Proposta de um equipamento para medir a resistência gerada na interação de diferentes solados de calçados de futebol com a superfície de contato

Abstract

A presente dissertação teve como foco o desenvolvimento de um equipamento para medição da resistência gerada na interação do calçado de futebol (chuteira) com a superfície. O interesse nessa medição, se deve ao fato de que tem sido associado ao uso de chuteiras um grande aumento do número de lesões de não contato, e que estas lesões são decorrentes de uma alta resistência rotacional oferecida pela chuteira nos movimentos de mudança de direção. Neste contexto, essa dissertação teve como objetivo propor um equipamento para medir a interação do solado com a superfície e testar suas características psicométricas. Na dissertação constam dois artigos. O primeiro artigo está relacionado ao protocolo de desenvolvimento: um estudo com o objetivo de apresentar o equipamento com os respectivos índices de confiabilidade, o protocolo de avaliação, e as medidas que o equipamento é capaz de fornecer. Dentre essas medidas, foram extraídas da curva de torque em função do ângulo de rotação, o valor máximo de torque (MAX), valor de torque em 45 graus de rotação (Torque 45), valor de torque na zona intermediária de medição (TorqueZD), valor de torque em 90 graus de rotação (Torque 90), rigidez rotacional (rigidez), trabalho até a rotação de 45 graus (AT45) e trabalho total até 90 graus de rotação (AT90). Foram utilizadas 11 chuteiras para avaliação. Para verificação da confiabilidade foi utilizado os valores de ICC, SEM, MDC e RMS, sendo verificada a confiabilidade das medidas sucessivas no mesmo dia e da reprodutibilidade uma semana depois. Para medidas sucessivas foram utilizadas 10 medidas realizadas um único dia, enquanto para as medidas de reprodutibilidade foram utilizadas 5 medidas do primeiro dia e 5 medidas do segundo dia medido uma semana depois. Para todas as variáveis analisadas o ICC foi alto > 0,90 com baixos valores de SEM, MDC e RMS, tanto para repetibilidade como para reprodutibilidade. De modo geral, o equipamento mostrou ser um sistema de medição confiável para avaliar mecanicamente a interação de diferentes solados de chuteira e o gramado artificial. As variáveis MAX, Rigidez, AT45 e AT90, são indicadas como as principais medidas a serem consideradas para futuras avaliações. O segundo artigo busca mostrar as diferenças práticas entre as chuteiras avaliadas, com as diferenças em torno de dois eixos de rotação das chuteiras, no retropé e no mediopé. Os resultados mostraram que um eixo de rotação mais anterior aumenta substancialmente o torque máximo e o trabalho, mas a rigidez é dependente da chuteira. Com relação as diferenças entre as chuteiras, foi observado que a chuteira com o formato circular e material rígido possui maior torque máximo tanto com eixo de rotação no retropé como no mediopé. Já a chuteira de trava mista (triangular e circular), além de maior altura de travas e material rígido, é a que apresenta maior rigidez rotacional e trabalho tanto com eixo de rotação no retropé como no mediopé. E as chuteiras que possuem material mais flexível, maior número de travas e menor altura, apresentaram de modo geral os menores valores para todas as variáveis analisadas. Com base nestes dois estudos, podemos afirmar que o equipamento proposto é capaz de medir a resistência oferecida por diferentes solados de chuteiras na interação com a superfície. Além de, ser capaz de detectar as diferenças entre as chuteiras, no qual mostrou ser dependente das diferentes características de material, formato, tamanho e número de travas, além do eixo de rotação no qual ocorre o movimento. Com base nos resultados que o equipamento proposto é capaz de fornecer, será possível em aplicações futuras tentar determinar um valor de referência de resistência para cada tipo de chuteira, podendo auxiliar tanto a indústria na confecção de novos calçados como guiar os usuários na escolha de uma chuteira mais adequada para sua prática esportiva.

This dissertation focused on the development of equipment to measure the frictional resistance generated in the interaction of soccer shoes (soccer shoes) with the surface. The interest in this measurement is due to the fact that a large increase in the number of non-contact injuries has been associated with the use of cleats, and that these injuries are due to the higher rotational resistance offered by the cleat in movements of change of direction. In this context, this dissertation aimed to propose equipment to measure the interaction of the sole with the surface and test its psychometric characteristics. The dissertation contains two articles. The first article is related to the development protocol: a study with the objective of presenting the equipment with the respective reliability index, the evaluation protocol, and the measures that the equipment is capable of providing. Among these measures, the torque curve as a function of the rotation angle, the maximum torque value (MAX), torque value in 45 degrees of rotation (Torque 45), torque value in the intermediate measurement zone (TorqueZD) were extracted. , torque value at 90 degrees of rotation (Torque 90), rotational stiffness (rigidez), work up to 45 degrees rotation (AT45) and total work up to 90 degrees rotation (AT90). 11 soccer shoes was used to study. To check reliability, the ICC, SEM, MDC and RMS values were used, and the reliability of successive measurements on the same day and of reproducibility one week later were verified. For successive measurements, 10 measurements taken on a single day were used, while for reproducibility measurements, 5 measurements from the first day and 5 measurements from the second day measured a week later were used. For all variables analyzed, the ICC was high> 0.90 with low values of SEM, MDC and RMS, both for repeatability and reproducibility. In general, the equipment proved to be a reliable measurement system to mechanically evaluate the interaction of different soccer shoes and artificial grass. The variables MAX, Rigidez, AT45 and AT90, are indicated as the main measures to be considered for future evaluations. The second article seeks to show the practical differences between the soccer shoes evaluated, with the differences around two axis of rotation of the soccer shoes, in the rearfoot and midfoot. The results showed that a more anterior rotation axis substantially increases the MAX and AT90, but the rigidez is dependent on the soccer shoe. Regarding the differences between the soccer shoes, it was observed that the soccer shoe with the circular shape and rigid material has a higher maximum torque both with the rotation axis in the rearfoot and the midfoot. The mixed soccer shoe cleats (triangular and circular), in addition to greater height of cleats and rigid material, is the one with the greatest rigidez and AT90 with both the rotation axis in the rearfoot and the midfoot. And soccer shoes that have more flexible material, a greater number of cleats and a lower height, generally presented the lowest values for all variables analyzed. Based on these two studies, we can affirm that the proposed equipment is capable of measuring the resistance offered by different boot soles when interacting with the surface. In addition to being able to detect the differences between the soccer shoes, which proved to be dependent on the different characteristics of material, shape, size and number of cleats, in addition to the axis of rotation in which the movement occurs. Based on the measurements provided by the equipment and the suggested evaluation protocol, it will be possible to determine reference values for the interaction resistance between the soccer shoe and the surface, which can assist both the industry in making new shoes and guide users in choosing a soccer shoe more suitable for your sports practice. This would help the industry to develop safe products while delivering performance to the user.