Pagine dal libro Biomeccanica come scienza funzionale di Mauro Testa.pdf

1. Mauro TESTA La BIOMECCANICA come scienza funzionale e preventiva Storia, metodi, applicazioni

2. IV Mauro Testa Prefazione di Giovanni Andreini La figura del preparatore atletico moderno ha diverse e molteplici responsabilità nello staff tecnico di un team professionistico. L’aumento della frequenza con cui si gioca e le maggiori esigenze di coloro ai quali offriamo il nostro servizio, portano noi preparatori atletici a dover sovraintendere molti aspetti in modo giornaliero. Allenare ogni giorno atleti con caratteristiche fisiche diverse tra di loro, in uno sport situazionale come il calcio, mantenendo alti tutti gli indici della performance atletica per tutta la stagione, è un compito molto complesso. Contemporaneamente, evitare infortuni è diventata oggi un’esigenza sempre più senti- ta, in particolare se pensiamo a queste lesioni in termini di costi, perdite di denaro per la Società. Per questi motivi il preparatore deve essere in grado di gestire e dialogare con tutte le componenti dello staff tecnico. Tra tutte le figure importanti di cui il preparatore si avvale, sicuramente quella del biomeccanico ricopre un ruolo particolare. Con lui si possono affrontare i molteplici problemi funzionali con strumenti diversi e quindi raccogliere dati, analizzarli, sintetiz- zarli e creare un modello e un metodo di lavoro. Con Mauro ci conosciamo dal 2011 in quello straordinario “laboratorio di idee” che è stato il Parma calcio di quegli anni. Ho da subito aperto la mia disponibilità a collabo- rare con lui, incuriosito e desideroso di comprendere meglio cosa poteva darmi questa nuova figura. Confrontarmi con lui, mi ha arricchito molto. Lo consiglio a chiunque non tema che le conoscenze altrui riducano le proprie, a tutti quelli che hanno fame di sapere. Con questo suo lavoro Mauro amplifica e percorre un cammino molto interessante per chi come me si occupa di preparazione atletica. Analizzando i diversi aspetti che concor- rono al miglioramento della performance. Lavorando con lui non c’è mai stata sovrapposizione di ruoli o di competenze. ma una forte integrazione di concetti che vedono un solo risultato, il miglioramento della quali- tà del lavoro di tutti ed un'unica vincitrice; la prevenzione.

3. V LaBIOMECCANICAcomescienzafunzionalepreventiva Prefazione di Roberto Donadoni Ho incontrato Mauro durante la mia esperienza a Parma, 8 anni fa, ed è subito entrato a far parte del mio staff tecnico. In quelle stagioni abbiamo raggiunto, tutti insieme, risultati eccellenti sotto l’aspetto della performance e dei risultati sportivi, lavorando in sinergia con tutte le figure professionali che gravitavano attorno al gruppo squadra. Sono contento che Mauro abbia messo per iscritto le sue conoscenze e spero sinceramente che questo libro serva per diffondere un lavoro e una professione che lui svolge con passione e in maniera unica. Il suo lavoro, coordinato dal preparatore atletico, ha contribuito, ogni giorno e durante ogni allenamento, a mantenere alto il numero di atleti a mia disposizione. Quest’ultimo è un aspetto fondamentale per la buona riuscita di una stagione sportiva. La sua figura professionale è, nel nostro mondo calcistico, relativamente nuova e ancora inusuale per molti club; sono però certo che, con il passare del tempo, entrerà sempre di più nelle dinamiche organizzative e lavorative di altri staff professionistici. Auguro a Mauro tutte le soddisfazioni che merita.

4. VI Mauro Testa Presentazione Scrivere un libro è motivo di soddisfazione professionale; rappresenta un lavoro impegna- tivo (nel mio caso un lavoro di tre anni), ma è anche un’occasione di confronto con sé stessi e le proprie conoscenze. Il mio lavoro non è privo di difficoltà, alcune di ordine pratico altre legate alle situazioni “ambientali”, cioè al contesto nel quale lo svolgo. Credo però che la biomeccanica rappresenti un segno di civiltà all’interno di un sistema Pa- ese evoluto, poiché obiettivo principale di questa è la prevenzione. Mancano inoltre queste figure per una realtà sociale nella quale la richiesta potrebbe essere importante; esistono per contro tanti giovani che cercano la propria strada e spero sinceramente che questo libro serva a ispirarli ed appassionarli a questa meravigliosa materia e li induca a volersi formare ulteriormente per colmare la necessità, che l’Italia ha, di una figura che si occupi di “mante- nimento dello stato di salute”. Le mie maggiori difficoltà, delusioni e rabbie sono proprio derivate da un Paese, inteso come sistema determinato dai suoi cittadini, che parla di innovazione ma ha netta matrice con- servatrice e una enorme paura del nuovo e, per estensione, del diverso; una nazione che tende a non spostare il confine dell’area di comfort oppure ad incrementare la richiesta di qualità. Siamo ancora, purtroppo, legati al “si è sempre fatto così e dunque perché cambiare?” Ma il progresso e l’innovazione sono figli del cambiamento ma ancor di più della voglia di cambiare. Mi auguro che questo libro cambi il nostro modo di guardare le cose, che sia uno stimolo ad usare quel meraviglioso dono che Dio ci ha fatto; la nostra capacità di autodeterminarci con l’uso della nostra intelligenza. Spero aiuti a capire che la scienza non può essere rigida ma buon senso applicato alle esigenze e ai bisogni degli altri, che divenga un protendersi a migliorare quello che ci circonda. Solo cambiando il nostro punto di osservazione vedremo le cose pienamente. Avrei potuto scriverlo in pochi mesi, ma sarebbe stato un rispondere ad altre opere; volevo dareun’ideailpiùcompletapossibiledelsignificatodellaparolaBiomeccanica,volutamente scritto con l’iniziale maiuscola. Non credo di non essermi dimenticato qualcosa, nonostante il tanto tempo trascorso su quello che leggerete e di questo vi chiedo scusa anticipatamente. Se riuscirete ad amare questo lavoro quanto lo ho amato io, potrete aiutare i vostri simili a vivere una vita con una qualità più alta, migliorare e rendere più sano l’ambiente nel quale si fa sport, sostenere e tutelare la crescita dei giovani atleti, formare esseri umani che re- steranno sani più a lungo e che ricorderanno il vostro lavoro anche quando non avranno più contatti con voi. In altre parole, avrete un privilegio enorme: quello di poter segnare in positivo la vita altrui. Leonardo scrisse: “L'uomo passa la prima metà della sua vita a rovinarsi la salute e la seconda metà alla ricerca di guarire” Forse il Biomeccanico cambierà questa citazione. MAURO TESTA

5. 3 LaBIOMECCANICAcomescienzafunzionalepreventiva Introduzione di Federico Dossena............................................................................... III Prefazione di Giovanni Andreini..................................................................................IV Prefazione di Roberto Donadoni.....................................................................................V Presentazione........................................................................................................................VI Capitolo 1 - Storia, metodi e applicazioni della biomeccanica.......................... 7 Le origini................................................................................................................................... 7 Gli albori della biomeccanica dello sport.....................................................................9 La biomeccanica dello sport in Italia.............................................................................9 L'oggi............................................................................................................................................9 La situazione in Italia.........................................................................................................10 Capitolo 2 - Scienza del movimento e figura del biomeccanico...................... 11 Cos’è la biomeccanica e suoi principi generali....................................................... 11 Ruolo della biomeccanica nello sport..........................................................................12 Che esperto deve essere il biomeccanico?..................................................................14 Il dialogo con lo staff negli sport di squadra.............................................................14 Capitolo 3 - Le basi di fisica del sistema biomeccanico umano....................... 41 Cenni di fisica abbinata alla struttura motoria.......................................................41 Cenni di meccanica............................................................................................................. 43 Cinematica.............................................................................................................................. 43 Velocità.....................................................................................................................................44 Accelerazione.........................................................................................................................45 Statica.......................................................................................................................................46 Forza equilibrante, reazione vincolare.......................................................................48 Tipi di forze e classificazioni............................................................................................51 Equilibrio per rotazioni......................................................................................................52 Momento di una forza........................................................................................................52 Condizione di equilibrio di un corpo che può ruotare..........................................53 Dinamica..................................................................................................................................55 Le forze nella dinamica......................................................................................................55 Le leve del corpo umano....................................................................................................59 Il concetto di corpo elastico e anelastico...................................................................64 Urti elastici ed anelastici.................................................................................................. 67 Corpi elastici, plastici e rigidi......................................................................................... 69 Forze di reazione o vincolari al suolo (GRF).............................................................70 Forze extra articolari...........................................................................................................73 L’effetto Venturi....................................................................................................................75 Capitolo 4 - Struttura e funzioni del sistema biomeccanico umano.............. 77 Gli assi e i piani del movimento..................................................................................... 77 La biomeccanica dei due cingoli del corpo umano................................................81 Cingolo scapolare.................................................................................................................81 Cingolo pelvico.....................................................................................................................84 MROM e FROM.................................................................................................................... 88 La libertà articolare (ROM)..............................................................................................94 La gerarchia delle strutture corporee......................................................................... 98 Le basi neurofisiologiche del movimento umano..................................................99 Indice

6. 4 Mauro Testa LaBIOMECCANICAcomescienzafunzionalepreventiva Capitolo 5 - Le azioni dinamiche le capacità e i gesti sport specifici............ 109 Un’inevitabile premessa.................................................................................................109 Biomeccanica delle azioni motorie.............................................................................110 I diversi tipi di lavoro muscolare.................................................................................116 Le catene cinetiche.............................................................................................................117 La biomeccanica negli sport a catena cinetica chiusa e aperta......................118 Biomeccanica del movimento sportivo.....................................................................121 Forza.........................................................................................................................................121 Lavoro......................................................................................................................................125 Potenza....................................................................................................................................127 Velocità................................................................................................................................... 129 Forze in gioco nei movimenti ed interazioni con l’ambiente...........................132 Baricentro e biomeccanica del bacino.......................................................................133 La meccanica delle ossa del bacino.............................................................................135 La lordosi lombare.............................................................................................................141 Biomeccanica e postura.................................................................................................. 142 Statica eretta........................................................................................................................ 142 Camminare, un gesto biomeccanico naturale ed istintivo...............................145 La distribuzione del peso nella progressione del cammino............................. 148 Analisi cinetica della camminata................................................................................152 La corsa dal punto di vista biomeccanico................................................................157 Valutare un soggetto con test statici...........................................................................187 Capitolo 6 - Biomeccanica dell’infortunio........................................................ 191 Le strutture muscolari e le conseguenze di un cattivo equilibrio..................191 Le dinamiche del movimento........................................................................................195 I sistemi articolari maggiormente a rischio dal punto di vista biomeccanico...................................................................................................204 Il ginocchio...........................................................................................................................204 La caviglia.............................................................................................................................206 Tendini d’Achille, peronieri e tibiali..........................................................................208 La pianta del piede e la fascite plantare...................................................................209 La colonna vertebrale......................................................................................................209 L’anca: struttura e movimenti...................................................................................... 214 Il bacino................................................................................................................................. 216 Cingolo scapolare, la spalla...........................................................................................224 Classificazione degli infortuni per cause ed origini............................................226 Infortuni da sovraccarico e disequilibrio................................................................ 233 Il sovraccarico funzionale..............................................................................................234 Infortuni da squilibri segmentari...............................................................................246 Gli sport traumatici, politraumatici e atraumatici..............................................252

7. 5 LaBIOMECCANICAcomescienzafunzionalepreventiva Capitolo 7 - Fisiologia, neurofisiologia e biomeccanica................................. 253 Corpo umano e i suoi adattamenti............................................................................. 253 Effetti biomeccanici della circolazione sanguigna, mezzo di distribuzione dell’energia e per il recupero.....................................254 Effetti biomeccanici della respirazione....................................................................262 Sonno e recupero...............................................................................................................273 Come il sistema nervoso centrale coordina tutto il movimento...................287 Propriocezione ed equilibrio, elementi di prevenzione primaria................. 301 L’occhio ed il sistema vestibolare................................................................................306 Capitolo 8 - La valutazione biomeccanica e l’antropometria........................ 323 L’antropometria................................................................................................................. 323 Storia dell’antropometria...............................................................................................324 Capacità coordinative speciali..................................................................................... 337 I questionari e la loro importanza..............................................................................347 Capitolo 9 - L’ingegneria biomeccanica nelle superfici di gioco, nell'attrezzatura e nell'ambiente........................................................................... 349 Biomeccanica e superfici di gioco...............................................................................349 La storia italiana dell’erba artificiale........................................................................350 I campi in erba artificiale............................................................................................... 352 Tipi di fibre........................................................................................................................... 359 Le apparecchiature per l'ottenimento dell'omologazione................................367 Conclusione..........................................................................................................................388 Biomeccanica e campi di atletica leggera................................................................389 Capitolo 10 - La valutazione: tecnologie bioingegneristiche e test............... 395 Strumenti tecnologici di rilevazione......................................................................... 395 Test biomeccanici per la prevenzione degli infortuni........................................409 Categorie dei test................................................................................................................410 I test di base...........................................................................................................................413 Test statici per la valutazione delle articolarità.................................................... 419 Esperienze dalla pratica..................................................................................................420 Esempio di dati del test di abduzione dell'anca.................................................... 421 Esempio di dati del Modified Thomas test..............................................................423 Esempio di dati dell'SLR test.........................................................................................425 Esempio di dati dell'Active knee extension test....................................................427 Esempio di dati del test tibio-tarsica.........................................................................428 Esempio di dati del test intrarotazione dell’anca.................................................430 Esempio di dati del test extrarotazione dell’anca.................................................431 Valutazione delle dominanze di spinta....................................................................432 Esempio di dati del test dominanze...........................................................................432 Test di performance.......................................................................................................... 435 Test per l’analisi del recupero...................................................................................... 440 Pedane baropodometriche e valutazioni biomeccaniche.................................447 I test trasversali su pedana maggiormente utilizzati.........................................450 Valutazione della forza muscolare.............................................................................462 Esempio di dati del Nordic hamstring test.............................................................462 Esempio di dati del test di cedevolezza retto femorale e vasti........................468

8. 6 Mauro Testa LaBIOMECCANICAcomescienzafunzionalepreventiva Capitolo 11 - Esempi di biomeccanica applicata............................................. 479 Funzionalità della figura del biomeccanico...........................................................479 Esempio pratico di procedura di valutazione meccanica su un calciatore....481 Esempio pratico di valutazione biomeccanica nell'atletica.............................506 Esempio pratico di valutazione biomeccanica nel ciclismo............................ 510 Valutazione dei parametri muscolari su un nuovo rullo per il ciclismo indoor..512 Materiali e metodi della ricerca...................................................................................515 Esempio pratico di valutazione biomeccanica nel basket 3vs3......................522 Esempio pratico di studio dell'influenza delle superfici di gioco sull'allenamento e sulla prestazione......................................................................... 523 Esempi pratici di studio per la realizzazione di superfici sport specifiche....524 Sinergie tra biomeccanica ed ergonomia................................................................526 Esempio pratico di progettazione di una scarpa da calcio................................531 Test ergonomici nel mondo transportation........................................................... 534 Capitolo 12 - Videoanalisi e analisi del gesto tecnico...................................... 539 La videoanalisi: cos’è e come funziona..................................................................... 539 Potenzialità della videoanalisi.....................................................................................542 Informazioni dal video attraverso i software dedicati......................................544 Il collegamento virtuoso tra dati strumentali, videografica ed effetti tecnici..547 Ricostruzione video in tre dimensioni.....................................................................549 I software più diffusi ed efficaci: Dartfish, Kinovea, BioMovie...................... 554 La videoanalisi ed utilizzi particolari o sostitutivi.............................................. 565 Modalità di attuazione ed esecuzione dell’allenamento ideomotorio........569 Videoanalisi e valutazione della postura................................................................. 573 Videoanalisi e capacità condizionali.........................................................................576 Videoanalisi e valutazione della forza e della forza resistente.......................576 Videoanalisi e velocità..................................................................................................... 577 Videoanalisi e velocità di esecuzione del gesto o rapidità................................580 La videoanalisi dal punto di vista del preparatore di calcio.............................581 Videoanalisi attraverso un test-esempio complesso........................................... 583 Videoanalisi, pianificazione e mezzi dell’allenamento......................................587 Videoanalisi e cambi di direzione...............................................................................588 Videoanalisi e test a navetta..........................................................................................589 Videoanalisi e corsa con traino....................................................................................590 Videoanalisi e aspetti legati al ruolo del portiere di calcio...............................591 La videoanalisi per le attività del settore giovanile nel calcio........................ 593 Videoanalisi e termografia.............................................................................................598 Appendice - Produttività..................................................................................... 603 Bibliografia.............................................................................................................630 6 Mauro Testa LaBIOMECCANICAcomescienzafunzionalepreventiva

9. 7 Le origini Il movimento dell’uomo nelle sue molteplici espressioni è uno dei campi di studio di questa scienza relativamente giovane, senza dimenticare però che, sin dall’antichità, pensatori eccellenti si sono interessati agli stessi fenomeni. Un esempio emblematico lo fornisce il celebre Aristotele (384-322 a.C.), che se ne occupa in termini filosofici nel “De incesso animalium” e nella “Phisica” all’interno dei libri da 3 a 7. Il greco Galeno (129-201), grazie al ruolo di medico ricoperto nella scuola dei gladia- tori, è stato forse il primo medico dello sport della storia ed applicò le proprie esperienze alla conoscenza del corpo umano e del suo movimento. Anche l’inventore e scienziato italiano Leonardo da Vinci (1452-1519) si interessò ai movimenti dell’uomo, cercando di analizzarli secondo le leggi della meccanica. Successivamente fu il medico fiammingo Vesalio, (1514-1564) che affinò le sue doti di eccelso anatomista grazie alla dissezione di un numero notevole di cadaveri. Un’at- tività che gettò le basi della moderna anatomia e che permise di confutare alcune erronee affermazioni di Galeno, la cui fonte di studio fu soprattutto l’analisi di animali. Una fase fondamentale di evoluzione si verificò nel XVII secolo con la rivoluzione scientifica. Ad essa parteciparono nomi eccellenti come Galileo Galilei (1564-1642), Giovanni Keplero (1571-1630), Cartesio (1596-1650) e Newton (1642-1727), con quest’ultimo particolare contributo risultato fondamentale grazie agli enunciati dei tre principi della dinamica: si può ben dire che l’odierna biomeccanica del corpo umano è sostanzialmente newtoniana. Capitolo 1 Storia, metodi e applicazioni della biomeccanica

10. 11 11 Cos’è la biomeccanica e suoi principi generali La biomeccanica è la scienza che studia l’applicazione dei principi e dei metodi della meccanica ai sistemi biologici. Per sistemi biologici si intendono: • Gli organismi completi: il corpo umano nella sua totalità analizzato e visto come macchina biologica in movimento. • I sistemi interni all’organismo: gli organi, i tessuti e i sistemi metabolici. • Il rapporto intrinseco tra i vari quadranti del corpo: analisi tra la parte destra e sinistra del soma, rapporto tra arti superiori e inferiori, e disequilibri tra le catene muscolari antero-posteriori e latero-laterali. • Le relazioni tra più organismi: una coppia di acrobati, due lottatori, una squadra di calcio, ecc. • La relazione tra il sistema macchina biologica uomo e ambiente: comprese le macchine da esso impiegate per il movimento, gli sport a catena cinetica chiusa, elementi di ergonomia e la relazione stessa con attrezzatura e campi da gioco. L’oggetto di una scienza come la biomeccanica identifica gli aspetti principali di studio e i campi di applicazione associati ad essa. Attraverso tale scienza si analizza in maniera completa il movimento del corpo umano, per comprendere appieno le modalità con cui esso si muove nello spazio, sia quando compie gesti apparentemente semplici come quelli quotidiani, sia gesti molto più complessi come avviene in ambito sportivo. Il movimento è una tra le più importanti funzioni organiche dell’uomo e da esso dipendono il benessere e la qualità della vita di un individuo. È un mezzo con cui si comunica tensione, ansie, gioie ed aspettative e rappresenta l’unicità e l’individuali- tà che ogni uomo, in quanto essere, manifesta quando si muove. A molti è sicuramente capitato di aver avuto l’esperienza di riconoscere una per- sona nota solo dal rumore dei suoi passi, e questo è un esempio inequivocabile di come il movimento riesca ad identificare l’essere umano più di quanto si possa immaginare e renderlo riconoscibile agli altri. Capitolo 2 Scienza del movimento e figura del biomeccanico Definizione, campi di applicazione e filosofie

11. 41 41 Cenni di fisica abbinata alla struttura motoria La sofisticata quanto complessa macchina umana prevede oltre 500 muscoli colle- gati allo scheletro da tendini e legamenti; questi stessi muscoli, coordinati nella loro azione attraverso il sistema nervoso, riescono ad attuare infiniti tipi di movimenti, innescando una serie di meccanismi e di processi altamente specializzati: lo studio di questi fenomeni è quello di cui si occupa la biomeccanica. Il termine biomeccanica lascia facilmente intuire che si si voglia con esso definire la stretta simbiosi di due diversi rami scientifici: la biologia, che studia tutto ciò che è vivo, e la meccanica, branca della fisica che si occupa del movimento dei corpi e di tutto ciò che ad esso è connesso. La biomeccanica analizza, quindi, i movimenti meccanici degli organismi viventi, dell’apparato locomotore umano in particolare e di come esso riesca a mantenere o a cambiare una determinata posizione. Di fatto, dal connubio tra due scienze come la fisica e la biologia. è possibile far emergere i meccanismi di interazione fra le leggi fisiche della meccanica e la sfera biologica dell’uomo. Le affermazioni di Bogdanov e Ivanov (1989) hanno contribuito a ulteriormente chia- rire gli elementi caratterizzanti la biomeccanica: … "Un semplice trasferimento delle leggi della meccanica riguardanti il movimento dei corpi solidi, fatto però sul movimento umano, porta ad un meccanismo semplificato che non permette di cogliere il nocciolo della questione. Occorre infatti in primo luogo ben definire la differenza tra il movimento del sistema biomeccanico vivente e il movimento del sistema elementare corpo solido". E ancora: … "Il problema principale che si presenta nella teorizzazione della biomeccanica è quello di analizzare la struttura e le proprietà del sistema biomeccanico uomo, il suo sviluppo e perfeziona- mento". Le basi di fisica del sistema biomeccanico umano Capitolo 3

12. 77 Gli assi e i piani del movimento Per convenzione si considera il corpo in posizione anatomica, intesa come posizione di base del corpo umano, con la postura eretta, i gomiti accostati ai fianchi, i palmi delle mani rivolti allʼosservatore, i piedi avvicinati, leggermente divaricati in punta. È importante tenere conto del fatto che quando si de- scrive il corpo umano, osservandolo come nella figura 4.1 i termini sinistra e destra non sono relativi allʼoss- ervatore bensì al corpo osservato. Ad esempio, il cuore si trova sulla sinistra anche se allʼosservatore apparirà alla sua destra. In tale posizione è possibile evidenziare degli spazi detti triangoli della taglia, ovvero lo spazio formato dal profilo del fianco e da quello del lato interno del braccio rilassato ai lati del corpo. Gli assi anatomici sono delle linee immaginarie che vengono utilizzate per tracciare lʼasse sul quale si svol- gono i movimenti di rotazione e sono: • Asse longitudinale (verticale): perpendicolare alla base di appoggio, quando il corpo è in posizione eretta. • Asse trasversale (orizzontale): è diretto da sinistra a destra ed è perpendicolare allʼasse longitudinale. • Asse sagittale (antero-posteriore): è diretto dalla superficie posteriore alla superficie anteriore del corpo ed è perpendicolare agli altri due assi. Asse longitudinale Asse trasversale Asse sagittale Nota: le definizioni dei piani e degli assi che dividono il corpo non sono semplici modi per descrivere il nostro corpo, ma servono per permetterci di parlare con un linguaggio comune. Capiterà spesso di dover descrivere verbalmente un movimento e di dover sottolineare in quale modo questo è mal eseguito oppure in quale momento del gesto si ritiene essere presente una limitazione funzionale; si consiglia, quindi, di memorizzare bene queste definizioni. Capitolo 4 Struttura e funzioni del sistema biomeccanico umano Figura 4.1

13. 109 Un’inevitabile premessa Parlando di movimento, spesso lo si associa a forme ritmiche corporee che provo- cano emozioni. Così, se si è appassionati di danza, sarà una particolare coreografia a suscitare quest’emozione; per appassionati di uno sport come il calcio, a farlo sarà un particolare gesto funambolico e virtuoso. Così facendo, l’analisi del movimento è di natura emotiva e quindi risulta difficile evidenziare aree di possibile miglioramento o di rischio per l’integrità dell’atleta. Inoltre, in un mondo in cui la confusione è sovrana e molti parlano per esperienze personali, altri seguono fedelmente le proposte della letteratura con poca dispo- nibilità alle nuove teorie e altri ancora sono fautori dell’allenamento come cura di ogni male, tutto risulta essere giusto e sbagliato. Quindi, una definizione della biomeccanica delle azioni motorie potrebbe essere la chiave per avere una lettura del movimento diversa da quella attuale, rendendo possibile ipotizzare nuove forme di intervento. Capitolo 5 Le azioni dinamiche le capacità e i gesti sport specifici

14. 191 Le strutture muscolari e le conseguenze di un cattivo equilibrio Muoversi è assolutamente naturale per l’essere umano. Il movimento è vita ed è possibile affermare che identifica anche il tipo di vita. L’uomo è un essere vivente totalmente ortostatico; cioè sviluppa il suo peso su due piedi, i quali formano il poligono di appoggio, all’interno del quale deve trovarsi il baricentro dell’individuo (Fi- gura 6.1). Se questa condizione non è rispettata non esiste equilibrio. La macchina motoria umana è dotata di una muscolatura definita antigravitaria, cioè una struttura muscolare che ha come compito primario, con le sue attivazioni, di tenere il baricentro cor- poreo al centro o perlomeno all’interno del poligono di appoggio e quindi in equilibrio. L’essere umano, in piedi, è un pendolo rovesciato, struttura la cui stabilizzazione è un effetto sorprendente della fisica, con una continua ricerca della stabilità che avviene tramite oscillazioni laterali ed antero-posteriori di adeguata frequenza. Mantenere il corpo in equilibrio statico richiede, comunque, un lavoro muscolare, svolto da quella stessa muscolatura che viene altrimenti impiegata anche nelle fasi dinamiche della prestazione. La semplice dinamica del camminare richiede l’intervento di un’altra capacità importante del movimento umano: la coordinazione. Il sistema nervoso centrale coordina e autorizza le varie attività motorie del soggetto, attraverso i neurorecettori sparsi su tutto il corpo, ma con acuità superiore nelle zone di coinvolgimento mo- torio. Essi informano la corteccia motoria e l’area sottocorticale di quello che avviene nella macchina biologica in movimento, con il compito primario di spostare i carichi, mantenendo il baricentro generale nel poligono di appoggio. Il corpo umano è formato da diverse masse, come ad esempio la testa, il tronco, gli arti superiori ecc; ognuna di esse con il proprio baricentro afferisce ad uno unico, dove passano tutte le forze. Nell’associare nel movimento gesti complessi, può ac- cadere spesso di essere fuori baricentro. La capacità di lettura di queste situazioni e relativi correttivi costituiscono le capacità propriocettive del soggetto. Capitolo 06 Biomeccanica dell’infortunio Figura 6.1

15. 253 Corpo umano e i suoi adattamenti Il corpo umano è una macchina meravigliosa e straordinaria e come tale ha la possibilità di adattarsi a tutte le situazioni: questa sua grande capacità di adattamento permette a tutto il sistema che lo compone di affrontarle e di essere in grado di gestirle. I compensi sono quegli adattamenti che rendono particolarmente versatile, in tutte le situazioni dʼut- ilizzo, la macchina motoria umana, anche se a volte le creano difficoltà e diventano causa di infortuni. I compensi sono potenzialmente pericolosi e lesivi per la struttura stessa del corpo umano; quindi, devono essere assolutamente e attentamente monitorati da una figura come quella del biomeccanico, il quale deve essere in grado di capire se un determinato compenso o altri siano funzionali al movimento oppure se sono riduttivi e pericolosi per il movimento stesso. I compensi sono molto difficili da monitorare, perché di natura molto personale e indivi- dualizzata e vanno considerati come una componente del corpo che li produce. Quindi, il biomeccanico deve essere in grado di capire se il compenso è funzionale al movimento e allʼattività fisica che lʼatleta sta compiendo, oppure se è uno dei fattori scatenanti gli infortuni stessi (per questa seconda ipotesi ci si potrà avvalere della statistica personale relativa agli infortuni dell’atleta). Conoscere le limitazioni funzionali che generano compensi permette di essere molto più precisi nella valutazione e molto più efficaci nella correzione. Per comprenderli a fondo si devono conoscere tutte le strutture corporee e dare a ciascuna di esse la giusta importanza in relazione allʼinfortunio che si sta analizzando o che si sta cercando di prevenire o di prevedere. Si è abituati a pensare alla macchina motoria umana come ad un sistema composto dal sistema muscolare e da quello osseo, ma oggi si ha la certezza che anche altre strutture permettano al corpo umano una versatilità tale da metterlo nella condizione di autoproteggersi o conservarsi. Queste strutture verranno trattate in questo capitolo e permetteranno di avere una visione molto più ampia delle capacità di adattamento biomeccanico dellʼuomo. Capitolo 7 Fisiologia, neurofisiologia e biomeccanica

16. 323 L’antropometria Come chiave per una corretta valutazione biomeccanica è essenziale introdurre nozio- ni di base di antropometria. Infatti, spesso è necessario tenere in considerazione non soltanto le dimensioni corporee del soggetto che si sta valutando, ma anche la propor- zione tra di esse. Un esempio è la valutazione dei rapporti intercorrenti tra tronco ed arti inferiori e come questi, modificando i rapporti di leva degli arti, possano permettere di specializzare un soggetto in uno sport piuttosto che in un altro o in un determinato ruolo. Quindi, un soggetto con rapporto a favore del tronco rispetto agli arti inferiori, cioè con arti più corti del tronco potrà ricevere indicazioni sulla pratica sportiva da esercitare, pre- sumibilmente uno sport in cui sia richiesto di muoversi in spazi ridotti o un ruolo come il centrocampista-regista nel calcio. Un soggetto con arti inferiori lunghi rispetto al tronco sarà molto più performante nel balzare, per effetto di ovvi benefici legati a bracci di leva più lunghi: saranno quindi più consigliabili attività come il basket o la pallavolo, oppure il ruolo di centrale difensivo o il centravanti nel calcio. L’antropometria nasce con la finalità di misurare il corpo umano, nel complesso o nelle sue componenti, a fini statistici e a supporto dell’antropologia, (in Greco “discorso sull’uomo”, inteso nella sua realtà e nelle infinite varietà in cui esso si presenta nel mondo). L’antropologia è una disciplina che si sviluppa sotto angolazioni diverse: biologica, culturale, sociale, filosofica e teologica. È dunque lo studio dell’uomo, delle sue caratteristiche e del suo comportamento e della mentalità delle diverse comunità etniche o dei diversi gruppi sociali. Studiando l’uomo principalmente come essere sociale e biologi- co: l’approccio con le misure corporee ne risulta una conseguenza e ciò ha portato alla nascita dell’antropometria. Questa disciplina svolge un ruolo importante nel design industriale, nella moda, nell’ergonomia e nell’architettura, campi in cui i dati statistici sulla distribuzione delle dimensioni del corpo nella popolazione sono utilizzati per ottimizzare i prodotti. I cambiamen- ti di stili di vita, di alimentazione e della composizione etnica delle popolazioni inducono modifiche nella distribuzione delle dimensioni del corpo - basti pensare all’obesità, sempre più diffusa nelle società più benestanti - e richiedono l’aggiornamento periodico delle raccolte di dati antropometrici. Capitolo 8 La valutazione biomeccanica e l’antropometria

17. 349 Biomeccanica e superfici di gioco Uno dei compiti che rende il biomeccanico una figura unica è la valutazione dell’ambiente nel quale si muove ed opera l’atleta e delle attrezzature da lui utilizzate. È fuori discussione che le superfici di gioco possano influire non solo sulla performance ma anche sull’integrità dell’atleta. Tutte le esperienze più recenti, considerata l’introduzione di nuove superfici nelle differenti discipline sportive, rafforzano il ruolo del biomeccanico quale tutore della salute dell’atleta. Queste nuove pavimentazioni, abbinate alla confusione che esiste su di esse da un punto di vista omologativo e di studio, rendono essenziale la valutazione biomeccanica dei loro effetti sull’atleta. Infatti, accertato che il movimento umano si esperisce in parabole, (sia il movimento del passo o della corsa o del balzo sia il cambio di direzione hanno forma di una parabola), ne consegue che nell’impatto con la superficie la relativa forza di reazione dal suolo non è verticale, ma ha un’inclinazione rappresentabile come la risultante di due diverse forze che si sviluppano sul suolo, una verticale ed una orizzontale. Tutte le Federazioni testano le superfici con mezzi meccanici che, impattando contro la superficie stessa, restituiscono valori di assorbimento, forza, ecc.; quando tali valori non superano quelli standard, la pavimentazione viene omologata e abilitata al gioco. Va ovviamente fatta attenzione a che i test riproducano l’effettivo movimento dell’atleta che dovrà utilizzare la superficie in esame. Infatti, va ricordato che i mezzi meccanici hanno durezza, resilienza, forma ed elasticità diverse e lontanissime da quelle del corpo di un atleta che sviluppa sopra una superficie forze equivalenti anche a dieci volte il suo peso. In assenza di queste considerazioni, i dati raccolti non sarebbero di reale utilità. Capitolo 9 L’ingegneria biomeccanica nelle superfici di gioco, nell'attrezzatura e nell'ambiente Con la collaborazione di Laborsport, Roberto Armeni e Limonta sport

18. 395 Strumenti tecnologici di rilevazione Consulenza e collaborazione Ing. Filippo Zigliani Esistono diverse tecnologie, in grado di fornire questo tipo, di dati tra loro differenti sia nello scopo che nella loro applicazione; in questo capitolo saranno trattati alcuni dei più comuni sensori utilizzati nello studio della biomeccanica e le loro applicazioni. Si parlerà di sensori in grado di analizzare gradi di flessione ed estensione in statica, di rilevare la velocità di movimento e lʼaccelerazione dei singoli arti, di registrare tramite i valori di pressione sul terreno lʼappoggio corretto del piede e le conseguenze sul cammino; e infine una breve panoramica sui futuri sensori utilizzabili e inseribili direttamente allʼinterno degli indumenti per un monitoraggio giornaliero continuo. Sistemi elettromeccanici Tra i sistemi più semplici per la misurazione del ROM (Range of motion) sono inclusi gli elettrogoniometri. Come si può intuire dal loro nome, sono in grado di misurare gli angoli compresi tra due estremità ai quali vengono fissati. Sono dotati di due terminali che, per finalità biomeccaniche, vengono agganciati a valle e a monte dellʼarticolazione (Figura 10.1) al fine di misurare gli angoli di flessione. I principali vantaggi di queste tecnologie sono lʼeconomicità e la facilità dʼuso. Tuttavia, presentano diversi svantaggi, quali scarsa accuratezza, il fatto di poter ostacolare il movimento e di fornire solo misure angolari (non la posizione e lʼorientamento tridimensionale dei segmenti corporei). Elettrogoniometri Capitolo 10 La valutazione: tecnologie bioingegneristiche e test Figura 10.1

19. 479 Funzionalità della figura del biomeccanico Il lavoro pratico del biomeccanico si svolge su percorsi costellati di situazioni stimo- lanti tutte da affrontare, innanzitutto andando alla ricerca continua di collaborazioni specialistiche esterne, poi aggregando con costanza e continuità nuove conoscenze attraverso ricerca e aggiornamento scientifico. Introducendosi ai reali percorsi lavorativi, appare evidente proprio lʼimportanza per lo sviluppo di un progetto biomeccanico delle citate collaborazioni, che si materia- lizzano attraverso continue interazioni con le figure professionali dei vari settori di intervento. Il biomeccanico non è, come già detto, un risolutore delle problematiche riscontrate con le sue analisi; quando riesce ad identificare una o più limitazioni funzionali, deve delegare la ricerca della soluzione ad altre figure ad alta qualifica. Un esempio: quando il biomeccanico riscontra in uno sportivo una limitazione funzionale della caviglia, saranno il fisioterapista oppure lʼosteopata a risolverla; se essi non intervenissero in relazione al problema evidenziato dal dato biomeccanico, lʼatleta continuerà a patire disturbi ed infortuni. Nel Capitolo 2 sono state illustrate le collaborazioni essenziali, citando e classifican- do i vari specialisti capaci di finalizzare i dati biomeccanici raccolti, assimilando il biomeccanico inserito in unʼorganizzazione sportiva a un navigatore satellitare per chi guida lʼauto. Non è comunque il navigatore satellitare a guidare la macchina: in altre parole, senza il guidatore, i dati del navigatore diventano inutili e lʼauto resta ferma. Per completare la similitudine occorre citare figure professionali come medici dello sport, fisiotera- pisti, preparatori atletici, osteopati, allenatori, ecc. come alcune delle figure preposte alla guida del veicolo ed alla lettura dei dati forniti dal biomeccanico-navigatore. Esempi di biomeccanica applicata Capitolo 11

20. 539 La videoanalisi: cos’è e come funziona Si tratta di uno strumento che permette di analizzare lo stesso gesto da più angolazioni e con differenti velocità, evidenziando particolari che quasi sempre sfuggono ad una analisi ad occhio nudo. Questo tipo di analisi è uno strumento utile per molti soggetti. L’allievo o l’atleta, principiante o professionista che sia, trae grande vantag- gio nel vedersi sullo schermo; in questo modo ha la possibilità di rendersi conto di aspetti posturali, di prendere coscienza di schemi corporei talvolta sconosciuti ed è facilitato nel miglioramento di gesti già automatizzati e nell’apprendimento di nuovi compiti motori. Il principiante potrà accelerare i processi di apprendimento e il giocatore di valore intermedio potrà migliorare e correggere errori e cattive abitudini. Nel lavoro svolto a livello agonistico e professionistico, la videoanalisi diventa utile per individuare e correggere ogni particolare in grado di fare la differenza. La videoanalisi sfrutta i pixel del video, collegan- do ad essi un marker che permette di vedere, anche in movimento, il dato relativo al soggetto, come ad esempio un particolare angolo. Il programma software è in grado di elaborare tabelle che possono essere esportate con tutti i dati su un foglio di calcolo (Excel) per le elaborazioni di tipo scientifico o statistico. L’elaborazione video può essere trasformata in file immagine da poter inserire in presentazioni, report, schede dell’atleta, cartellonistica, ecc. Inoltre, il programma permette di suddividere il video dell’analisi dell’atleta, o della squadra, in momenti chiave facilmente individuabili, con commenti scritti e sonori (richiami, ad esempio, alle percezioni degli stimoli sonori in gara). Inoltre è possibile esportare i video analizzati ed elaborati, che possono così venire riprodotti con qualunque player video. Paolo Villanis – Mauro Testa Analisi della corsa Videoanalisi e analisi del gesto tecnico Capitolo 12 539

21. www.calzetti-mariucci.it Seguici sui social per rimanere sempre aggiornato sulle nostre iniziative Catalogo on line Visita il nostro sito Collegandoti al sito puoi visionare nel dettaglio e acquistare gli articoli (libri, video, dvd, riviste), grazie a un sistema di ricerca semplice e innovativo Newsletter Libri e video per lo sport Iscriviti alla nostra mailing list in tutta sicurezza al riparo dallo spam. Dai la tua preferenza alla disciplina sportiva che più ti interessa, riceverai tutte le news direttamente sulla tua mail Approfondimenti Il sito è costantemente in aggiornamento, con sezioni specifiche di approfondimento su tutti gli argomenti più interessanti legati allo sport, come eventi, convegni, festival, e corsi di aggiornamento

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