Avaliação da interação do calçado esportivo com a superfície de contato

Abstract

Existe uma variedade de calçados esportivos disponíveis no mercado, com design e materiais de solado específicos para determinadas modalidades e suas respectivas superfícies. A interação entre o calçado esportivo e a respectiva superfície de contato é um importante influenciador na performance e um agente no risco de lesões de membros inferiores. É necessário encontrar um equilíbrio entre as cargas provenientes da interação para calçados mais seguros e eficazes. Diversos métodos e variáveis para caracterizar esta interação são descritas na literatura. Esta dissertação propôs revisar diferentes métodos e variáveis utilizados na avaliação da interação do calçado esportivo com a superfície de contato além de implementar um teste em laboratório. A dissertação apresenta dois estudos. O Estudo 1 é uma revisão de escopo com 44 artigos incluídos. Os principais métodos encontrados na avaliação da interação calçado esportivo e superfície de contato foram caracterizados e divididos em quatro subgrupos: aparato mecânico; aparato mecânico e cadáveres, seres humanos, seres humanos e aparato mecânico. 738 calçados ou solados, 214 superfícies ou condições e 791 indivíduos representaram os dados. Trabalhos que envolviam esportes como futebol e futebol americano foram os mais recorrentes. Com base nestes estudos pode-se afirmar que uma análise completa deve considerar as forças translacionais e rotacionais, com os movimentos e cargas mais próximas da realidade possíveis. O Estudo 2 foi a implementação da análise para a interação de um calçado de futsal com superfície de cimento em nosso laboratório, visando descrever as características friccionais, como o pico de torque, a rigidez rotacional e o coeficiente de fricção. Também foi avaliado o efeito da carga compressiva e da velocidade angular na interação calçado esportivo superfície de contato. O estudo foi realizado em um único calçado submetido a cargas compressivas de 30kfg e 42kgf em diferentes velocidades angulares (325º/s e 360º/s). Há uma variabilidade de métodos de avaliação da interação calçado superfície, não sendo possível definir qual é superior. Cada metodologia apresenta variáveis específicas, destacando as forças horizontais e torque para uma análise completa. Menores cargas compressivas acarretam menor variabilidade do pico de torque e COF ao alterarmos a velocidade angular.

There is a variety of sports shoes available on the market, with design and sole materials specific to certain sports and their respective surfaces. The interaction between sports shoes and the respective contact surface is an important influencer on performance and an agent in the risk of lower limb injuries. It is necessary to find a balance between the loads arising from the interaction for safer and more effective shoes. Several methods and variables to characterize this interaction are described in the literature. This dissertation proposed to review different methods and variables used in the evaluation of the interaction of sports shoes with the contact surface, in addition to implementing a laboratory test. The dissertation presents two studies. Study 1 is a scope review with 44 articles included. The main methods found in the evaluation of the interaction between sports footwear and contact surface were characterized and divided into four subgroups: mechanical apparatus; mechanical apparatus and corpses, human beings, human beings, and mechanical apparatus. 738 shoes or soles, 214 surfaces or conditions, and 791 individuals represented the data. Jobs involving sports such as football and American football were the most recurrent. Based on these studies, it can be stated that a complete analysis must consider translational and rotational forces, with movements and loads as close to reality as possible. Study 2 was the implementation of the analysis for the interaction of a futsal shoe with a cement surface in our laboratory, aiming to describe the frictional characteristics, such as peak torque, rotational stiffness, and coefficient of friction. The effect of compressive load and angular velocity on the contact surface interaction was also evaluated. The study was carried out on a single shoe subjected to compressive loads of 30Kfg and 42Kgf at different angular velocities (325º/s and 360º/s). There is a variety of methods for evaluating the interaction between shoes and the surface, and it is not possible to define which one is superior. Each methodology presents specific variables, highlighting horizontal forces and torque for a complete analysis. It seems that lower compressive loads lead to less variability in peak torque and COF when changing the angular velocity.