11th, 1932, in Switzerland. Canoe slalom arose from an adaptation of "slalom skiing" held on snow, which could only be performed in winter. The adequacy of performance strategies adopted in other seasons resulted in the use of kayaks in rivers and white waters (ICFb, 2013). The first canoe slalom world championship occurred in 1949, in Geneva. It was later included in the Olympic Games in Munich in 1972 (Sidney and Shephard, 1973; Ridge et al., 2007). In 1992, the slalom event returned to the Olympic Games in Barcelona and was held in La Seu d'Urgell, near the border with Andorra (ICFc, 2013). Since that point, slalom has become established as an Olympic sport.
In the slalom sport, several branches can be found with even greater specifications. The discipline K1 (kayak single) is carried out in boats whose minimum dimensions are 8 kg, 60 cm wide and 350 cm long, where the athlete, in a seated position, paddles with the aid of a double-bladed paddle. Similar to K1, the C1 (canoe single) discipline is held in boats that must have minimum proportions of 8 kg, 60 cm wide and 350 cm long; however, the canoeist uses a single-bladed paddle. The performances that adopt the canoe as a boat can also be performed by pairs, in a discipline called C2 in (canoe double), with two canoeists in the same boat (13 kg, 75 cm wide and 410 cm long), and the paddles used similar to those of C1 athletes (ICFd, 2013).
27
Despite different boats or stroke tools, the slalom competitions take place in similar environments, running on natural and artificial rivers. During competitions, performances are characterised by two runs, and the winner is defined by the time he/she completes the entire course, negotiating "gates" that can be found both with and against the current. To touch or fail to negotiate a gate invokes a penalty, resulting in an increase of 2 or 50 s, respectively, added to the final time of the run (Nibali et al., 2011).
It is important to note that the official courses have closer to 90 seconds duration (Hunter, 2009), with random courses composing a range between 200 and 400 meters (ICFd, 2013). The latter are defined at the beginning of the competition without allowing athletes to test the course prior to the competition (Moran and MacIntyre, 1998). Although athletes could watch a 32 demonstration run at the course after 1997 (performed by several good paddlers), according to the International Canoe Federation, they cannot perform training in the course prior to their participation (Macintyre and Moran, 2007). In that sense, Nibali et al. (2011) stress that variability in performance for swimmers, runners, cyclists and flat water kayakers appears to be related to the maintenance of high-intensity exercise by the athletes. However, for canoe slalom, the athletes not only have to sustain high-intensity efforts but also have to negotiate gates and natural obstacles, brining in the variability of the performance attributed to intensity and technical ability.
3. Profile of studies on canoe slalom
Table 1 shows studies focused on physiological, psychological, biomechanical, performance, race strategy and training aspects of canoe slalom, published from 1973 to 2013. It is possible, by literature review, to observe a clear lack of scientific information involving slalom, as only twenty-one studies were found that directly considered the aspects of this sport that this review emphasises. Underscoring the need for knowledge in this area, only one study was found on physiological parameters and specific assessments capable of assisting in the development of training programs, as well as evaluative responses, after periodic slalom training. This can be considered a detrimental factor to the sport, given the recent placement of Banfi et al. (2012), noting the need for information about the volume and intensity of training essential for the growth and improvement of athletes’ performance in any sport.
Table 1. Studies regarding physiological, psychological, biomechanical, performance, race strategy and training aspects of canoe slalom published in periodical journals from 1973 to 2013.
Author(s) Year of
publication Periodical
Canoeists
28 Sidney and Shepard 1973 European Journal of Applied Physiology 12
To describe the structural and functional factors related to the
features of success in canoe slalom competition
Baker 1982 British Journal of
Sports Medicine 19
To analyse the blood lactate concentration after competition in a
canoe slalom race
Vaccaro and Gray 1984
Research Quarterly for Exercise and
Sport
13
To analyse the physiological characteristics in elite canoe
slalom
Sklad et al 1994 Biology of Sport 10
To determine the morphological differences in elite rowers and
canoe slalomists Vest 1997 Kinesiologia Slovenica Scientific Journal on Sport 20
To characterise the influencing factors on competitive results in
canoe slalom
White and Hardy 1998 The Sport
Psychologist 3
To explore qualitatively how high-level canoe slalomists use images
in competitions and training
Moran and
Macintyre 1998
The Irish Journal
of Psychology 12
To investigate the images of kinaesthetic processes in canoe
slalomists Males et al 1998 Journal of Applied Sport Psychology 9
To analyse qualitatively the metamotivational states during
canoe slalom competition
Macintyre et al 2002 Perceptual and
Motor Skills 31
To explore the controllability of imagination of elite athletes and
the intermediate canoe slalom
Usaj 2002 Kinesiologia Slovenica Scientific Journal on Sport 7
To analyse the effects of different methods within distinct periodisation in canoe slalom
Beatie et al 2004 Journal of Sport and Exercise Psychology 81 To explore self-discrepancies in self-confidence in relation to performance and cognitive anxiety
in canoe slalomists
Ong et al 2005 Sports
Biomechanics 42
To characterise and differentiate the boat (kayak) of canoe
slalomists
Zamparo et al 2006
International Journal of Sports
Medicine
8 To investigate the metabolism
29
Hunter et al 2007 Sports
Biomechanics 4
To analyse canoe slalom races using kinematics and determine
the reliability intra- and interobserver Ridge et al 2007 European Journal of Sport Science 43
To characterise the specific morphological aspects of canoe
slalomists Macintyre and Moran 2007 Journal of Imagery Research in Sport and Physical Activity
12 To explore imagery experiences
among elite canoe slalomists
Hunter et al 2008 Sports
Biomechanics 30*
To kinematically analyse and assess the strategies used during
a canoe slalom race
Hunter 2009 Sports
Biomechanics 17
To study different courses chosen in simulated canoe slalom races by
kinematic analysis Nibali et al 2011 European Journal of Sport Science 151
To characterise the variability effects between canoe slalom
races Bílý et al 2011 Journal of Outdoor Activities 110
To find selected somatic factors of canoe slalomists and compare with
previous measurements Bílý et al 2012 European Journal of Sport Science 84
To analyse the effect of paddle blade adherence as well as the prevalence of the use of the stroke
arm on the morphological aspects of canoe slalomists
* (n) characterised by number of runs in official races.
Notwithstanding the clear need, it is possible to identify a small quantitative growth in the number of scientific publications involving physiological, psychological, biomechanical, performance, race strategies and training and canoe slalom in recent years (Figure 1). According to the graphic representation, there was a 62.5% increase in the number of scientific publications indexed in 2001-2010 compared to the previous three decades.
30
Figure 1. Distribution of publications regarding physiological, psychological,
biomechanical, performance, race strategy and training aspects related to canoe slalom in the past five decades (period analysed: 1971 to 2013)
§
Reviewed until July 2013.
Regarding the percentage distribution among these studies of subjects related to slalom publications, it is possible to observe a predominance of physiological, anthropometric. biomechanical evaluations and race strategies (Figure 2). It is important to emphasise the lack of studies directly related to training, such as the means and methods of training and periodisation applied to the sport, as well as obtaining physiological data through evaluations of specific characteristics of the sport. Despite this lack in the literature, in the subsequent topics of this review, it will be possible to identify some aspects listed in an attempt to bring together the data from their studies into canoe practice, with emphasis on performance optimisation of canoeists.
31
Figure 2. Percentage distribution of scientific articles indexed when considering the main topics investigated in the publications. The results are shown as a percentage of the 21 publications found on canoe slalom.
4. Physiological variables and energetic predominance in canoe slalom
Information on the predominance of energy systems, lactate concentration and maximal oxygen uptake in canoe sprint are commonly found in the literature (Zamparo et al., 1999; van Someren et al., 2000; Bishop et al., 2002; van Someren and Oliver, 2002; Zamparo et al., 2006; Michael, 2008), which is in contrast with canoe slalom. This difference is possibly related to differences in the characteristics of the races.
The pioneering study involving physiological analyses in canoe slalom was published by Sidney and Shephard. (1973) one year after its insertion as a demonstration sport in the Munich Games. The authors reported the physiological and functional data from approximately 10 male and 2 female aspirants to the Canadian national white water slalom team. However, the subjects in this pioneering study regarding physiological characteristics in canoe slalomists were evaluated outside of their place of competition and training. Thereafter, Baker. (1982) investigated the blood lactate concentrations in different slalom categories (K1, C1 and C2). The author found that, after the execution of the official race, male K1 athletes had a greater elevation of this metabolite (16.18±1.20 mM) compared to female K1 athletes (12.20±1.77 mM). Analyses revealed that male C1 and C2 competitors had blood lactate concentrations of 13.10±1.75 mM and
Physiological aspects 19% Biomechanical aspects 9% Anthropometric aspects 19% Race strategy 14% Variability in official races 5% Training 5% Psychological aspects 29%
32
10.83±1.68 mM, respectively. Baker suggested that the participation of lactic anaerobic metabolism was important in races of different canoe slalom categories, despite the differences between slalom categories and athlete’s gender, due to the elevated blood lactate concentrations obtained in these conditions.
Still aiming to investigate the participation of aerobic and anaerobic metabolism (lactic and alactic) in providing energy during competition and training, Zamparo et al. (2006) studied race simulations of 300 meters for canoe slalom (K1). Using the equation proposed by Wilkie. (1980), the authors determined the predominance of energy systems in race simulation, as well as in a maximal test in flat water (300 meters all-out test), considering three variables: Aer (contribution of aerobic metabolism), Anl (contribution of lactic anaerobic metabolism) and AnAl (contribution of alactic anaerobic metabolism). According to the authors, using these values to quantify the contribution of metabolism and dividing by the duration of the exercise, it is possible to obtain the predominance of each type of metabolism during participation. The authors report that in the two evaluation sites (river and lake) and in both testing conditions (simulated race or stimulus of 300 m), the contribution of aerobic metabolism is between 45 and 47 %, with the lactic anaerobic metabolism responsible for 29.9 % in simulated races and 33.9 % in maximal tests. With respect to alactic metabolism, the authors present values close to 24.9 % and 19.0 % in simulated races and maximal tests, respectively.
The predominance of specific energy or metabolism systems in exercises is determined primarily by the intensity and duration of the effort. Even considering the short duration and high intensity of official slalom races (90 to 120 s), there is great interest in providing energy by aerobic metabolism, and training sessions with oxidative character are interesting tools implemented to improve the performance of slalom athletes (Zamparo et al., 2006).
In contrast, other factors such as different categories and boats used are elements that can interfere with both biomechanical and physiological variables, such as energy demand. Pendergast et al. (1989) emphasised that differences related to boat, paddle and canoeist body size can generate different energy expenditures. Studying a heterogeneous sample (elite and inexperienced athletes slalom athletes), the authors note that athletes who do not have a developed technique should run trainings to improve this aspect because the technique is significant for reducing energy expenditure and improving efficiency mechanics. Moreover, according to these authors, elite athletes must turn their attention to training with an emphasis on increased muscle mass, especially in the upper limbs, thus improving their metabolic power.
33
5. Morphological profile
The characterisation of morphological profiles has become, over the years, a relevant tool in the identification and pursuit of great athletes around the world (Norton and Olds, 2001), especially in detecting potential talent in individual sports. In this sense, analysing the morphological particularities of canoeists, Freeman et al. (1987) look for similarities between canoeist profiles of canoe sprint and slalom disciplines, characterising them as mesomorphic individuals. Expanding the comparison of somatotypes to other sports, Table 2 exposes anthropometric and morphological parameters of various sports performed in boats. Interpreting the data shown, it is possible to highlight the similarity in somatotype patterns of canoe sprint and canoe slalomists with other sports presented. However, despite being similar, the differentiation and identification of specific morphological profiles in various sports is necessary.
Supporting this idea, Sklad et al. (1994) initially reported differences (P< 0.05) in anthropometric characteristics (weight and height) between rowers and slalom kayakers. Thereafter, Ackland et al. (2003) evaluated Olympian athletes (canoe sprint, Sydney, 2000) and reported that their sample was characterised as homogeneous in relation to anthropometric and somatotype variables. However, even though marked differences were not observed when compared to general population characteristics, canoe sprint athletes show peculiarities such as lean bodies, large circumferences of the upper limbs, and narrow hips. Similarly, Vedat. (2012) also observed similar results for the Turkish national canoe team. In the study of Alves et al. (2012), the somatotype was not given; however, there were similarities regarding height (cm), weight (kg) and fat percentage (%) when canoe polo athletes were compared with canoe sprint and slalom athletes. Studying a large sample of female paddlers, Battista et al. (2007) found an endomorph somatotype predominance, thus indicating differences in anthropometric characteristics for the canoe slalom, sprint and polo.
Anthropometric variables of canoe slalomists were also investigated. Male canoe slalom athletes from the USA were studied, where the mesomorphic profile of athletes was predominant (Vaccaro and Gray, 1984). In addition, Ridge et al. (2007) note that male canoe slalomists have a high brachial index (ratio between lengths of forearm and arm) that is 1.9 % higher compared to reference values of the population (76.7 % for slalomist athletes and 74.8 % for reference values) (Norton and Olds, 2001). As this factor is primarily affected by genetic variables than training adaptations, it highlights that this index may be an indicator for identifying potential talent.
