Forças propulsivas durante o movimento de palmateio : contribuições para a natação

Abstract

Apesar da propulsão na natação não ser ainda completamente compreendida, as forças propulsivas efetivas podem ser verificadas, por exemplo, por meio do modelo de Sanders ou pelo teste de nado atado. Esse modelo vem sendo aplicado, embora sem ter sido avaliado de forma aprofundada. Assim, o objetivo geral do presente trabalho foi comparar as forças propulsivas efetivas calculadas com o modelo de Sanders e medidas ao longo de um teste de nado atado. Os objetivos específicos foram: revisar os efeitos das condições instáveis na propulsão na natação a partir de estudos que compararam as condições estáveis e instáveis; comparar a força propulsiva efetiva obtida usando duas áreas, a área projetada da mão e a área da superfície da palma da mão; e comparar a frequência de ciclos, a velocidade, a aceleração, o ângulo de ataque e a amplitude de movimento de ambas as mãos entre as condições atada e livre. Para cada objetivo, geral e específico, foi desenvolvido um estudo. Desse modo, o primeiro compreendeu a revisão sistemática, em que uma busca em bases de dados foi realizada, e somente aqueles que atingissem todos os critérios de elegibilidade foram incluídos. Seis trabalhos que compararam condições estáveis e instáveis usando experimentos físicos ou simulações numéricas foram selecionados. Estes verificaram os efeitos nas forças propulsivas de um ou mais fatores que caracterizam uma condição como instável. Logo, mais pesquisas são necessárias para entender o efeito de cada fator, assim como os efeitos da combinação dos fatores na propulsão. Para o segundo estudo, 13 nadadores executaram um teste de esforço máximo de 30 segundos realizando palmateio, enquanto atados à parede da piscina. A partir dos dados cinemáticos obtidos pela técnica de videogrametria, a força propulsiva efetiva foi estimada com o modelo de Sanders utilizando duas áreas de referência: a área projetada da mão e a área da superfície da palma da mão. A força estimada usando a área da superfície da palma da mão foi aproximadamente 21% maior do que a força estimada usando a área projetada. Considerando esse resultado, associado à literatura, recomenda-se usar a área da superfície da palma da mão no cálculo das forças. No terceiro estudo, a amostra e o teste foram os mesmos do anterior, porém a força propulsiva efetiva, além de ser calculada com o modelo de Sanders usando a área da superfície da palma da mão, também foi medida utilizando uma célula de carga ao longo do teste. Os resultados indicaram que o modelo de Sanders não é adequado para estimar as forças propulsivas, uma vez que a força medida foi 807,7% maior do que a força calculada. Para o último estudo, a amostra foi composta por oito nadadores que executaram o mesmo teste já descrito e um teste de esforço máximo de 25 metros realizando palmateio. Foi notado que há diferenças importantes na velocidade da mão e na amplitude de movimento da mão na direção lateral entre as condições atada e livre e que a condição atada intensifica as assimetrias cinemáticas.

Despite swimming propulsion is still not completely understood, the effective propulsive forces may be verified, for instance, through Sanders’ model or through tethered swimming. This model has been applied, although without being evaluated deeply. Thus the main purpose of the present work was to compare the effective propulsive force calculated with Sanders’ model with the effective propulsive force measured during tethered swimming. The other purposes were: to review the effects of unsteady conditions on swimming propulsion based on studies that have compared steady and unsteady conditions; to compare the effective propulsive force obtained using two areas: the palmar surface area of the hand and the projected area of the hand; and compare the cycle rate, speed, acceleration, attack angle and range of motion of both hands between tethered and free conditions. For each purpose was developed one study. Therefore, the first one was a systematic review, in which a multiple database search was performed, and only those studies that met all eligibility criteria were included. Six studies that compared steady and unsteady conditions using physical experiments or numerical simulations were selected. These works verified the effects of one or more factors that characterise a condition as unsteady on the propulsive forces. Thus much research is necessary to understand the effect of each individual factor, as well as the effects of the combination of factors on swimming propulsion. For the second study, 13 swimmers performed one all-out 30-second sculling motion trial while the participant was tethered. Based on the kinematic data obtained through videography technique, the effective propulsive force was estimated with Sanders’ model using two reference areas: the palmar surface area of the hand and the projected area of the hand. The estimated force with the palmar surface area of the hand was approximately 21% higher than that one estimated with the projected area. According to this result and based on the literature, it is recommended to use the palmar surface area of the hand when calculating the forces. In the third study, the sample and the test were the same of the previous study, but the effective propulsive force, besides being calculated with Sanders’ model using the palmar surface area of the hand, was measured with a load cell during the test. The results indicate that Sanders’ model is not suitable for estimating propulsive forces, because the measured force was 807.7% higher than the calculated force. For the last study, the sample consisted of eight swimmers, who performed the same test described previously and one all-out 25-meter sculling motion trial. Important differences were found in hand’s speed and range of motion in the lateral direction between tethered and free conditions and that the tethered condition intensifies kinematic asymmetries.