CRISTIANA DA SILVA OLIVEIRA CARACTERIZAÇÃO E COMPARAÇÃO CINEMÁTICA DE UM MOVIMENTO BÁSICO DE HIDROGINÁSTICA A DIFERENTES RITMOS DE EXECUÇÃO - Análise do Pontapé Lateral 2º Ciclo em Ciências do Desporto - Actividades de Academia UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO VILA REAL, 2010 CRISTIANA DA SILVA OLIVEIRA TIAGO MANUEL CABRAL DOS SANTOS BARBOSA (Orientador) ANTÓNIO JOSÉ ROCHA MARTINS DA SILVA (Co-orientador) CARACTERIZAÇÃO E COMPARAÇÃO CINEMÁTICA DE UM MOVIMENTO BÁSICO DE HIDROGINÁSTICA A DIFERENTES RITMOS DE EXECUÇÃO - Análise do Pontapé Lateral 2º Ciclo em Ciências do Desporto - Actividades de Academia UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO VILA REAL 2010 2 Dissertação expressamente elaborada no âmbito do Mestrado em Ciências do Desporto – Actividades de Academia, Universidade de Trás-osMontes e Alto Douro. 3 AGRADECIMENTOS O presente trabalho contou com o apoio de várias pessoas, cujo auxílio reduz o vasto conjunto de obstáculos e limitações presentes no caminho por mim delineado. Neste sentido, gostaria de enunciar o meu fiel reconhecimento: Ao Professor Doutor Tiago Barbosa (Instituto Politécnico de Bragança), orientador do presente trabalho, pelo seu enorme apoio e incentivo que me ajudaram a vencer algumas dificuldades na sua execução, a minha gratidão. Ao Professor Doutor António Silva (Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro), co-orientador do trabalho, pelo seu apoio, o meu agradecimento. Às instrutoras de Hidroginástica que cooperaram na recolha dos dados, viabilizando assim a realização deste trabalho, a minha consideração. Aos meus pais, José António Caldas de Oliveira e Maria da Graça Balreira da Silva, e irmã, Daniela da Silva Oliveira, por todo o auxílio, afecto e amor evidenciado ao longo de toda a minha vida. Sem eles nada era possível. Obrigada por tudo. Ao meu namorado, meu maior companheiro e melhor amigo, Mário Costa, por toda a ajuda e apoio demonstrados ao longo de todo o trabalho, o meu mais sincero agradecimento. 4 À amiga Genoveva Teixeira, pelo companheirismo e amizade demonstrada em todos os momentos, obrigada. A todos aqueles que de alguma forma tornaram realizável este percurso, permitindo a aquisição de um conjunto de vivências e conhecimento relevantes, que continuarão para o resto da minha vida, manifesto aqui o meu genuíno reconhecimento. Por fim, aos meus queridos avós, que no decorrer da elaboração do presente trabalho, me deixaram fisicamente, mas que sempre estarão no meu coração, no lugar mais bonito e aconchegante que guardo dentro de mim. Obrigada por todo o conhecimento transmitido e por todo o carinho demonstrado durante a minha vida. OBRIGADA A TODOS. 5 ÍNDICE ABREVIATURAS 8 ÍNDICE DE FIGURAS 10 ÍNDICE DE TABELAS 12 RESUMO 13 ABSTRACT 14 1. INTRODUÇÃO 15 2. REVISÃO DA LITERATURA 17 2.1. Aula de Hidroginástica 20 2.1.1. Meio envolvente 20 2.1.2. Estrutura 28 2.1.3. Intensidade 33 2.1.4. Cadência musical 40 2.2. Pressupostos biomecânicos 2.2.1. 44 Análise do movimento humano em actividades aquáticas 50 2.2.1.1. Cinemetria 52 2.2.1.2. Dinamometria 55 2.2.1.3. Antropometria 57 2.2.1.4. Electromiografia 59 2.2.2. Cinemática do movimento básico de Hidroginástica 62 3. DEFINIÇÃO DO PROBLEMA 62 4. OBJECTIVOS 63 4.1. Objectivo Geral 63 4.2. Objectivos Específicos 63 5. HIPÓTESES 64 5.1. Hipótese Geral 64 5.2. Hipóteses Específicas 64 6 6. METODOLOGIA 65 6.1. Amostra e envolvimento 65 6.1.1. Caracterização da amostra 65 6.1.2. Caracterização do envolvimento 66 6.2. Protocolo e procedimentos 6.2.1. 67 Antes da realização do teste 67 6.2.1.1. Preparação dos elementos da amostra 6.2.2. Durante a realização do teste 67 68 6.2.2.1. Procedimentos de recolha dos dados 69 6.2.2.2. Registo das imagens 69 6.2.3. Após a realização do teste 71 6.2.3.1. Software de análise biomecânica 6.3. Variáveis 71 75 6.3.1. Variáveis dependentes 76 6.3.2. Variáveis independentes 77 6.4. Procedimentos estatísticos 77 7. RESULTADOS 78 8. DISCUSSÃO 89 8.1. Discussão da metodologia 90 8.2. Discussão dos resultados 95 9. CONCLUSÕES 103 10. PERSPECTIVAS PARA O FUTURO 104 11. BIBLIOGRAFIA 105 7 ABREVIATURAS dx Variação do deslocamento horizontal dy Variação do deslocamento vertical [La-] Concentração sérica de lactato 2D Análises bidimensionais 3D Análises tridimensionais ax Variação da aceleração horizontal ay Variação da aceleração vertical ACSM American College of Sports Medicine AEA Aquatic Exercise Association APAS Ariel Perfornance Analysis System Bpm Batimentos por minuto cm Centímetros CG Centro de gravidade CM Centro de massa DLT Direct Linear Transformation DP Desvio-padrão EE Dispêndio Energético EMG Sinal electromiográfico et al. e colaboradores FC Frequência Cardíaca FCmáx Frequência Cardíaca máxima FISAF Federation International des Sports Aerobics et Fitness I Inércia 8 IMC Índice de massa corporal ISAK International Society of the Advancement of Kinanthropometry NPD Natação Pura Desportiva m Metros m/s Metros por segundo m/s2 Metros por segundo ao quadrado MãoDir Mão Direita MãoEsq Mão Esquerda MI Membros Inferiores mmol.l-1 Milimoles por litro MS Membros Superiores PéDir Pé Direito PéEsq Pé Esquerdo rad/s Radiano por segundo RPE Percepção subjectiva de esforço s Segundos SPEEDO Aquatic Fitness System SPSS Statistical Package for Social Sciences TM Tronco Médio vx Variação da velocidade horizontal vy Variação da velocidade vertical VO2máx Volume de Oxigénio máximo 9 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Equilíbrio estático e dinâmico. 28 Figura 2. Gradiente de variação da intensidade de exercitação. 36 Figura 3. Metodologias para o controlo e avaliação da intensidade de exercitação. 37 Figura 4. Escala de Borg 6-20. 39 Figura 5. Marcação dos alvos passivos nos pontos anatómicos. 67 Figura 6. Representação do exercício básico de Hidroginástica, Pontapé Lateral. 68 Figura 7. Localização e orientação das câmaras e dos suportes utilizados para o registo das imagens. 70 Figura 8. Perspectiva e dimensões gerais do volume de calibração. 71 Figura 9. Variação do período do ciclo gestual ao longo do protocolo incremental. 78 Figura 10. Variação deslocamento horizontal (painel A) e vertical (painel B) do CM, deslocamento horizontal (painel C) e vertical (painel D) do TM, deslocamento horizontal (painel E) e vertical (painel F) da anca, durante o protocolo incremental. 79 Figura 11. Variação do deslocamento horizontal (painel A) e vertical (painel B) do Pé direito e do deslocamento horizontal (painel C) e vertical (painel D) do Pé esquerdo, durante o protocolo incremental. 80 Figura 12. Variação do deslocamento horizontal (painel A) e vertical (painel B) da mão direita e do deslocamento horizontal (painel C) e vertical (painel D) da mão esquerda, durante o protocolo incremental. 81 Figura 13. Variação da velocidade linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) do CM, velocidade linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) do TM, velocidade linear horizontal (painel E) e vertical (painel F) da anca, durante o protocolo incremental. 83 10 Figura 14. Análise qualitativa da velocidade linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) do pé direito e da velocidade linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) do pé esquerdo, durante o protocolo incremental. 84 Figura 15. Variação da velocidade linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) da mão direita e da velocidade linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) da mão esquerda, durante o protocolo incremental. 85 Figura 16. Variação da aceleração linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) do CM, aceleração linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) do TM, aceleração linear horizontal (painel E) e vertical (painel F) da anca, durante o protocolo incremental. 86 Figura 17. Variação da aceleração linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) do pé direito e da aceleração linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) do pé esquerdo, durante o protocolo incremental. 87 Figura 18. Variação da aceleração linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) da mão direita e da aceleração linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) da mão esquerda, durante o protocolo incremental. 88 11 ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1. Temperatura da água recomendada para os diferentes tipos de população. 24 Tabela 2. As diversas partes de uma aula de Hidroginástica. 30 Tabela 3. Vantagens da Hidroginástica, relativamente à Natação Pura Desportiva. 33 Tabela 4. Cadências musicais recomendadas. 40 Tabela 5. Principais diferenças entre os estudos cinemáticos do tipo bidimensionais e do tipo tridimensional. 53 Tabela 6. Dados de caracterização da amostra. 66 Tabela 7. Pontos anatómicos de referência digitalizados, em cada fotograma. 72 Tabela 8. Definição das variáveis cinemáticas. 76 12 RESUMO O objectivo deste estudo foi analisar as relações entre a cadência musical e as características cinemáticas de um exercício básico de Hidroginástica, quando imerso ao nível do apêndice xifóide. Seis mulheres jovens com pelo menos um ano de experiência na condução de classes de Hidroginástica foram filmadas no plano frontal, com um par de câmaras (uma subaquática e uma de superfície), fornecendo uma projecção dupla superior e inferior ao nível da água, realizando cinco patamares incrementais (120 b.min-1, 135 b.min-1, 150 b.min-1, 165 b.min-1 e 180 b.min-1) do exercício básico Pontapé Lateral. O processamento dos dados e o cálculo das variáveis foram executados usando o software Ariel Performance Analysis System (APAS) e aplicação do algoritmo DLT. Os dados obtidos permitem-nos concluir que houve uma diminuição do período de ciclo ao longo do protocolo incremental. Qualquer relação entre os deslocamentos horizontais ou verticais, com a cadência musical não foi significativa. Relativamente à velocidade e aceleração nas componentes horizontal e vertical, demonstraram um aumento significativo ao longo do protocolo incremental. Assim, os resultados sugerem-nos que a velocidade segmentar aumenta com o aumento da cadência musical, diminuindo o período do ciclo e mantendo o deslocamento segmentar. Palavras-chave: exercícios de Hidroginástica, Pontapé Lateral, cadência musical, cinemática. 13 ABSTRACT The aim of this study was to analyze the relationships between musical cadence and kinematical characteristics of a basic head-out aquatic exercise, when immersed to the level of xiphoid process. Six young women with at least one year of experience in conducting head-out aquatic classes were filmed in the frontal plane, with a pair of cameras (one underwater and one surface), providing a double projection above and below the water level, which performing five incremental bouts (120 b.min-1, 135 b.min-1, 150 b.min-1, 165 b.min-1 and 180 b.min-1) of the basic head-out aquatic exercise Side Kick. Data processing and calculation of variables were performed using the software Ariel Performance Analysis System (APAS) and applying the DLT algorithm. The data obtained allow us to conclude there was a decrease in the cycle period during the incremental protocol. Any relationships between the horizontal and vertical displacements, with the musical cadence were not significant. On the other hand, the velocity and acceleration on the horizontal and vertical components, showed a significant increase over the incremental protocol. Thus, the results suggest to us that the target velocity increases with the increase in musical cadence, reducing cycle period and maintaining segmental displacements. Key words: head-out aquatic exercises, side kick, musical cadence, kinematics 14 1. INTRODUÇÃO O Homem insiste em entrar no meio aquático para exercer diversas acções, como o trabalho, a recreação, a higiene e a terapia. Estas actividades frequentemente abarcam o exercício, sendo todo o movimento no desporto influenciado pelo meio em que ocorre a actividade. A imersão no meio líquido expõe o corpo humano a uma nova pressão hidrostática [6,15,16,33,34,63,67,85,91,102,121,124,171,184] , a outra viscosidade do meio [63] , a novas condições térmicas [15,16,33,46,54,63,67,80,108,112,113,136,139,171,185] e a estímulos reflexos [15,63,85]. Os resultados destas mudanças [15] , podem variar com alterações na posição do corpo, na intensidade de trabalho, no tipo de movimento dos membros, entre outras. Na Hidroginástica diferentes técnicas de caminhada, de corrida, de salto e pontapés são efectuados na água, em diferentes profundidades e a diferentes cadências musicais (i.e. ritmos de execução). A maior vantagem deste género de exercícios é a menor ocorrência de carga mecânica nas estruturas articulares, em comparação com os mesmos exercícios executados em terra, sobretudo para indivíduos com problemas nas estruturas articulares dos membros inferiores (MI) e com excesso de peso [45,72,185,207,209,2010] . A análise quantitativa do movimento é um recurso relevante para o estudo da compreensão da motricidade humana [57] . Com ela pode-se não só avaliar, descrever e quantificar o movimento, como também entender de que forma ele é controlado [224] .A Biomecânica provém das ciências naturais e dedica-se às análises físicas do sistema biológico e, consequentemente, de análises do movimento humano [10] . Entre os estudos encontrados nesta área, verificou-se que o trabalho mecânico produzido na corrida em água, é equivalente à corrida em passadeira fora de água, no 15 que diz respeito à intensidade e duração, observando que as duas corridas em questão abrangem musculaturas idênticas e na mesma faixa de movimento [209] . Verificaram também que as forças de reacção vertical de exercícios realizados em profundidades diferentes não apresentam diferenças estatisticamente significativas, mesmo executados a diferentes cadências musicais [119] . Contudo, quando comparados os mesmos exercícios dentro e fora de água, estes já apresentam diferenças significativas de força de reacção vertical, onde esta é menor dentro de água. Comparando-se a transição da caminhada para a corrida, dentro e fora de água, verificou-se que dentro de água essa mesma transição ocorre a uma velocidade inferior e a frequência da passada é significativamente inferior, quando comparada fora de água [111]. Analisou-se o ciclo da marcha dos adultos e idosos nos ambientes aquático e terrestre, constatando que a maioria das variáveis espaço-temporais da passada foi diferente entre os ambientes, que a magnitude dos picos da componente vertical da força de reacção do solo foi inferior no ambiente aquático comparativamente ao ambiente terrestre e a componente anteroposterior apresentou apenas uma fase de aceleração no ambiente aquático [24] . Ao rever a literatura constatou-se que pouco tem sido investigado acerca da caracterização cinemática dos movimentos básicos de Hidroginástica, e a sua comparação a diferentes cadências musicais, existindo um [154] em que é feita uma caracterização cinemática do movimento básico de Hidroginástica Cavalo-Marinho a diferentes cadências musicais, onde se concluiu que o período (P) do ciclo gestual diminui ao longo do protocolo incremental, o deslocamento dos segmentos corporais manteve-se e a velocidade dos mesmos aumentou significativamente. Um dos movimentos básicos de Hidroginástica mais utilizado neste tipo de sessões é o Pontapé Lateral. Este é executado com o apoio alternado em cada MI, 16 mantendo o outro em abdução, onde os membros superiores (MS) se deslocam para o lado oposto do MI que se encontra elevado [18] . Relativamente às cadências musicais a adoptar nas sessões, e segundo a Aquatic Exercise Association (AEA) [14] , estes devem variar entre os 125-150 batimentos por minuto (bpm). Apesar deste facto, poucos são os estudos que relacionam a cadência musical com os aspectos cinemáticos do movimento dentro de água [164]. Pretende-se, então, com este estudo no âmbito da Hidroginástica, associar parâmetros cinemáticos do movimento básico Pontapé Lateral com diferentes cadências musicais. 2. REVISÃO DA LITERATURA Durante os últimos anos as actividades realizadas no meio aquático transformaram-se num meio popular de actividade física, onde a Hidroginástica é um caso paradigmático. A Hidroginástica pode ser definida como uma actividade física organizada por exercícios aquáticos específicos, predominantemente na posição vertical, assentes no uso da resistência da água como sobrecarga sobre o aparelho locomotor [120]. Quando comparados estes exercícios aquáticos com movimentos semelhantes efectuados em meio terrestre, a exercitação no meio líquido resulta em benefícios associados à saúde do praticante que este meio proporciona estruturas articulares [31,32,118,149,196,212] [41,58,117,118] [62] [20,68,118,209] , dadas as características físicas particulares . São os casos da redução da carga mecânica sobre as [118,144,185] , , da pressão arterial a [193] redução da Frequência Cardíaca (FC) , do consumo máximo de oxigénio (VO2 máx) , do dispêndio energético (EE) [41,58,117,118] 17 , da concentração sérica de lactato ([La-]) [31,64,118] , da maior facilidade do retorno venoso esforço (RPE) água quente [21,31,62,68,170] [116] [115] , da percepção subjectiva de e a melhoria da amplitude articular aquando da imersão em . Para que, em termos fisiológicos e mecânicos se verifiquem tais benefícios, considera-se que os praticantes devem estar imersos no mínimo até ao nível do apêndice xifóide [21,150] . Durante a imersão até ao apêndice xifóide, a maior intensidade da força de impulsão hidrostática atenua significativamente a intensidade da força do peso hidrostático, o que faz com que haja um menor trabalho por parte dos músculos assistidos pela força de impulsão, e consequentemente a redução da força de reacção ao solo [20,168]. Em estudos realizados [41,120], foi verificado uma redução do peso hidrostático, proporcional ao aumento do nível de imersão. Essa diminuição do peso hidrostático traduz numa diminuição nas forças compressivas que actuam nas articulações, principalmente dos MI, reduzindo assim as lesões osteo-articulares. Nos estudos realizados com o intuito de entender o papel da Hidroginástica no praticante, têm sido reportadas possíveis melhorias nas componentes da aptidão física, tais como, a força [127,168,179,197], a flexibilidade [9,197,220], a composição corporal [84,197] e a resistência cardio-respiratória [9,16,20,60,127,142,179,197,198] . Mais ainda, outras componentes de carácter secundário, mas não menos importantes, são também desenvolvidas aquando da execução de movimentos aquáticos, como é o caso da velocidade, potência, agilidade, tempo de reacção, coordenação e equilíbrio. Segundo Lindle et al., [123] , na Hidroginástica, estas capacidades são desenvolvidas com a prática e a repetição de exercícios através de transições, mudanças de ritmo, de movimentos alternados e simultâneos, tomando em consideração o efeito dose - resposta da prática. Estas componentes da aptidão física, mais associadas à técnica de execução, assumem particular consideração nos idosos, já que a sua deterioração tende a prejudicar a sua qualidade de vida, alterando as práticas diárias básicas 18 [18] . Assim, no caso de classes compostas essencialmente por estas populações, o trabalho das componentes secundárias torna-se ainda mais relevante. Num estudo realizado por Sato et al., [183] , com idosos, verificou-se que a realização de exercícios aquáticos duas vezes por semana, controla a deterioração da qualidade de vida, das práticas diárias básicas e da força dos músculos extensores do joelho. Bravo et al., [39] estudaram também a intervenção de exercícios aquáticos em mulheres com reduzida densidade mineral óssea, e concluíram que esta forma de exercício físico era bem sucedida, pois melhorou as componentes da aptidão funcional estudadas (coordenação e agilidade) e o bem-estar psicológico dos participantes, apesar da ausência de efeito sobre o sistema esquelético. Igualmente, no estudo de Suomi & Collier [195] , verificaram-se melhorias efectivas nas componentes da aptidão física funcional e na capacidade para executar tarefas diárias, de adultos com artrite, após oito semanas a realizar um programa de exercícios aquáticos e em terra. A preocupação em verificar as respostas fisiológicas do corpo imerso tem colocado outros factores em segundo plano, dentro dos quais os biomecânicos, deixando as aulas com fundamentação fisiológica, mas pouca qualidade na execução dos movimentos. Talvez a insuficiência de literatura acontece por dificuldades na aplicação dos instrumentos indispensáveis à recolha de dados em ambiente aquático. Sabendo da crescente expansão das actividades aquáticas, neste caso a Hidroginástica, assim como a preocupação em entender o comportamento cinemático no ambiente aquático, torna-se imprescindível o aprofundamento de estudos biomecânicos em exercícios aquáticos e em variadas situações. 19 2.1. Aula de Hidroginástica 2.1.1. Meio Envolvente Quando se realiza uma actividade aquática, deve-se ter em consideração algumas propriedades específicas desse meio, pois grande parte das vantagens dos exercícios aquáticos estão associadas às características físicas da água [62] . Assim, torna- se imprescindível a compreensão das forças actuantes e dos tipos de escoamentos do fluido em torno do corpo, devido à sua importância para a eficácia destas actividades. Os quatro grupos de forças que actuam no ser humano, imerso no meio aquático são a força peso e impulso hidrostático, que determinam a flutuabilidade, e a força propulsiva e de resistência, que estabelecem a velocidade de deslocação [138] . A flutuação de um corpo na água depende das forças que se aplicam num determinado instante, no mesmo. Em repouso, a flutuação determina-se pelo Princípio de Arquimedes, onde todo o corpo submerso num fluido experimenta uma impulsão vertical e ascendente, igual ao peso do volume do fluido deslocado. Quando uma pessoa imersa no meio aquático não realiza nenhum movimento, a sua flutuabilidade depende do seu peso e da impulsão hidrostática: quando a intensidade do peso é superior ao da impulsão hidrostática, o corpo afunda (i.e., a flutuabilidade é negativa); quando o primeiro é inferior ao segundo, o corpo flutua (i.e., a flutuabilidade é positiva); quando o primeiro é igual ao segundo, o corpo mantêm-se a média profundidade (i.e., a flutuabilidade é nula). O resultado da força total que actua sobre o corpo é a diferença entre o peso hidrostático e a impulsão hidrostática, pois estas forças têm sentidos opostos [18] . Caso se caminhe numa piscina, da parte rasa para a parte funda, tem-se a sensação de que o peso diminui gradativamente, pois a impulsão hidrostática na parte 20 funda é superior, em relação à parte rasa e ao peso do corpo. A força de impulsão pode ser considerada como uma força de reacção da água [2] . Assim, no caso da Hidroginástica, pode-se afirmar que é uma actividade física que se desenvolve contra uma resistência, dependendo da intensidade e postura do corpo. A flutuação tem como efeitos principais: (i) a maior facilidade na execução dos movimentos; (ii) a menor ocorrência de impacto sobre as articulações e; (iii) como resultado, a redução do risco de lesões músculo-esqueléticas. Quando um corpo ou os seus segmentos se movem imersos no meio líquido, há forças que intervêm nos movimentos desse corpo. Essas forças são: (i) forças de arrasto (i.e., resistência), que actuam na mesma direcção do movimento, mas com sentido contrário, o que propicia resistência ao movimento e; (ii) forças de propulsão, que actuam na mesma direcção e sentido do movimento, facilitando o mesmo. A força de arrasto depende da densidade da água, da área frontal, do coeficiente de arrasto e da velocidade do corpo em movimento. Pode-se constatar que esta força é proporcional ao quadrado da velocidade, ou seja, quanto maior a velocidade de um membro em movimento, maior será a resistência ao mesmo, independentemente do seu sentido. Assim, quanto mais alinhado estiver o corpo, ou seja, quanto mais próximo da linha média do tronco estiverem os segmentos corporais, menor o coeficiente de resistência [138] . Segundo a AEA [14] , a área de superfície frontal colocada contra a resistência horizontal da água estará hipoteticamente associada à quantidade de energia metabólica dispendida na prática do exercício. Nos exercícios aquáticos, se houver uma superfície frontal menor para determinado movimento, este será efectuado mais facilmente. Para aumentar a resistência, basta ampliar a área de superfície e fazer o movimento em aceleração [2] . Como exemplo, temos os deslocamentos laterais, cuja área de superfície na direcção do deslocamento será menor comparativamente ao deslocamento frontal, 21 logo, na primeira situação, a intensidade tenderá a ser inferior. Também, um caso particular está relacionado com a posição das mãos [18,123,131]. Deste modo, ao manter-se as mãos fechadas, a área será relativamente baixa; tendo os dedos estendidos e juntos, a área aumentará; com a mão em forma de concha, os dedos relaxados e ligeiramente afastados a área será substancialmente maior e, portanto, aumenta significativamente a força de arrasto. Marinho et al., [131] analisaram as características hidrodinâmicas da mão de um nadador, com três posições diferentes do polegar: em abdução, em parcial abdução e em adução. Os resultados mostraram que a posição do polegar em adução apresentou valores ligeiramente mais elevados de coeficiente de arrasto, em comparação com as restantes posições, vindo assim a corroborar a ideia anteriormente descrita. Outra característica inerente aos fluidos é a pressão hidrostática. O modo como a força ou pressão se transmite num fluido é definida no Princípio de Pascal, onde a pressão aplicada a um fluido contido num recipiente é transmitida integralmente a todos os pontos do fluido e às paredes do recipiente, ou seja, a pressão do líquido é exercida igualmente sobre todas as áreas da superfície de um corpo imerso em repouso, a uma dada profundidade. Segundo Skinner & Thompson (1985), a pressão do líquido aumenta proporcionalmente à profundidade e à densidade desse líquido e é inversamente proporcional à velocidade de deslocamento, traduzido pelo Princípio de Bernoulli. No organismo, provoca aumento no retorno venoso, pois opõe-se à tendência do sangue ficar nas porções inferiores do corpo e melhora a capacidade inspiratória, uma vez que quando imersos até à linha do peito, os indivíduos devem fazer um maior esforço para inspirar [103]. A densidade é outra característica que define os fluidos, sendo a relação entre a sua massa e o seu volume. A água é aproximadamente 800 vezes mais densa que o ar, o que por si só é um factor que poderá contribuir para um maior consumo energético das 22 actividades realizadas na mesma, com a vantagem de uma menor sobrecarga articular, quando comparada com a mesma intensidade de actividade realizada em terra [117] .É importante o domínio conceptual desta propriedade e relacioná-la com os movimentos do corpo na água. Dependendo da direcção do movimento, é possível saber se se aplica uma força superior ou inferior. Assim, pode-se dizer que a densidade coopera no posicionamento adequado do corpo imerso, na realização dos exercícios e facilita a determinação da carga a ser utilizada. Outra propriedade que descreve um fluido é a temperatura. A conservação da temperatura da água deve ser verificada durante a execução do exercício, para que não ocorram modificações fisiológicas não pretendidas, uma vez que as condições térmicas são de extrema importância. Diferentes temperaturas de água podem produzir reacções fisiológicas diferentes, tais como modificações na FC VO2máx [56,87,107,108,137] , na temperatura corporal [56,115] [46,80,108,112,113,139,147,157] , no e nas capacidades pulmonares [46,139] . As investigações relatam que quanto mais elevada for a temperatura da água maior será o aumento da FC, da temperatura corporal, das capacidades pulmonares, e menor será o VO2máx. A temperatura intervém no valor da viscosidade, que se refere à tendência para as moléculas de água aderirem umas às outras (coesão) assim como aos corpos que se encontram imersos nesse meio (adesão). Então, a viscosidade será superior em temperaturas relativamente mais baixas, promovendo valores significativamente superiores de resistência ao movimento no meio aquático quando comparadas com o meio terrestre. Diferentes programas de exercícios vão induzir a diferentes intensidades e, como consequência, a temperaturas adequadas para o conforto dos praticantes. Por exemplo, se o objectivo da actividade é o relaxamento e/ou a melhoria da amplitude de movimentos, a temperatura da água deve ser aumentada. 23 Temperaturas de água adequadas também devem ser consideradas de acordo com as características dos praticantes. Estes devem ficar confortáveis durante toda a sessão. Neste sentido, a AEA [14] estabeleceu directrizes relacionadas com a temperatura da água, devendo esta variar entre os 28 e os 30ºC para os programas de Hidroginástica, possibilitando que o corpo reaja “normalmente” aos exercícios e ao seu aumento de temperatura corporal. A principal função do mecanismo de termoregulação do corpo humano é conservar a temperatura interna constante, próxima dos 37 ºC (± 1 ºC). Ou seja, estabelecer um equilíbrio dinâmico entre a produção metabólica de calor e a perda de calor corporal. Em ambientes aquáticos, esta temperatura pode sofrer alterações. Quando imersos, o calor do corpo é perdido, sobretudo, por condução e convecção [54] . A água tem uma condutividade térmica cerca de 26 vezes maior do que a do ar, perdendo o corpo calor, quatro vezes mais rápido em meio aquático, para a mesma temperatura [59,212]. A Tabela 1 demonstra a temperatura da água recomendada pela AEA [14], para os diferentes tipos de população. Tabela 1. Temperatura da água recomendada para os diferentes tipos de população (adaptado de AEA [14]). População Temperatura da Água Recomendada Natação Pura Desportiva 25-28 ºC Treino de Resistência 28-30 ºC 33-35 ºC (temperaturas mais frias podem ser mais Terapia e Reabilitação apropriadas para programas de maior intensidade em populações especiais) População com Esclerose Múltipla 26,5-29 ºC Grávidas 28-29,4 ºC População com Artrite 28-32 ºC 28-30 ºC (intensidade moderada a intensa) Idosos 30-31 ºC (intensidade baixa) 24 Aulas de Natação para Crianças Superior a 29 ºC (varia com a idade, tamanho da turma) Obesos 26.5-30 ºC Existem algumas pesquisas [21;31;62;66;96;221] sobre a influência do nível de imersão do corpo nos parâmetros fisiológicos, em Hidroginástica. Entre esses parâmetros encontram-se a RPE, a FC, o VO2máx e a [La-] [31;212]. A RPE é uma das variáveis psico-fisiológicas mais avaliadas nas actividades aquáticas, particularmente em Hidroginástica [25;141;187] . Para o efeito é empregue a escala mais recente de Borg [37]. De acordo com o American College of Sports Medicine (ACSM) [13] para sujeitos jovens e clinicamente saudáveis, durante um programa de actividade física dirigida para a saúde, a RPE deve variar entre os 14 e os 16 valores. Relativamente à imersão, a RPE é superior quando o exercício é efectuado ao nível do apêndice xifóide, em comparação com exercícios executados ao nível do peito [21]. A FC é outra variável estudada frequentemente neste género de actividades. O ACSM [13] aconselha, para sujeitos jovens e clinicamente saudáveis, actividades que fomentem esforços cardíacos entre os 60% e os 90% da FC máxima (FCMáx). Em relação ao comportamento da FC no meio aquático, a literatura é contraditória, pois enquanto diversos autores [16;102;107;120;128;136;159;172;173;184;196;201] bradicardia durante a imersão, outros [63;87;207] afirmam que ocorre uma afirmam que ocorre uma taquicardia, e existem ainda os que relatam que não ocorrem alterações na FC [30;34;90;171;174;219] . Apesar da contradição relatada, o conhecimento parece indicar consistentemente uma diminuição da FC. Em relação ao comportamento do VO2máx em meio aquático, vários autores [7;41;45;58;96] verificaram que este alcança valores superiores em meio aquático, comparativamente ao mesmo em meio terrestre. Embora a gravidade seja a resistência 25 primária no movimento em terra, a viscosidade e a turbulência são dominantes factores de resistência na água. Os resultados dos estudos efectuados nesta área indicam que os dois últimos factores proporcionam uma maior carga durante o exercício do que a resistência da gravidade em exercícios em terra, e como consequência, maiores valores de VO2 [110]. As actividades físicas orientadas para a prevenção primária da saúde manifestam características eminentemente aeróbias, pelo que a [La-] durante e após a sua prática não deve exceder o valor relacionado ao limiar anaeróbio (4 mmol.l-1). O ACSM [13] aconselha a execução de actividades de intensidade moderada, ou seja, indica a prática de actividades abaixo do limiar anaeróbio. Alguns estudos verificaram o comportamento da [La-], e registaram que esta apresenta valores superiores em exercícios realizados em águas rasas, comparativamente a águas profundas [21;31]. Caso o indivíduo se encontre a uma profundidade superior à desejável para a sua estatura, verifica-se um aumento da dificuldade em conservar uma postura correcta, causando uma curva lordótica e, logo, um mau alinhamento corporal. Evidentemente, nessas situações existe uma maior dificuldade em controlar os movimentos. Assim, piscinas com uma profundidade entre 1,07 – 1,37 metros (m) são as mais usadas nas classes de Hidroginástica [14] , procurando “ajustar” o nível de imersão de sujeitos de estaturas diversas. Manter o equilíbrio em imersão é o ponto de partida para um movimento estável e controlado na água. Compreender os mecanismos do equilíbrio e as forças que agem neste momento são importantes para elaborar o início de um movimento suave e preciso. Neste meio, o equilíbrio de um corpo depende da inter-relação das forças de impulsão hidrostática e de gravidade. Assim, o equilíbrio é alterável através da respiração e da alteração da posição relativas dos segmentos corporais 26 [17] Ou seja, ao aumentar-se o volume de ar inspirado, aumenta-se o volume corporal imerso, pelo que também se aumenta o volume de água deslocada e, logo, a intensidade da força de impulsão hidrostática. Por outro lado, modificando a posição relativa dos diferentes segmentos corporais, altera-se a localização do centro de massa (CM) e do centro de impulsão e, portanto, a relação entre as forças abrangidas na determinação do equilíbrio. O conceito de equilíbrio em Biomecânica está ligado à ideia de corpo em posição estável. Do ponto de vista mecânico, diz-se que um corpo está em equilíbrio quando distintas forças que actuam sobre o corpo estão em direcções contrárias e se anulam [18]. Existem três tipos de equilíbrio: o estável, o instável e o indiferente. O ideal para uma maior eficiência na realização dos exercícios e para a prevenção de lesões é que o indivíduo se mantenha constantemente em equilíbrio estável, ou seja, quando existe um alinhamento entre o centro de gravidade (CG) e o de impulsão, mas sem que os dois centros se coincidam na sua localização [18;203] . Quanto à postura estável, esta deve-se descrever pelas orelhas se encontrarem na projecção vertical dos ombros, os ombros na projecção vertical da anca, a anca na projecção vertical dos calcanhares, a caixa torácica elevada, os músculos da zona abdominal contraídos e a musculatura da cintura escapular relaxada. Os pés devem estar paralelos e sensivelmente à largura dos ombros, para ampliar a base de sustentação, sempre com o apoio no fundo da piscina e com a linha da água ao nível do apêndice xifóide. No que concerne com o equilíbrio instável, este ocorre quando não existe alinhamento entre o CG e o de impulsão, promovendo uma rotação do corpo até ser atingido o equilíbrio estável [203] . Quando os movimentos são efectuados no plano frontal (essencialmente abduções e aduções), os membros devem deslocar-se em sentidos opostos. Este deslocamento em diferentes sentidos faz com que a projecção vertical da linha da gravidade passe pela base de sustentação do corpo e, portanto, autorize a manutenção de um correcto alinhamento 27 corporal. Já na realização de exercícios no plano sagital (sobretudo flexões e extensões) os membros devem deslocar-se em oposição, pelos mesmos fundamentos (Figura 1). O equilíbrio indiferente verifica-se sempre que o CG e de impulsão coincidem. Contudo, este fenómeno nunca ocorre no ser humano devido à heterogeneidade do seu corpo [203] . Equilíbrio Equilíbrio Estático Equilíbrio Dinâmico Plano Frontal Plano Sagital Figura 1. Equilíbrio estático e dinâmico (adaptado de [18]). 2.1.2. Estrutura A estrutura de uma aula “típica” de Hidroginástica pode ser decomposta em quatro fases distintas [8;18;156;199] : (i) aquecimento; (ii) condicionamento cardio- respiratório; (iii) condicionamento muscular e; (iv) alongamentos e retorno à calma. 28 O aquecimento consta numa fase de preparação e orientação física, psicológica e pedagógica para a actividade, com exercícios que solicitem os grupos musculares a serem trabalhados na fase específica da aula. Deste modo, caracteriza-se pela elevação do metabolismo, fomentando o aumento da temperatura corporal e adaptando-o a um esforço maior; pelo facilitar na lubrificação e mobilização das articulações, pelo aumento da FC, da frequência respiratória e do fluxo sanguíneo nos músculos. Os movimentos devem ser de baixo impacto, progredindo de pequenas para grandes alavancas, de velocidade moderada e com pequena amplitude. Para Gaines [83] , estes efeitos reduzem o risco de lesão, uma vez que melhoram a coordenação, retardam o aparecimento da fadiga e permitem que os tecidos corporais sejam menos susceptíveis a sofrerem lesões. Utilizam-se, normalmente, exercícios de corrida e exercícios combinados de MI e MS. O condicionamento cardiorespiratório tem como intuito o desenvolvimento da capacidade aeróbia, aumento e posterior manutenção da FC, alteração da composição corporal, diminuindo a massa gorda e o desenvolvimento da coordenação e agilidade. Nesta fase pode-se utilizar, por exemplo, o método contínuo, que se caracteriza pelo aumento gradual da intensidade até se atingir a zona alvo para, no final, ocorrer uma diminuição progressiva, e o método intervalado, que se caracteriza pelo aumento gradual da intensidade até ser atingida a zona alvo, alternando-se com séries de maior e menor intensidade. Em geral, nesta fase, a intensidade aumenta gradualmente até ao nível máximo, para depois diminuir, também gradualmente, dependendo do nível de desenvolvimento dos alunos e do tipo de aula [14] . Devem ser habituais exercícios que solicitem a movimentação simultânea de grandes grupos musculares de ambos os membros, abarcando exercícios que podem ser alterados de acordo com diferentes 29 amplitudes de movimento, mudança de plano e direcção. Os MS deverão ficar sempre abaixo da água, visto que a resistência ao avanço aumentará a intensidade do exercício. O condicionamento muscular visa o desenvolvimento da resistência e força dos diversos grupos musculares, aumentar a flexibilidade, a tonicidade muscular e a amplitude articular, onde se utilizam, geralmente, exercícios localizados, de tonificação e fortalecimento muscular, com ou sem equipamento adicional e onde a dinâmica das cargas devem ser iguais para grupos musculares opostos. Os alongamentos e retorno à calma, procuram desenvolver a flexibilidade e o relaxamento, diminuir a FC, a tensão muscular, restabelecer o equilíbrio respiratório após o esforço intenso e prevenir lesões. Devem ser alongamentos estáticos e sem que atinjam dor. Em todas estas fases devem existir exercícios que abarquem todos os grandes grupos musculares, para que seja reduzido o risco de lesões. A tabela 2 apresenta as diversas fases que constituem uma aula e a duração aproximada de cada uma, para uma duração total a rondar os 45 minutos. Tabela 2. As diversas partes de uma aula de Hidroginástica [8;18;156;199] Parte da Aula Duração Aproximada (minutos) 1. Aquecimento 5-10 2. Condicionamento Cardiorespiratório 20-30 3. Condicionamento Muscular 5-15 4. Alongamentos e retorno à calma 5-10 45 TOTAL Existem diferentes tipos de exercícios que podem ser efectuados durante uma aula de Hidroginástica. Do ponto de vista taxionómico, esses exercícios são 30 classificados em seis grupos principais [182] : (i) Caminhada, que consiste num processo de locomoção em que o corpo erecto e em movimento é sustentado primeiramente por uma perna e em seguida pela outra, permanecendo pelo menos um pé em contacto com o chão. Devem-se mover os MS em oposição aos MI, ajudando ao deslocamento, onde as palmas das mãos se devem deslocar da frente para trás, empurrando a água nesse sentido; (ii) Corrida, que se define por ser semelhante à caminhada, tendo uma velocidade de deslocamento superior e, em determinado momento, os pés perdem o contacto com o solo simultaneamente; (iii) Balanço, que se caracteriza pela troca de apoios, ficando um dos MI apoiado no solo, suportando o peso do corpo; (iv) Pontapé, que se define pelo apoio alternado em cada MI, mantendo-se o outro em elevação e onde os MS se movimentam em sentido oposto ao MI que se encontra elevado; (v) Salto, que se caracteriza pela perda momentânea de apoio por parte dos MI; (vi) Tesoura, que consiste na adução e abdução dos MI, com os mesmos em extensão. Com efeito, é comum na literatura técnica [114] a descrição de um dado exercício realizando: (i) unicamente a execução dos MI; (ii) simultaneamente a acção dos MI e dos MS e; (iii) simultaneamente a acção dos quatro membros, acrescido da utilização de materiais auxiliares. A adopção destas variantes tem em vista diversificar a aula e, aparentemente, prescrever aos alunos exercícios com níveis de intensidade adaptados às suas características individuais e níveis de aptidão física. A prescrição de exercícios básicos de Hidroginástica, com a acção simultânea dos quatro membros, é uma actividade apropriada para o condicionamento cardiorespiratório. Por sua vez, a aplicação de material auxiliar de resistência durante o segmento aeróbio da aula, deve ser efectuada apenas em sujeitos clinicamente saudáveis, com níveis de aptidão física muito elevados, tomando em consideração o sistema bioenergético que pretendem estimular e de acordo com as orientações de 31 intensidade de exercitação da ACSM [13] , pois, pelo menos num estudo efectuado por Costa et al., [53], de exercícios com halteres, os autores verificaram que a resposta aguda foi consistentemente acima da zona alvo sugerida por esta mesma organização. Evans & Cureton [73] realizaram uma avaliação fisiológica com step aquático a uma mesma cadência musical, em água e terra. A FC e o VO2 máx foram inferiores durante o exercício em água, embora a RPE não tivesse variação significativa. Adicionando os MS ao exercício, houve um aumento do VO2máx. Assim, os autores sugeriram que a realização de exercícios com os quatro membros devem também cumprir as orientações da ACSM (2000), para a melhoria da capacidade aeróbia. A AEA [14] recomenda que a maioria dos movimentos dos MS seja realizada dentro de água, visto que maximiza o uso da resistência da água para melhorar o condicionamento muscular da parte superior do corpo, desenvolvendo o equilíbrio e a coordenação, e alterando a intensidade. Segundo Barbosa & Queirós [18] , devido às diferenças de densidade entre o meio aquático e terrestre, a resistência a um movimento no primeiro meio é superior ao observado no segundo. Compreende-se porque é que os movimentos efectuados no interface ar - água devem ser evitados, pois com a saída dos MS da água, ocorrerá um aumento significativo do momento de força, que criará um movimento do tipo balístico difícil de controlar, podendo aumentar as probabilidades de surgimento de uma lesão. Em confronto com outras actividades aquáticas, como a Natação Pura Desportiva (NPD), a Hidroginástica apresenta diversas vantagens, como se apresenta na Tabela 3. 32 Tabela 3. Vantagens da Hidroginástica, relativamente à Natação Pura Desportiva (NPD) (adaptado de [49]) Natação Pura Desportiva Hidroginástica Nem todos os sujeitos sabem nadar; Qualquer sujeito pode praticar; Sujeitos que sabem nadar, podem não ter É adaptável à condição física de qualquer condição física para serem submetidos a sujeito; cargas com volume e intensidades óptimas; Repetição incessante dos mesmos Utilizam-se movimentos movimentos, que pode aplicar sobrecarga de promovendo uma dadas estruturas; solicitações a nível do aparelho locomotor; Pobre do ponto de vista sócio-afectivo. Mais rico do ponto de vista sócio-afectivo. maior diversificados, variedade das 2.1.3. Intensidade Ao elaborar um programa de exercícios, uma das componentes essenciais na sua prescrição é a intensidade do esforço [74] . É recomendado que esta seja alterada através da utilização das leis físicas do movimento e/ou das propriedades físicas da água para a aumentar ou diminuir. Na Hidroginástica pode-se empregar exercícios que criem uma maior ou menor carga manipulando o arrasto a que o executante está submetido. Por exemplo, através do aumento da velocidade de execução, da aceleração, da alteração da área projectada, da direcção e/ou do sentido do deslocamento, das constantes mudanças no tipo de exercício, e também pela realização de exercícios com uso de acessórios resistivos [7;45;110] . O aumento da resistência através do aumento da velocidade de movimento só é produzido enquanto conservar a sua total amplitude. A partir de determinada velocidade 33 é compensado pela redução da área projectada [162] . A resistência é expressa através da seguinte equação: D = 1/2.CD. .A.v2 (1) onde, D é a resistência ao deslocamento, v a velocidade do movimento, CD o coeficiente de arrasto, densidade do fluido e A a área da superfície projectada [131] . Ou seja, a partir de determinada velocidade, para se poder manter a amplitude total do movimento, a área projectada terá de ser inferior. Caso contrário a solução passará pela redução da amplitude articular. No que diz respeito ao aumento da aceleração, esta aumenta a força exercida e, portanto, a intensidade de exercitação. De sublinhar que realizar o movimento com uma maior aceleração não implica que seja executado encurtando a amplitude do movimento. Relativamente à área projectada no incremento de intensidade, esta pode ser alterada pela utilização do corpo de diferentes formas, como por exemplo, ao trabalharse com os MS em extensão, a área será maior do que tendo-os flectidos ao nível da articulação do cotovelo, logo, no primeiro caso, a intensidade de exercitação será superior. No trabalho dos adutores e abdutores, com o MI flectido num ângulo relativo de aproximadamente 90º ao nível do joelho, a intensidade será menor do que mantendo o MI estendido [18;123]. Fomentando modificações da direcção e/ou do sentido do deslocamento, tenderse-á a aumentar a intensidade de exercitação, como nos indica a Terceira Lei de Newton, também conhecida por Lei da Acção-Reacção, em que permite que a movimentação dos segmentos numa dada direcção tenham como consequência um 34 deslocamento do corpo no sentido oposto. Assim, o pressuposto desta lei é que a cada acção surge uma reacção de igual direcção, igual intensidade mas, de sentido oposto. Ao saltar para a frente, em meio líquido, as mãos empurram a água da frente para trás. Desta forma, a acção destes membros assiste a realização do movimento. No entanto, é possível aumentar a intensidade de exercitação fazendo com que os MS em vez de assistirem, resistam ao movimento. Assim no exemplo apresentado, as mãos em vez de se dirigirem para trás, deslocam-se para a frente, enquanto o sujeito salta nesse mesmo sentido. Durante a realização de movimentos na Hidroginástica, os MS têm como principal função manter o equilíbrio e ajudar à realização do mesmo, mas como supracitado, estes também servem para aumentar a intensidade de exercitação, resistindo ao movimento [18]. Da mesma forma, estimular constantes mudanças no tipo de exercício a realizar também promovem aumentos da intensidade de exercitação. Neste sentido, existem quatro posições básicas propostas pela AEA [14]: (i) Ancorada, quando um pé permanece em contacto com o fundo da piscina em todas as situações, ou seja, em qualquer circunstância existe uma cadeia cinemática fechada, um segmento só se move, desde que o outro esteja “ancorado”; (ii) Saltada, quando se executa um salto, no qual ocorre uma fase aérea e os dois pés saem do fundo da piscina. Esta posição possibilita uma aula mais intensa, aumentando significativamente a força de reacção ao solo; (iii) Neutra, quando os ombros permanecem sempre na superfície da água, os joelhos estão flectidos e os pés tocam no chão sem empurrá-lo. Nesta posição os movimentos são mais suaves e com impacto quase nulo, pois o corpo não é impulsionado para fora da água; (iv) Suspensa, quando os pés não tocam no solo e o corpo flutua, podendo ficar na posição vertical, dorsal ou ventral. 35 Dada a heterogeneidade dos praticantes de uma classe de Hidroginástica, uma das estratégias mais eficazes é a de todos os alunos estarem a executar o mesmo exercício base, mas com as devidas alterações em função das suas características específicas [18] . Nesse sentido, caso se pretenda aumentar o esforço do sujeito, este terá de aumentar a aceleração dos segmentos abrangidos. Se se tencionar aumentar ainda mais a intensidade, para além da aceleração, deverá fomentar situações onde a área de superfície frontal e, logo, o arrasto a vencer aumente. Ao precisar de aumentar ainda mais a intensidade, terá de aumentar o braço de resistência. Com este gradiente, surge a oportunidade de todos os alunos efectuarem o exercício no nível de intensidade adaptado ao seu perfil (Figura 2). Elevada Elevadaintensidade intensidade Posição suspensa suspensa ou ou saltada saltada Posição Deslocar contra contra aa corrente corrente Deslocar Aumentar aa velocidade velocidade Aumentar Aumentar oo braço braço de de resistência resistência Aumentar Aumentar aa superfície superfície frontal frontal Aumentar Baixa intensidade intensidade Baixa Aumentar aa aceleração aceleração Aumentar Figura 2. Gradiente de variação da intensidade de exercitação ( [182], modificado por [18]). Para que a Hidroginástica seja efectuada de forma segura e para que os objectivos sejam obtidos com eficácia, é importante o controlo da intensidade do exercício durante as aulas, devendo ser constantemente monitorizada para garantir que o trabalho seja realizado na faixa adequada de esforço, a fim de se obter todos os benefícios da actividade. Existem variadas metodologias para o controlo e a avaliação da intensidade de exercitação (Figura 3). Alguns métodos pautam-se pela sua alta validade e fiabilidade, 36 mas com a desvantagem de serem bastante dispendiosos e de difícil operacionalização durante uma aula de Hidroginástica. Outros há que, apesar da sua maior facilidade de utilização no terreno, caracterizam-se pela sua menor validade e/ou fiabilidade. Controlo e avaliação da intensidade Calorimetria indirecta Concentração lactato Percepção subjectiva do esforço Frequência cardíaca Teste da fala Figura 3. Metodologias para o controlo e avaliação da intensidade de exercitação. A calorimetria indirecta consiste na colheita e análise das trocas gasosas durante ou após a exercitação. Neste método é utilizado um equipamento especial para a análise dos gases consumidos e produzidos pelo praticante. Vários estudos [7;16;21;30;41;45;46;47;52;56;58;60;62;66;68;73;87;90;96;107;110;113;128;136;141;142;149;157;162;172;179;182;185;186;189;1 94;197;198;199;209;210;217;219] utilizaram esta metodologia para analisar o comportamento do VO2 em vários contextos, como por exemplo, comparando-o em meio aquático e terrestre. As principais vantagens desta metodologia são a elevada validade e fiabilidade. Todavia, a sua utilização no terreno num elevado número de alunos é impraticável. O custo do material, dos consumíveis, assim como de cada avaliação são significativos. Relativamente à [La-], esta consiste na colheita e análise de amostras de sangue para a sua determinação. As principais vantagens são idênticas às da calorimetria 37 indirecta. No entanto, este é um processo invasivo, em que o custo do material é relativamente elevado e os procedimentos metodológicos carecem de algum treino por parte do avaliador. Vários estudos têm sido elaborados com o intuito de entender o comportamento desta variável, comparando-a, por exemplo, no meio aquático e terrestre [31;52;53;149;209] . Uma outra metodologia para controlo e avaliação da intensidade de exercitação é a medição da FC, usada em diversos estudos [136; 157; 107; 110; 205; 87; 90; 217; 68; 194; 141; 73; 96; 66; 58, 193; 185; 199; 31; 179; 219; 89; 162, 190; 152; 21, 2008; 53; 189; 120] . Esta monitorização pode ser feita por telemetria, através de cardiofrequencímetro, ou sem nenhum equipamento especial, através da colocação dos dedos em determinados pontos corporais, isto é, a palpação [18] , tais como: pulsação radial, onde a pulsação é medida na parte de dentro do pulso; e pulsação na carótida, onde se mede na lateral do pescoço, no espaço entre a traqueia e o músculo do pescoço. Em ambos os casos, conta-se o número de batimentos durante 6 segundos e de seguida multiplica-se esse valor por 10. No método da RPE é usada uma escala que caracteriza o esforço que o aluno percepciona realizar. É exposto ao aluno essa escala, tendo que determinar a intensidade de exercitação através dos valores apresentados. A escala utilizada (Figura 4) foi desenvolvida pelo fisiologista escandinavo Borg, que a validou com diferentes parâmetros fisiológicos. A escala mais utilizada varia entre os 6 valores (nenhum esforço) até os 20 valores (esforço máximo). Este método, quando bem orientado, parece ser fiável na avaliação da intensidade de exercitação, utilizado em vários estudos [21;25;53;62;73;89;141;149;152;163;175;194] . Para isso, é essencial ter em ponderação um agregado de componentes individuais (factores emocionais, ambientais) que podem afectar a sua validade e fiabilidade. 38 Figura 4. Escala de Borg 6-20. O teste da fala é um método bastante subjectivo de controlo da intensidade de exercitação. Durante a realização de um esforço, é aconselhado que a ventilação seja ritmada e confortável, devendo possibilitar que o praticante consiga falar fluidamente. Basicamente, se consegue manter uma conversa ligeira enquanto se exercita, então está dentro da intensidade certa. Uma vez que a fala quebre, se torne lenta ou provoque desconforto, significa que está a esforçar demasiado. Apesar desta técnica ser usada pontualmente no terreno, a sua validade e fiabilidade é tida como reduzida, não havendo estudos que a adoptem. 39 2.1.4. Cadência musical Para alguns instrutores de Hidroginástica, um dos aspectos mais importantes na condução das suas sessões é a utilização de música, com o objectivo de: (i) motivar os praticantes; (ii) manter a sincronização dos praticantes e; (iii) alcançar uma determinada intensidade de esforço [83]. Na verdade, alguns instrutores planeiam a sua aula de acordo com as características da música, elegendo determinada música para uma parte específica da sessão, de acordo com a sua cadência musical ou ritmo, com o objectivo de realizar uma determinada intensidade [18] . Assim, a frequência do movimento está relacionada com a cadência musical. Segundo a AEA [14] , a música constitui uma forma de motivação, de estímulo e até mesmo um meio para alcançar a intensidade objectivada, embora a sua utilização não seja obrigatória. No caso da utilização da música, sugere-se para as tradicionais actividades aeróbias em água rasa a utilização de um ritmo de aproximadamente 125 – 150 bpm, em tempo de água (Tabela 4). Tabela 4. Cadências musicais recomendadas (adaptado de AEA, [14]). Tipo de Aula Cadência Musical Recomendada (bpm) Trabalho Cardiorespiratório – Água Rasa 125-150 Trabalho Cardiorespiratório – Água Profunda 100-130 Kick Boxing Aquático 125-140 Trabalho de Condicionamento Muscular 115-130 Idosos (População Especial) 120-145 Trabalho Intervalado – Água Rasa 125-150 Trabalho Intervalado – Água Profunda 100-130 Trabalho em Circuito 125-150 40 Assim, especula-se que a escolha da cadência musical deverá ser realizada em função dos tipos de movimentos, da forma da aula, da idade, do nível dos alunos e da utilização ou não de equipamentos resistivos. Já a Aquatic Fitness System (SPEEDO) (2001) entende que a utilização de música nas aulas, serve para criar uma atmosfera agradável e divertida. Para tal, a escolha da cadência musical deverá situar-se entre os 110 e 160 bpm. Por outro lado, a Federation International des Sports Aerobics et Fitness (FISAF) considera que a música e a estrutura musical não são determinantes numa sessão de Hidroginástica, recomendando a utilização de um ritmo não muito rápido. Um aspecto relevante é que a velocidade de execução dos movimentos dentro de água é inferior à realizada no meio terrestre. Podem distinguir-se vários ritmos de exercitação [22;114] : (i) Tempo de terra, que consiste na contagem de oito tempos de uma frase musical. Cada tempo equivale a uma repetição de um exercício; (ii) Tempo de água, que corresponde a dois tempos no meio terrestre. Cada exercício é efectuado a dois tempos de terra, portanto, numa frase musical é possível executar quatro movimentos completos; (iii) Meio tempo de água, que equivale a quatro tempos no meio terrestre. Cada exercício demora quatro tempos de terra a ser efectuado. Assim, numa frase musical só é possível realizar dois exercícios completos. Segundo a AEA [14] , os ritmos a privilegiar serão o tempo de água e o meio tempo de água, cuja alternância e combinação permitirá a realização de movimentos amplos e completos, garantindo assim a manutenção de uma intensidade adequada ao longo da parte aeróbia da aula. Ainda de acordo com a mesma organização, e para prevenir movimentos de alto risco de lesão, os movimentos muito rápidos (tempo de terra), devem apenas ser realizados em movimentos que utilizem pequenas alavancas. 41 De acordo com a SPEEDO (2001), em termos da velocidade de execução dos movimentos, esta considera que deverá existir uma sincronização entre a velocidade da demonstração do exercício no cais e o exercício executado pelos alunos dentro de água, defendendo que o professor deverá optar preferencialmente por uma demonstração do exercício em tempo de água, e como consequência, os alunos farão os exercícios em tempo de água também. No que respeita aos exercícios utilizados na aula, propõe que a sua selecção deverá responder aos objectivos pretendidos, considerando as propriedades físicas da água e a segurança dos praticantes. Relativamente a este ponto, é ainda mencionado que a variação da intensidade e impacto do exercício poderá ser realizada através da modificação de seis movimentos básicos, em substituição de uma coreografia complexa, propondo uma fórmula cujas siglas estão relacionadas com as variáveis combináveis para a criação de um novo movimento. Assim no acrónimo S.W.E.A.T.: (i) o “S” – speed e surface – significa velocidade e área de superfície; (ii) o “W” – working position – refere-se às quatro posições básicas (neutra, ancorada, salto e suspensa); (iii) o “E” – enlarge – indica a passagem de movimentos restritos para maiores amplitudes; (iv) o “A” – around – significa o trabalho em diferentes planos e por fim; (v) o “T” – travelling – indica o deslocamento nos exercícios. Alguns investigadores tentaram entender qual a relação entre a cadência musical e a resposta fisiológica aguda durante a execução de exercícios de Hidroginástica. Aumentos da cadência musical conferem aumentos significativos da adaptação fisiológica aguda (RPE, FC e [La-]) dos indivíduos [23] . De facto, outros pesquisadores referiram que em diversos tipos de exercícios de Hidroginástica, aumentos das respostas fisiológicas foram observados durante protocolos incrementais [58] . O aumento da resposta fisiológica pode ser explicado pelo facto de que se a cadência musical aumenta, também irá aumentar a frequência gestual. Como a força de resistência tem uma relação 42 quadrática à velocidade de movimento, um maior arrasto induz um maior dispêndio energético. Logo, uma questão que se deve ter em atenção é a compreensão da cadência musical adequada para alcançar a intensidade de esforço pretendida, podendo-se determinar individualmente o ritmo de cada sujeito ao qual ocorre o limiar anaeróbio e sugerir que exercitem a essas frequências. Como já foi referido anteriormente, alguns pesquisadores dizem que 4 mmol de lactato por litro de sangue é o valor de referência para o limiar anaeróbio, sendo expresso por “V4” a intensidade do exercício para esse limite. Barbosa et al., [22] adaptaram o conceito do V4 para a Hidroginástica e definiram-no como sendo a cadência musical realizada em 4 mmol 1 -1 de concentração de lactato no sangue (R4). Nesse estudo, o objectivo era analisar as relações existentes entre a cadência musical e as adaptações fisiológicas aquando da execução de um exercício de Hidroginástica, no caso Cavalo-Marinho. Para isso foram amostra da investigação, mulheres jovens e clinicamente saudáveis, imersas ao nível do peito, que se sujeitaram a um protocolo progressivo e intermitente, iniciando o exercício a um ritmo de 90 bpm e aumentando-o 15 bpm de 6 em 6 minutos, até atingir 195 bpm ou a exaustão. Os parâmetros fisiológicos avaliados foram a RPE, a FCmáx alcançada em cada patamar, a percentagem da FCmáx teórica estimada (%FCmáx) e a [La-], onde foram relacionados com a R4. Esta variou de 136.03 bpm (quartil 25) a 158.28 bpm (quartil 75). Segundo Kinder & See [114], para exercícios aquáticos, devem ser usadas cadências musicais entre 130 e 150 bpm. Assim, a R4 encontrada neste estudo ficou muito perto do intervalo da cadência musical sugerida pela literatura técnica. Verificou-se, então, uma forte relação entre os parâmetros fisiológicos e a cadência musical, concluindo que o aumento da cadência musical impõe um aumento da resposta fisiológica. Ainda que estes resultados possam ser um avanço para o conhecimento dos exercícios de Hidroginástica, os dados 43 são apenas ajustados para mulheres jovens e activas, podendo não ser apropriados para outros tipos de populações. Além disso, neste estudo foi apenas avaliado um exercício de Hidroginástica, sendo estes valores verdadeiros apenas para esse exercício específico e podendo não ser para os restantes. Novas investigações devem ser desenvolvidas a fim de determinar mais rigorosamente as zonas alvo para outras populações específicas e também quais as repercussões que a cadência musical tem nos parâmetros cinemáticos de exercícios de Hidroginástica, sendo uma área que pouco tem sido estudada ao nível desta modalidade. 2.2. Pressupostos Biomecânicos No entender de Cunha et al. [57] a análise do movimento é um recurso importante para o estudo e a compreensão da motricidade humana. Com ela pode-se não só medir e descrever o movimento, como também compreender de que forma ele é controlado Dentro deste âmbito encontra-se a Biomecânica, que se define, segundo Hay [99] [224] . , como sendo a ciência que estuda as forças internas e externas que actuam no corpo humano e, os efeitos produzidos por essas forças. Esta definição mais não será que uma adaptação da definição de mecânica, mas aplicada a sistemas biológicos, neste caso o corpo humano. Da definição deste autor, observa-se a existência de dois campos de estudo distintos na Biomecânica: o estudo das forças internas (Biomecânica interna), como por exemplo da força muscular, e das forças externas (Biomecânica externa), que determinam todas as interacções físicas entre o corpo e o meio ambiente, como sejam a título ilustrativo, as forças de reacção do solo [10-12;99] . Por sua vez, McGinnis [138] refere que será integrado na Biomecânica interna o estudo dos biomateriais, do sistema 44 esquelético, do sistema nervoso e, do sistema muscular. Ainda o mesmo autor integra na Biomecânica externa o estudo da cinética linear e angular, da cinemática linear e angular, do equilíbrio e, da mecânica dos fluidos. Uma outra definição caracteriza a Biomecânica como sendo o estudo da estrutura e da função dos sistemas biológicos, utilizando os métodos da Mecânica [5;70;95] . Desta definição emergem implicitamente as principais áreas subsidiárias da Biomecânica, isto é, a Anatomia, a Fisiologia e a Mecânica [95] . Ou seja, para se desenvolver um estudo biomecânico necessitar-se-á forçosamente do contributo destas três ciências. Uma ciência só é considerada como autónoma quando detém um objecto de estudo próprio e, metodologias específicas. O mesmo se passa com a Biomecânica, dado que é considerada por alguns autores como uma ciência autónoma, com um objecto de estudo próprio e metodologias que se distinguem das restantes ciências. O objecto de estudo da Biomecânica é o sistema gestual, ou seja, o movimento [12] . O estudo do sistema gestual consiste na análise da interacção do corpo que realiza a acção, com o meio envolvente. Assim, a Biomecânica dedica-se ao estudo das acções dos diversos tipos de corpos, quer sejam partículas, corpos rígidos ou, articulados, mas tomando sempre em consideração o meio envolvente e as suas características particulares, como por exemplo, a existência da força da gravidade. Essa interacção entre o corpo e o meio far-se-á tomando como referência os vínculos do sistema, isto é, as cadeias cinemáticas e os diversos graus de liberdade que o corpo apresente. As cadeias cinemáticas permitem determinar que tipo de relação existe entre o corpo e o meio, se é aberta ou fechada, determinado pela existência, ou não, de apoios fixos externos. Os graus de liberdade permitem descrever a localização e a orientação dos corpos ou dos seus segmentos no espaço. 45 Em termos mais específicos, serão considerados como objectivos da Biomecânica: (i) aumentar a eficiência técnica dos sujeitos, estudando e comparando o desempenho dos melhores com o desempenho do indivíduo a quem se deseja aumentar a eficiência, fazendo uma análise das técnicas à luz dos princípios da Mecânica com simulações computadorizadas, melhorando os equipamentos e os materiais, e; (ii) diminuir a probabilidade de se verificarem lesões, do tipo crónico ou agudo, decorrentes da actividade física. É importante referir que não é suficiente a matéria de estudo estar definida, mas também é necessário que existam métodos de estudo próprios para que sejam aplicados na investigação do movimento. O actual desenvolvimento da Biomecânica é expresso pelos novos procedimentos e técnicas de investigação, nas quais se pode reconhecer a tendência crescente de se combinar várias disciplinas científicas na análise do movimento. Nos últimos anos o progresso das técnicas de medição, armazenamento e processamento de dados contribuiu enormemente para a análise do movimento. De acordo com Baumman [29] , podem-se distinguir as seguintes metodologias de aplicação em Biomecânica: empírico-indutivas e teórico-dedutivas. No método indutivo, a partir dos dados recolhidos de forma empírica, passa-se a deduzir afirmações genéricas. Ou seja, de forma sintética, passa-se da observação de factos particulares para a sua generalização. No processo dedutivo, efectua-se o processo inverso. Far-se-á uma inferência sobre o fenómeno em estudo, com base nos conhecimentos já existentes, isto é, partindo de conhecimentos generalizados, ir-se-á procurar explicar casos particulares. O corpo humano pode ser definido fisicamente como um complexo sistema de segmentos articulados em equilíbrio estático ou dinâmico, onde o movimento é causado por forças internas, actuando fora do eixo articular, provocando deslocamentos angulares dos segmentos, e por forças externas ao corpo. Assim, a Biomecânica do 46 movimento busca explicar como as formas de movimento dos corpos dos seres vivos acontecem na natureza a partir de parâmetros cinemáticos e dinâmicos [12]. É relevante, para uma análise biomecânica do movimento humano, que se conheçam os factores próprios da morfologia anatómica e mecânica do corpo humano, isto é, conhecimento dos elementos antropométricos, dos constrangimentos mecânicos impostos pelas articulações e constrangimentos impostos pelo tipo de corpo mecânico a que se associa o sistema biomecânico, como: (i) influência dos factores inerciais, correspondentes aos dados morfológicos que influenciam a alteração da velocidade de um segmento anatómico ou da totalidade do corpo, tais como a massa do segmento para as deslocações lineares e o momento de inércia desse segmento para as deslocações angulares; (ii) localização do CG, que consiste no ponto imaginário onde se concentra a massa de um segmento ou a massa da totalidade do corpo, sendo determinante para os cálculos de deslocação de cada segmento ou da totalidade do corpo; (iii) constrangimentos articulares, que são impostos pela morfologia e composição anatómica das articulações, provocando constrangimentos específicos aos deslocamentos angulares entre dois segmentos anatómicos adjacentes; (iv) graus de liberdade controlados, onde a cada um corresponde uma amplitude de deslocamento angular que depende dos constrangimentos articulares, e onde a combinação dos mesmos pode provocar deslocamentos lineares em segmentos adjacentes e/ou no CG; (v) características das cadeias cinemáticas, onde cada uma é um conjunto de segmentos anatómicos, associados por articulações, que participam de um modo comum e coerente para uma acção mecânica independente das acções mecânicas dos outros segmentos do corpo. O número, o tipo de cadeias cinemáticas e o número de graus de liberdade a controlar estão relacionados com a complexidade mecânica envolvida [3]. 47 A análise do movimento humano e sua posterior descrição solicita o uso de nomenclatura especializada, que de forma precisa identifique as diferentes posturas, tipos de movimento e relações de posição entre os vários segmentos anatómicos do corpo humano. Para isso é importante definir: (i) a posição anatómica de referência, que é considerada como sendo a postura de referência utilizada na descrição da posição e movimento relativo entre os segmentos anatómicos do corpo humano, correspondendo a uma postura na qual o corpo se encontra na posição erecta, com os pés ligeiramente separados e os braços suspensos lateralmente, com as palmas das mãos viradas para a frente; (ii) os planos anatómicos de referência (sagital, frontal e transverso), também designados por planos cardinais, são perpendiculares entre si e dividem o corpo humano em duas metades de igual massa, sendo o ponto comum de intersecção o CM do corpo. O plano sagital divide o corpo verticalmente, nas suas duas metades direita e esquerda. O plano frontal divide o corpo verticalmente, nas suas duas metades anterior e posterior. O plano transverso divide o corpo horizontalmente nas suas duas metades inferior e superior. São muito úteis na descrição de movimentos de grande amplitude e para a definição da terminologia específica dos tipos de movimento do corpo humano. No entanto existem muitos movimentos do corpo humano que não são orientados segundo estes planos, utilizando-se nestes casos planos oblíquos; (iii) os eixos anatómicos de referência, sendo eixos de rotação imaginários que passam pela junta à qual o segmento anatómico em questão está ligado. Existem três eixos de referência utilizados na descrição do movimento humano, estando cada um deles orientado perpendicularmente a um dos planos de referência (eixo médio-lateral – plano sagital, eixo anteroposterior – plano frontal, e eixo longitudinal – plano transversal) [188]. Considera-se que quando o corpo humano se encontra na posição anatómica de referência, todos os seus segmentos anatómicos se encontram posicionados a zero graus. 48 Uma rotação de um segmento anatómico é designada de acordo com a direcção do movimento e medida como sendo o ângulo entre a posição actual e a posição de referência [188]. Relativamente aos movimentos efectuados nos planos de referência anatómica, no plano sagital são três os principais: (i) flexão, que consiste numa rotação na direcção anterior, dos segmentos anatómicos da cabeça, tronco, braço e antebraço, mão e anca e numa direcção posterior para o segmento da perna; (ii) extensão, consistindo no retorno do segmento anatómico flectido à sua posição de referência; (iii) hiperextensão, que se define como uma extensão para além da posição anatómica de referência, na direcção oposta à direcção da flexão. No plano frontal existem dois movimentos mais importantes, designados por: (i) abdução, que é o movimento no qual um dado segmento anatómico se move para lá da linha média do corpo; (ii) adução, sendo o movimento oposto à abdução, ou seja, aquele que traz o segmento anatómico para junto da linha média do corpo. No plano transversal, os movimentos são na sua maioria de rotação em torno do eixo longitudinal dos segmentos anatómicos: (i) rotação direita e esquerda, termos utilizados para descrever o movimento no plano transversal da cabeça, pescoço e tronco; (ii) rotação média e lateral, que descreve o movimento da perna e do braço como um todo, onde medial se utiliza no sentido da linha média do corpo, e lateral no sentido oposto; (iii) supinação e pronação, que designam respectivamente a rotação exterior ou interior do antebraço; (iv) abdução e adução horizontal, que descrevem o movimento de rotação do braço e da coxa no plano transverso quando flectidos a 90º e a que se traduz respectivamente por uma rotação lateral para o exterior e para o interior do corpo; (v) protacção e retracção, termos utilizados para descrever respectivamente a rotação anterior e posterior da articulação do ombro; (vi) movimento de circundação, que consiste num movimento que envolve normalmente o movimento 49 circular de um segmento anatómico, combinando flexão, extensão, abdução e adução; (vii) movimento de oposição, representando o movimento que leva o polegar a tocar nos restantes dedos [188]. No caso da Hidroginástica, tema do presente estudo, competirá à comunidade técnica desenvolver tanto quanto possível, o quadro conceptual de referência desta actividade, de maneira a que a sua intervenção seja progressivamente mais eficiente. Neste âmbito, as considerações de natureza biomecânica deverão constituir um elemento fulcral, já que a maioria das vantagens do exercício físico realizado na água decorrem directamente da especificidade mecânica do meio [204] . Os efeitos mecânicos da água são determinados pelo Princípio de Pascal, Princípio de Arquimedes e pelas resistências do próprio meio, que decorrem das suas propriedades específicas, como a viscosidade, tensão superficial, turbulência de fluxo, entre outras [28; 42], propriedades essas abordadas no capítulo Meio Envolvente. Assim, é essencial o conhecimento de todos estes factores, para que se possa caracterizar cinematicamente todo o comportamento motor da actividade que decorre no meio aquático, e com isso, ajudar na sua prescrição. 2.2.1. Análise do movimento humano em actividades aquáticas Relativamente à análise do movimento humano no meio aquático, esta torna-se de extrema relevância, para quantificar e qualificar os movimentos efectuados neste meio, visto que as capacidades e habilidades motoras dentro da água variam de acordo com as propriedades físicas do meio no instante da análise. A Biomecânica proporciona conhecimentos de aplicação geral (p.e., o Princípio de Arquimedes para explicar a 50 flutuação) e conhecimentos de aplicação específica (p.e., trajectórias e velocidades dos vários segmentos corporais). Para que, p.e., uma aula de Hidroginástica exponha todos os benefícios inerentes à actividade, é essencial que o movimento seja efectuado correctamente. Para atingir essa qualidade, alguns factores devem intervir de forma específica, como a amplitude do movimento, resistência frontal, trajectória e velocidade relativa, variáveis estas que irão estabelecer a qualidade do movimento executado. Através da quantificação das forças aplicadas ao corpo humano durante a execução de determinados gestos é possível aumentar a eficácia da técnica de execução e prevenir eventuais lesões. No entanto, há uma carência de estudos sobre as características biomecânicas dos movimentos em ambiente aquático, com especial referência para as actividades aquáticas orientadas para a saúde a análise do salto com um MI [166] [200] [71;180;214] , salvo algumas excepções, como , do Cavalo-Marinho [21;53;155] , do Pontapé Frontal e da adução e abdução horizontal do MS [50]. Os profissionais que actuam na área da saúde e desporto devem estar em constante actualização, pois o avanço tecnológico e os novos recursos disponíveis para a análise do movimento humano, sendo bem empregues, podem representar um salto tanto quantitativo quanto qualitativo nos serviços prestados por estes profissionais. Os equipamentos utilizados, na sua maioria, utilizam softwares modernos que servem para aperfeiçoar o controlo motor do sujeito avaliado. Por se tratar de uma disciplina com alta dependência de resultados experimentais, é urgente que a Biomecânica apresente grande preocupação nos seus métodos de medição. Somente desta forma é possível alcançar medidas e métodos mais fiáveis e válidos para a modelagem do movimento humano. Os métodos experimentais utilizados pela Biomecânica para abordar as diversas formas de movimento são 12;29;213] [10- : (i) Cinemetria; (ii) Dinamometria; (iii) Antropometria e; (iv) Electromiografia. 51 2.2.1.1. Cinemetria A Cinemetria consiste na caracterização do movimento humano sem referência às forças envolvidas. É usada para o cálculo linear e angular dos deslocamentos, das velocidades e das acelerações dos segmentos corporais [216] , tendo por base a recolha de imagens do movimento em estudo e a sua posterior análise. Existem diversos processos de análise cinemática, como a cinematografia, a cronociclografia, a cineradiografia e, a estroboscopia. Todavia, hoje em dia, o processo mais frequente na análise cinemática é a videografia, através de câmaras digitais, pela sua enorme disponibilidade, durabilidade e facilidade de utilização [26] . Desde 1967, a Cinemetria com digitalização automática teve início com o desenvolvimento dos primeiros sistemas comerciais de análise, onde coordenadas de imagens já eram identificadas e digitalizadas automaticamente, facilitando assim, o armazenamento dos dados directamente no computador para posterior análise. Este método tornou-se, então, numa ferramenta importante para quando se deseja mensurar como se comporta o corpo humano em movimento, do ponto de vista biomecânico. O instrumento básico para medidas cinemáticas é baseado em câmaras de vídeo que registam a imagem do movimento e, através de software específico, calculam as variáveis cinemáticas a analisar. Existem dois tipos distintos de análises cinemáticas: as análises bidimensionais (2D) e as tridimensionais (3D). Os procedimentos metodológicos incluem, num primeiro momento, a filmagem de um objecto de calibração, cujas coordenadas dos seus diversos pontos sejam conhecidas, e do movimento em estudo, por câmaras colocadas num só plano (estudos 2D) ou em diversos planos (estudos 3D) (Tabela 5). A extensão da área de calibração é de extrema importância, uma vez que os métodos de reconstrução são mais precisos dentro do volume de calibração. Apesar das vantagens e 52 das desvantagens que quer as análises 2D, quer as análises 3D suportam, segundo Hay [99] , dado que todos os movimentos na Hidroginástica envolvem movimentos 3D, a utilização de análises planares não serão as mais apropriadas. Não quer isso dizer que esse tipo de estudos seja de todo inapropriados. Significa que as análises 3D revelarão informações mais completas do movimento, mais próximas da realidade, como suporta Bartlett [26]. Tabela 5. Principais diferenças entre os estudos cinemáticos do tipo bidimensionais (2D) e do tipo tridimensional (3D) (adaptado de Bartlett, [26]). Estudos bidimensionais Estudos tridimensionais Menor quantidade de equipamento, pelo que é Maior quantidade de equipamento, pelo que é mais económico; mais dispendioso; Permite a análise apenas do plano filmado, Permite avaliar parâmetros, sem erros de ignorando movimentos realizados noutros paralaxe, inclusive em locais não visíveis planos; separadamente pelas câmaras; São necessários menos procedimentos de Os procedimentos metodológicos são mais digitalização; complexos, como p.e. a sincronização das É mais fácil estabelecer relações entre os imagens e a sua reconstituição; diversos parâmetros a analisar; O movimento a analisar aproxima-se mais da Apresenta menos problemas metodológicos, realidade; como p.e., a reconstrução das imagens. Possibilita reconstruir vistas similares da execução, mesmo que não sejam directamente observáveis pelas câmaras. Numa segunda fase, é utilizado um sistema vídeo-analógico de medição do movimento, ou seja, um programa informático, através do qual se captará os dados por meio de um procedimento manual ou automático de digitalização dos pontos de referência anatómica do indivíduo, em cada fotograma, identificados normalmente por 53 marcadores externos, afixados na superfície cutânea, para definir a posição dos segmentos corporais, deixando-os desta forma, mais visíveis para a captura das imagens [122] . Ângulos articulares e ângulos segmentares são definidos a partir dos referidos marcadores. Enquanto que os primeiros se referem aos ângulos entre dois segmentos e são considerados ângulos relativos, os segundos referem-se aos ângulos com relação à horizontal e são considerados ângulos absolutos. Uma vez identificadas as marcas em todas as imagens (fotogramas) é feita a reconstrução da trajectória das mesmas. Este processo é realizado através da determinação de coordenadas provenientes das câmaras. Um dos métodos utilizados para este efeito é um algoritmo designado de Direct Linear Transformation – DLT, desenvolvido por Abdel-Aziz e Karara [1]. Estas trajectórias são posteriormente suavizadas, removendo erros decorrentes de todo o processo, como, p.e., erros de digitalização ou erros devido à distorção das lentes, aumentando assim a fiabilidade dos resultados. Finalmente, serão recolhidos os dados de interesse para o estudo sob a forma numérica, gráfica ou, pictórica. Todo este procedimento tem como objectivo a criação de imagens animadas de modelos espaciais, isto é, de um modelo que represente o sujeito através de segmentos rígidos e articulados, correspondentes aos diversos segmentos anatómicos a realizar a tarefa em estudo. Na Cinemetria utilizada na área desportiva, os sistemas são orientados para as medições dos movimentos e posturas dos gestos desportivos realizados, através de imagens, registo de trajectórias, decurso de tempo, determinação de curvas de velocidade e aceleração, entre outras variáveis derivadas. Em ambiente aquático, p.e., podemos utilizar a Cinemetria para quantificar e qualificar os movimentos ou mesmo o equilíbrio estático ou dinâmico de um corpo ou objecto, devido ao avanço tecnológico e instrumentos desenvolvidos para isso, como a caixa estanque para as câmaras de obtenção de imagens aquáticas e softwares adaptados para o efeito. No caso da 54 Hidroginástica, alguns estudos têm sido feitos, por exemplo, para comparar cinemáticamente a marcha e a corrida em ambiente aquático e terrestre [55;72;109;155;169;191;217;222] . O estudo da velocidade de deslocamento, do comprimento da passada e da frequência da passada são três das variáveis cinemáticas mais estudadas nesta área. Evans et al., [72] , p.e., observaram, relativamente à frequência da passada, que esta é significativamente inferior ao deslocar-se no meio aquático do que no meio terrestre. De acordo com Town & Bradley [201] , a frequência da passada parece ser significativamente superior ao deslocar-se em água rasa do que em água profunda, ou seja, esta variável cinemática parece variar em função da profundidade da água onde o indivíduo se desloca. Assim, para um dado comprimento da passada, a velocidade de deslocamento tenderá a aumentar com o aumento da frequência da passada e, portanto, com a diminuição da profundidade do plano de água onde se desloca. Por fim, de acordo com um estudo efectuado por Oliveira et al., [155] , onde foi comparado e caracterizado cinematicamente o movimento básico Cavalo-Marinho em diferentes cadências musicais, verificou-se que dados relativos ao período do ciclo gestual (P), velocidade e aceleração dos segmentos corporais tiveram alterações significativas ao longo do protocolo incremental, com excepção do deslocamento dos segmentos. O P diminuiu significativamente com o incremento da cadência musical, a velocidade e aceleração aumentaram com o mesmo e o deslocamento tendeu a manter-se. 2.2.1.2. Dinamometria A Dinamometria engloba todos os tipos de medidas de força, bem como a medição da distribuição de pressões [5;10-12] 55 . As forças mensuráveis são as forças externas, transmitidas entre o corpo e o ambiente, sendo a sua interpretação determinante, principalmente para a identificação de gestos incorrectos. De particular interesse são as forças de reacção do solo, que estão relacionadas com a carga imposta ao aparelho locomotor durante o contacto do corpo com o solo [216] . Juntamente com a constante peso corporal, essas forças de reacção do solo são, geralmente, a causa de qualquer alteração do movimento do CG. O instrumento básico em Dinamometria é a plataforma de força, que mede a força de reacção do solo e o ponto de aplicação desta força [12]. Os valores são enviados para um processador, o qual através de um aplicativo informático, regista esses dados, que posteriormente serão tratados e analisados. A determinação das forças externas é um requisito essencial para o cálculo das forças internas (força muscular, ligamentar e articular). A definição do conceito de força, sob o aspecto físico, somente pode ser interpretada a partir do efeito da sua acção, e assim, pode-se interpretar os seus efeitos estático e dinâmico [12] . A principal dificuldade de compreensão da natureza desta força está na dosagem ou controlo da magnitude em função do tempo, as quais exercem uma grande influência nos diferentes movimentos que se utilizam deste parâmetro em distintos graus de intensidade, com dependência de rendimento na execução do movimento. Sob características biomecânicas, a fase de apoio, p.e., durante qualquer movimento de locomoção, caracteriza um fenómeno complexo, pois muitas variáveis dinâmicas influenciam esta fase do movimento, ou seja, forças internas e externas [12]. Actualmente são alguns os trabalhos que tratam do tema em actividades aquáticas [43;129;150;158] . Na área da Hidroginástica, Nakazawa et al., [150] compararam a força de reacção do solo ao caminhar na água rasa e no meio terrestre. O tempo de apoio aumenta gradualmente com o aumento da profundidade e a intensidade da força de reacção do solo tende a diminuir. Os autores afirmaram que a força máxima de reacção 56 ao solo durante a caminhada na água poderá ser reduzida até 50 % do peso corporal, submergindo o corpo a uma profundidade próxima de 60 % da estatura do sujeito. Logo, este será um meio de treino benéfico, principalmente, em períodos de reabilitação de determinadas lesões, dado que o indivíduo não estará sujeito a cargas mecânicas tão intensas [116;150]. Obviamente ao correr em água profunda, dado que não existe contacto com o solo, não se verifica força de reacção do solo, o que será uma vantagem para sujeitos durante o período de recuperação de lesões, evitando a completa interrupção do programa de treino. Carneiro et al. [43] , analisaram as características cinemáticas e dinamométricas da marcha de crianças no ambiente aquático, com nível de imersão na altura do osso esterno e verificaram que as maiores alterações aconteceram durante a fase de contacto inicial, onde a velocidade, o duplo apoio e as componentes da força de reacção do solo diminuíram no ambiente aquático, comparativamente ao meio terrestre, e o comprimento da passada aumentou. 2.2.1.3. Antropometria A Antropometria preocupa-se em determinar as características e propriedades do aparelho locomotor, como as dimensões das formas geométricas de segmentos, distribuição de massa, braços da alavanca, posições articulares, definindo então um modelo antropométrico, contendo parâmetros necessários para a construção de um modelo biomecânico da estrutura analisada, como a massa, o CM ou CG e o momento principal de inércia (I). Segundo Nigg & Herzog [153] , estas três propriedades inerciais são frequentemente requisitadas para as análises quantitativas do movimento humano. Segundo Amadio et al., [11] , esta área auxilia na descrição e análise do movimento, 57 apoiando-se na construção de modelos antropométricos do corpo humano, tendo por base leis matemáticas e físicas, procurando a optimização do rendimento. Para este autor, nestas investigações em Biomecânica, são utilizados computadores de alta performance para resolver equações matemáticas que representam o movimento, servindo então para se trabalhar na área da modelação biomecânica. Como o corpo humano possui características complexas e diversos graus de liberdade, busca-se minimizar os problemas encontrados na aplicação das leis físicas em estudos do movimento, por meio de modelos antropométricos que possam representar o corpo humano. Acrescenta-se que a literatura expõe distintos modelos que diferem quanto ao número de segmentos que dividem o corpo, as formas geométricas que adoptam na representação destes segmentos e os procedimentos matemáticos utilizados, os quais, conhecidos os deslocamentos segmentares, podem ser derivadas as suas velocidades e acelerações lineares e angulares. Sabendo das possibilidades de cada modelo, Zatsiorsky & Fortney [224] , afirmam que os resultados obtidos a partir de diferentes modelos antropométricos oscilam de 30 a 100 % nos valores dos movimentos cinéticos encontrados. Sendo assim, a escolha do modelo antropométrico é um factor determinante no sucesso da análise biomecânica. O estudo do CM de um corpo é um dos elementos fundamentais na análise dos movimentos, e, para tal, será necessário determinar previamente a sua localização, recorrendo aos conhecimentos oriundos da Antropometria. Segundo Zatziorsky & Fortney [224], a Antropometria no âmbito biomecânico dedica-se, fundamentalmente, ao estudo de: (i) geometria da massa corporal; (ii) CM do corpo; (iii) I de cada segmento corporal; (iv) CM de cada segmento; (v) dimensões e proporções corporais. A Antropometria é constituída de medidas de rápida e fácil realização, não necessitando de equipamentos sofisticados e de alto custo financeiro 58 [77] . As medidas antropométricas devem seguir uma metodologia definida, a fim de que os resultados sejam claramente entendidos e possam ser igualmente utilizados por outros autores, como p.e., Haas et al., [94], Bonchoski et al., [36]; Rossi & Tirapegui, [178]. Haas et al., [94], por exemplo, analisaram por meio de um estudo comparativo, as características antropométricas de dois grupos de meninas bailarinas, brasileiras e espanholas, utilizando o método antropométrico baseado no protocolo da ISAK (International Society of the Advancement of Kinanthropometry), proposto por Ross e Marfell-Jones (1991), e concluíram que os dois grupos estudados são muito semelhantes, ainda que encontradas algumas variáveis com diferenças estatísticas, diferenças essas que se encontram principalmente nos diâmetros ósseos. Em actividades como a Hidroginástica, são alguns os estudos que utilizaram a Antropometria para caracterizar a amostra [7;16;21;47] , inclusive a inclusão de características antropométricas para construção de modelos biomecânicos e cálculo dos respectivos CM a partir dos valores de massa parcial e de comprimento parcial dos multi-segmentos constituintes do corpo. 2.2.1.4. Electromiografia Os órgãos de locomoção são conduzidos pelos músculos, ou seja, nos organismos vivos os movimentos são realizados por activação muscular. Através do movimento coordenado das suas partes, os organismos podem mudar a sua posição no espaço e aplicar forças mecânicas no ambiente. Além da locomoção, os músculos são requisitados para processos de transporte dentro do corpo, como a condução de fluidos no sistema cardiovascular ou no transporte de gases no sistema respiratório 59 [192] . A Electromiografia mede a actividade eléctrica resultante da activação dos músculos esqueléticos, os quais são responsáveis pelo suporte e movimento do esqueleto [27] . Quanto maior a intensidade de contracção ou tensão, maior a actividade eléctrica do músculo. Diferentemente dos métodos acima referidos, que determinam propriedades mecânicas, a Electromiografia indica o estímulo neural para o sistema muscular. Para medir o sinal electromiográfico (EMG) podem ser usados eléctrodos introduzidos no interior do músculo (Electromiografia de profundidade) e eléctrodos colocados sobre a pele (Electromiografia de superfície). Segundo Perry [161] , dos 28 principais músculos que controlam cada MI, a maioria são músculos superficiais, podendo a sua actividade ser adquirida a partir da Electromiografia de superfície. Esta tem sido bastante utilizada, entre outros aspectos, pelo seu carácter não invasivo. Na Biomecânica, a Electromiografia é o único método directo de avaliação não intrusiva que permite determinar directamente parâmetros biomecânicos internos do corpo humano durante o movimento [71]. Embora se possam extrair algumas características importantes, como amplitude, duração e frequência, do sinal EMG em bruto para o estudo do padrão da actividade dos músculos, uma avaliação mais precisa requer uma análise quantitativa do sinal EMG. Segundo Winter [213] , o motivo para se monitorar o potencial da acção muscular é poder relacioná-lo com algumas medidas da função muscular, como a tensão, a força, o estado de fadiga e consequentemente, o metabolismo muscular, como o recrutamento de elementos contrácteis. A Electromiografia tem sido usada por investigadores num vasto conjunto de áreas, que vão desde a Anatomia, à Reabilitação, Fisioterapia, Terapia Ocupacional, Medicina, Odontologia, Psicologia, assim como no Desporto e Educação Física. Pelo 60 que não é entendida como uma metodologia de avaliação “puramente” biomecânica, mas antes neurofisiológica e com pontos de contacto com a biomecânica e o controlo motor. Mais especificamente no meio aquático, têm sido analisadas as características biomecânicas de adultos no andar neste meio e no meio terrestre [24;71;104;130;131;146;150;151], mais especificamente, a sua actividade neuromuscular. Nakazawa et al., [150] , p.e., compararam em seis sujeitos, a actividade neuromuscular da caminhada em terra e no meio aquático a quatro profundidades distintas. Nesse estudo, os autores verificaram que os extensores e os abdutores da anca apresentaram uma actividade mais intensa durante a fase do apoio no meio aquático do que no meio terrestre. Aparentemente, isso será explicado pela maior resistência da água ao movimento do que no meio terrestre, o que obrigará a uma maior actividade muscular, devido a um maior momento de força ao nível da anca para vencer a maior força de arrasto. Assim, estes autores sugerem que caminhar na água poderá ser um meio eficiente para desenvolver a força muscular, particularmente os extensores da anca. Por sua vez, Fujisawa et al., [82] , analisaram a actividade electromiográfica de 8 voluntários durante exercícios isométricos em água e em terra, e verificaram que a actividade supra-espinhal, assim como outras actividades musculares, são significativamente inferiores no primeiro meio, relativamente ao segundo. Poyhonen et al., [166] determinaram a reprodutibilidade da força isométrica e actividade electromiográfica dos músculos extensores do joelho na água e na terra, e verificaram que a amplitude da actividade electromiográfica subaquática diminuiu significativamente nos músculos analisados durante as contracções máximas e submáximas, comparativamente às mesmas em terra. 61 2.2.2. Cinemática do movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral O Pontapé Lateral é executado no plano frontal, em torno do eixo anteroposterior e caracteriza-se por uma abdução alternada do MI, enquanto o outro fica apoiado no chão, sustendo o peso do corpo. Os MS deslocam-se para o lado oposto do MI que está elevado, executando uma flexão até ao nível do tronco [18] . Relativamente a estudos efectuados com este exercício básico, pouco se tem efectuado. Kruel et al., [118] compararam as alterações fisiológicas e biomecânicas de vários exercícios básicos, entre eles o Pontapé Lateral, fora de água e nas profundidades de água pela cicatriz umbilical e pelo ombro. As variáveis biomecânicas analisadas foram a força de reacção vertical e o impulso. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre as variáveis, e verificou-se que o comportamento das mesmas foi semelhante, apresentando valores superiores quando os indivíduos realizavam o exercício fora da água, e diminuindo à medida que aumentava a profundidade de imersão. Os resultados mostraram diferenças entre a profundidade pelo ombro e as restantes situações analisadas. Mais estudos serão necessários, para que a caracterização cinemática deste movimento básico seja completada. 3. DEFINIÇÃO DO PROBLEMA O propósito deste estudo foi compreender a influência que a cadência musical pode ter na realização do movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, sendo 62 que a mesma deve ser a mais correcta possível, para que os objectivos subjacentes ao seu desempenho sejam alcançados. Assim, é essencial perceber a que ritmo os movimentos deixam de ser efectuados na amplitude completa do movimento. Neste âmbito, é formulado o seguinte problema experimental: que diferenças existem, a nível cinemático, na realização do movimento básicos de Hidroginástica acima referido, aquando da implementação de cadências musicais? 4. OBJECTIVOS 4.1. Objectivo Geral O objectivo geral do presente estudo foi associar as variáveis cinemáticas do movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, com diferentes cadências musicais. 4.2. Objectivos Específicos Mais especificamente, os objectivos deste estudo foram: 1. Analisar a associação entre a variável temporal (período do ciclo gestual) do movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, com a cadência musical; 63 2. Analisar a associação entre a variação de posição do CM e dos segmentos corporais tronco médio (TM), anca, pés e mãos, no movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, com a cadência musical; 3. Analisar a associação entre a velocidade linear do CM e dos segmentos corporais TM, anca, pés e mãos, no movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, com a cadência musical; 4. Analisar a associação entre a aceleração linear do CM e dos segmentos corporais TM, anca, pés e mãos, no movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, com a cadência musical. 5. HIPÓTESES 5.1. Hipótese Geral H1 – Não existem associações estatisticamente significativas na cinemática do movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, com a cadência musical; 5.2. Hipóteses Específicas H1 – Não existem associações estatisticamente significativas na variável temporal (período do ciclo gestual) do movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, com a cadência musical; 64 H2 - Não existem associações estatisticamente significativas na variação da posição do CM e dos segmentos corporais TM, anca, pé e mão, no movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, com a cadência musical; H3 – Não existem associações estatisticamente significativas na velocidade linear do CM e dos segmentos corporais TM, anca, pé e mão, no movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, com a cadência musical; H4 – Não existem associações estatisticamente significativas na aceleração do CM e dos segmentos corporais TM, anca, pé e mão, no movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, com a cadência musical; 6. METODOLOGIA 6.1. Amostra e envolvimento 6.1.1. Caracterização da amostra A amostra foi constituída por 6 professores de Hidroginástica, onde os critérios determinantes para a sua inclusão na amostra foram: i) indivíduos adultos do sexo feminino; ii) terem pelo menos um ano de experiência na leccionação desta actividade aquática; iii) não estarem grávidas; iv) não possuírem qualquer patologia músculoesquelética nos últimos seis meses; v) terem-se voluntariado para participar no estudo. 65 A tabela 6 apresenta as principais estatísticas descritivas dos dados de caracterização da amostra. Os procedimentos usados para a obtenção deste trabalho respeitaram as regras internacionais de experimentação com humanos (p.e., Declaração de Helsínquia de 1975). Tabela 6. Dados de caracterização da amostra. Média Desvio-padrão Mínimo Máximo Idade (anos) 23.67 0.52 23 24 Estatura (m) 1.64 0.07 1.58 1.74 Massa corporal (kg) 57.42 4.78 52 65 Imc (kg/m2) 22.17 2.56 20 27 260 87.64 180 420 Aulas (min/semana) 6.1.2. Caracterização do envolvimento A aplicação do protocolo com recolha de imagens para posterior análise cinemática decorreu ao longo de um dia, pertencente ao mês de Julho. Para tal utilizouse uma piscina de 16,66 m de comprimento e 8 m de largura, coberta e climatizada, com a água a 30º C, 75% de humidade relativa, 0,90 m de profundidade em aclive. 66 6.2. Protocolo e procedimentos 6.2.1. Antes da realização do teste 6.2.1.1. Preparação dos elementos da amostra Antes da aplicação do protocolo todos os elementos da amostra foram relembrados dos objectivos do estudo e das tarefas a cumprir. De modo a facilitar uma posterior análise das imagens, todos os elementos foram assinalados com alvos passivos (fita adesiva preta) nos pontos anatómicos de referência (Figura 5), nomeadamente: (i) na região cárpica (punho); (ii) no olecrâneo (cotovelo); (iii) na articulação escápulo-umeral (ombro); (iv) no tronco médio; (v) no côndilo femural lateral (anca); (vi) na rótula (joelho) e; (vii) no maléolo lateral (tornozelo) de ambos os lados do corpo. Figura 5. Marcação dos alvos passivos nos pontos anatómicos. 67 Foram registadas a estatura, a massa corporal e o Índice de Massa Corporal (IMC) seguindo o procedimento definido [81] , o número de sessões por semana leccionadas e a idade de cada sujeito, por interrogatório. Antes de se iniciar a aquisição das imagens, cada sujeito efectuou um curto aquecimento, consistindo na realização do exercício que posteriormente iria ser registado. Este foi efectuado a um ritmo auto-seleccionado, executando de forma cíclica com duração não superior a 8-10 minutos. 6.2.2. Durante a realização do teste A tarefa experimental consistiu na realização de um teste incremental e progressivo em patamares de quatro frases musicais de 32 tempos (16 movimentos completos), para cada cadência musical de 80%, 90%, 100%, 110% e 120% da R4 [22] , que corresponde, respectivamente a 120, 135, 150, 165 e 180 bpm, do movimento básico Pontapé Lateral. Este exercício tem como objectivo o desenvolvimento da componente cardio-respiratória (Figura 6). Figura 6. Representação do exercício básico de Hidroginástica, Pontaoé Lateral (adaptado de [18]). 68 Para controlo da cadência musical foi utilizado um metrónomo digital (Korg, MA-30, Tokyo, Japan) ligado a um sistema de som. Evitou-se o recurso a faixas de música comercial já que a componente melódica da música tem vindo a ser associada a alterações na performance de execução de habilidades motoras [132] . Todos os movimentos foram realizados em “tempo de água”, que se caracteriza pela execução de um movimento segmentar em cada duas batidas musicais [18;114] . Tendo sido avaliados instrutores de Hidroginástica, todos eles dominavam os diversos conceitos da métrica musical, pelo que não tiveram dificuldades em sincronizar a execução dos movimentos com o ritmo imposto pelo metrónomo. Contudo, quando necessário, os avaliadores deram instruções verbais aos praticantes para que estes pudessem manter a sincronização entre a cadência musical e a frequência do movimento, o que era especialmente importante nos patamares mais elevados. 6.2.2.1. Procedimentos de recolha dos dados 6.2.2.1.1. Registo das imagens Os registos de vídeo foram feitos através de um par de câmaras de vídeo, uma subaquática (JVC, GR-SX1, SVHS, Yokohama, Japão) inclusa numa caixa estanque (Ikelite, EUA) e uma de superfície (JVC, GR-SXM25, SVHS, Yokohama, Japão). A passagem de movimentos 3D em imagens 2D foi efectuada considerando a transformação geométrica (i.e., o posicionamento das câmaras) e a transformação de visualização (i.e., a projecção da câmara). Ambas as câmaras do sistema de captação de imagem foram apoiadas num suporte de aço inoxidável com duas prateleiras, que se 69 encontrava a 6 m da linha de deslocamento do executante (Figura 7). O sistema facultou o registo de imagens de superfície (50 centímetros (cm) acima da superfície da água) e de imagens subaquáticas (30 cm abaixo da superfície da água). As imagens adquiridas pelas duas câmaras foram sincronizadas em tempo real e agrupadas numa mesa de mistura (Panasonic, AV Mixer WJ-AVE55, EUA), gerando uma só imagem, que era enviada para um monitor de vídeo (Sony Black Triniton KV14T1E, Tokyo, Japão). Assim, a metade superior do monitor era constituída pelas imagens provenientes da câmara que se encontrava acima da superfície da água e a metade inferior pelas imagens resultantes da câmara colocada abaixo da superfície da água, originando desta forma imagens de “duplo meio”. Após a mistura, as imagens tinham saída para dois gravadores de vídeo (Panasonic AG 7355 SVHS, EUA) onde foram registadas em fita magnética no sentido de facultar a reconstituição das dimensões (horizontais e verticais) da imagem real da amostra, com uma frequência de amostragem de 50 Hz [19] . Esta frequência de aquisição do sinal parece ser a adequada para corresponder às exigências do teorema de Shannon-Nyquist [214] . De seguida as imagens foram convertidas em suporte digital pelo software Ariel Perfornance Analysis System (APAS) (Ariel Dynamics Inc, EUA). Figura 7. Localização e orientação das câmaras e dos suportes utilizados para o registo das imagens. 70 O movimento Pontapé Lateral foi registado no plano frontal. A posterior conversão das coordenadas do sistema informático em coordenadas reais foi possível através da colocação de um sistema de coordenadas fixo conhecido e visível pelas câmaras. Este elemento de calibração tinha as dimensões de 67,5 cm de altura e 85,5 cm de comprimento, sendo colocado no plano de captação de imagens dos sujeitos. Este objecto visa a reconstituição 2D das imagens registadas (Figura 8). Figura 8. Perspectiva e dimensões gerais do elemento de calibração. 6.2.3. Após a realização do teste 6.2.3.1. Software de análise biomecânica As características cinemáticas foram determinadas numa perspectiva 2D, a partir da digitalização das imagens do movimento filmado. O posterior tratamento numérico 71 foi efectuado num sistema de análise videométrica (APAS), que analisa as características cinemáticas do movimento. Os procedimentos metodológicos executados para a análise das imagens recolhidas, através do APAS, para cada câmara foram: 1. Modelo antropométrico O módulo de digitalização prevê a definição de um modelo espacial antropométrico, representativo do corpo do praticante e de outros pontos de referência, além dos determinados pelo próprio modelo. Este modelo antropométrico, utilizando dados de massa e localizações relativas dos CM dos diversos segmentos, permitiu o cálculo da localização do CM do corpo do praticante. O modelo antropométrico por nós usado foi o de Zatsiorsky-Seluyanov, ajustado por de Leva [61], e constituído por 19 pontos (Tabela 7). Tabela 7. Pontos anatómicos de referência digitalizados, em cada fotograma. 1. Extremidade distal do metatarso direito 10. Corpo da mandíbula (mento) 2. Maléolo lateral direito 11. Extremidade superior da cabeça 3. Articulação do joelho direito 12. Acrómio esquerdo 4. Grande trocanter femural direito 13. Epicondilo lateral esquerdo 5. Tronco médio 14. Região cárpica esquerda 6. Extremidade distal do metacarpo direito 15. Extremidade distal do metacarpo esquerdo 7. Região cárpica direita 16. Grande trocanter femural esquerdo 8. Epicondilo lateral direito (Olecrâneo) 17. Articulação do joelho esquerdo 9. Acrómio direito (articulação escapulo- 18. Maléolo lateral esquerdo umeral) 19. Extremidade distal do metatarso esquerdo 72 Com recurso ao dito modelo antropométrico e ao método segmentar foi possível a determinação do CM global do corpo do sujeito em cada fotograma. 2. Superfície da água A determinação da superfície da água (linha de água) foi feita com base na linha determinada pela reflexão da luz sobre a superfície da água [51]. 3. Digitalização dos pontos anatómicos de referência e do ponto fixo, em cada fotograma Foram introduzidas as coordenadas de posição do sistema de referência usado para cada uma das câmaras, prevendo 6 pontos de referência, sendo que apenas um (ponto fixo) foi marcado fora do volume de calibração. Após se terem realizado os procedimentos anteriormente descritos para todas as imagens a analisar, efectuou-se: 4. Reconstrução das imagens O procedimento para a transformação das coordenadas reais dos dados adquiridos foi por meio do método de calibração de transformação linear directa DLT, 73 sendo este o método mais conhecido para calibração de câmaras e reconstrução de imagens [1] onde: Transformação de visualização: rotação, translação, escala e projecção: u L1x L2y L3z L4 L9x L10y L11z 1 v L5x L6y L7z L8 L9x L10y L11z 1 DLT: (uL9 – L1)x + (uL10 – L2)y + (uL11 – L3)z – (u – L4) = 0 (vL9 – L5)x + (vL10 – L6)y + (vL11 – L7)z – (v – L8) = 0 - Por câmara, os coeficientes L1 a L11 são constantes ao longo da reconstrução; - Dependem de: (i) posição da câmara (x0,y0,z0); (ii) orientação da câmara (T); (iii) distância focal (d); (v) coordenadas do ponto principal (u 0, vo) e; (vi) factores de escala (su, sv). 5. Filtragem dos resultados O processo de suavização previu a realização de uma filtragem nas coordenadas da imagem no sentido de diminuir pequenos erros casuais da digitalização, com uma frequência de corte de 5 Hz (x = 5; y = 5 ou y = 5; z = 5). Ou seja, o sinal foi filtrado no 74 sentido de atenuar o ruído introduzido nas coordenadas durante o processo de digitalização. Para o efeito, empregou-se metodologia idêntica à indicada por Winter [214] e já utilizada em NPD [20] com recurso a dupla passagem de um filtro digital para eliminar desfasagens do sinal [22]. 6. Recolha e exportação dos dados A partir do módulo display foram recolhidos e exportados os dados cinemáticos para posterior tratamento com recurso a Statistic Pacage for Social Sciences (SPSS) (Chicago, USA) que permitiu a produção de curvas médias dos elementos da amostra para cada variável dependente estudada. 6.3. Variáveis Neste estudo, optámos pela análise da variação de determinados parâmetros cinemáticos, que fossem expressivos da globalidade das acções segmentares do movimento efectuado. 75 6.3.1. Variáveis dependentes As variáveis dependentes das diferentes situações de execução são as seguintes: a) período do ciclo gestual do movimento básico analisado; b) velocidade linear dos segmentos corporais; c) aceleração dos segmentos corporais; d) variação da posição vertical e horizontal do CM. A tabela 8 apresenta as variáveis dependentes estudadas. Tabela 8. Definição das variáveis cinemáticas. Variáveis cinemáticas Abreviatura/ dependentes Unidades SI Definição P Período Tempo necessário para realização de um ciclo gestual completo. (s) Variação do deslocamento horizontal Variação do deslocamento vertical Variação da velocidade horizontal Variação da velocidade vertical Variação da aceleração horizontal Variação da aceleração vertical dx (m) dy (m) vx (m/s) vy (m/s) ay (m/s2) ay (m/s2) Deslocamento horizontal do CM e segmentos corporais ao longo do ciclo gestual. Deslocamento vertical do CM e segmentos corporais ao longo do ciclo gestual. Distância horizontal percorrida pelo CM e segmentos corporais por unidade de tempo. Distância vertical percorrida pelo CM e segmentos corporais por unidade de tempo. Variação da velocidade horizontal do CM e dos segmentos corporais por unidade de tempo. Variação da velocidade vertical do CM e dos segmentos corporais por unidade de tempo. 76 6.3.2. Variáveis independentes Como variáveis independentes definiram-se as cadências musicais (80%, 90%, 100%, 110%, 120% da R4 [22] ), correspondentes a 120, 135, 150, 165 e 180 bpm, respectivamente. 6.4. Procedimentos estatísticos A análise estatística foi realizada através do package estatístico SPSS (Chicago, USA), versão 17.0 para Windows . A análise exploratória inicial dos dados recolhidos constou no reconhecimento de eventuais casos omissos e erros na introdução dos dados, para todas as variáveis estudadas em folha de cálculo Excel, recorrendo a tabelas descritivas. Posteriormente foi executado um conjunto de procedimentos gráficos, para a identificação de possíveis outliers, recorrendo a caixas-de-bigodes. Através dos gráficos de caule-e-folhas (Stemand-Leaf), verificou-se os valores considerados extremos. Foi ainda aplicado o teste de Shapiro-Wilks para determinação quantitativa e objectiva da normalidade dos dados. Na análise descritiva foram empregues como parâmetros de tendência central a média ( x ) e como medida de dispersão o desvio-padrão (DP), assim como quando relevante os valores mínimo e máximo. Estabeleceu-se a associação entre as variáveis biomecânicas em estudo e a cadência musical a partir de modelos de regressão linear simples, calculando o valor do 77 coeficiente de determinação, o valor do P e a recta de ajuste da nuvem de dispersão dos dados. Em todos os procedimentos foi adoptado um nível de significância de 5% (P 0.05) para rejeição da hipótese nula. 7. RESULTADOS A Figura 9 apresenta a variação do período do ciclo gestual, ao longo do protocolo incremental. Pela sua observação verificou-se uma diminuição do período com o aumento da cadência musical existindo uma relação negativa e significativa (R2 = 0.50; P < 0.01). Figura 9. Variação do período do ciclo gestual ao longo do protocolo incremental. A Figura 10 apresenta a análise quantitativa do deslocamento 2D do CM, TM e anca dos sujeitos analisados, ao longo das cadências musicais estudadas. Relativamente ao deslocamento efectuado pelo CM, verificou-se uma relação negativa e significativa 78 entre os deslocamentos horizontal e vertical e as cadências musicais analisada (R2 = 0.25; P = 0.01 e R2 = 0.27; P < 0.01, respectivamente), demonstrando que o deslocamento do segmento em questão diminui com o aumento da cadência musical. No que diz respeito ao TM, os valores horizontais obtidos evidenciaram uma relação negativa e significativa entre os mesmos e a cadência musical imposta (R 2 = 0.16; P = 0.03), assim como o deslocamento vertical (R2 = 0.21; P = 0.01), havendo uma tendência para o deslocamento diminuir à medida que a cadência musical aumenta. Por último, em relação ao deslocamento horizontal e vertical da anca, verificou-se uma relação não significativa entre o deslocamento deste segmento e a cadência musical (R 2 = 0.00; P = 0.99 e R2 = 0.10; P = 0.09, respectivamente). A B C D 79 E F Figura 10. Variação deslocamento horizontal (painel A) e vertical (painel B) do CM, deslocamento horizontal (painel C) e vertical (painel D) do TM, deslocamento horizontal (painel E) e vertical (painel F) da anca, durante o protocolo incremental. A Figura 11 exibe a análise quantitativa do deslocamento 2D dos Pés, dos sujeitos estudados, ao longo do protocolo incremental. Relativamente ao pé direito (Pédir), o deslocamento tanto horizontal (R2 = 0.03; P = 0.35) como vertical (R2 = 0.04; P = 0.30) apresentaram relação não significativa ao longo das cadências musicais estudadas. No que diz respeito ao mesmo segmento, mas desta vez o esquerdo (PéEsq), verificou-se exactamente a mesma situação (horizontal: R2 = 0.00; P = 0.94 e vertical: R2 = 0.06; P = 0.21). A B 80 C D Figura 11. Variação do deslocamento horizontal (painel A) e vertical (painel B) do Pé direito e do deslocamento horizontal (painel C) e vertical (painel D) do Pé esquerdo, durante o protocolo incremental. A Figura 12 apresenta a análise quantitativa do deslocamento 2D das Mãos, ao longo das cadências musicais observadas. No que se refere à mão direita (MãoDir), o deslocamento horizontal evidenciou uma relação negativa e não significativa, relativamente às cadências musicais analisadas (R2 = 0.01; P = 0.65). No que toca ao deslocamento vertical do mesmo segmento, os valores obtidos evidenciaram uma relação positiva e também não significativa (R2 = 0.01; P = 0.66). Quanto à mão esquerda (MãoEsq), tanto o deslocamento horizontal (R2 = 0.01; P = 0.63) como o vertical (R2 = 0.12; P = 0.06) apresentaram uma relação positiva e não significativa entre as variáveis estudadas. 81 A B C D Figura 12. Variação do deslocamento horizontal (painel A) e vertical (painel B) da mão direita e do deslocamento horizontal (painel C) e vertical (painel D) da mão esquerda, durante o protocolo incremental. A Figura 13 representa a análise quantitativa da velocidade 2D do CM, TM e anca dos sujeitos analisados, ao longo do protocolo incremental. Relativamente à velocidade horizontal do CM, verificou-se que existe uma relação positiva e significativa entre esta variável e a cadência musical (R2 = 0.48; P < 0.01), mostrando uma tendência para a primeira aumentar com o aumento da segunda. Relativamente à velocidade vertical do segmento, os valores apresentados evidenciaram uma relação também positiva mas não significativa ao longo das cadências musicais analisadas (R 2 = 0.6; P = 0.20). No que diz respeito à velocidade do TM, esta na componente horizontal, demonstrou uma relação positiva e significativa (R2 = 0.43; P < 0.01), já não 82 acontecendo o mesmo com a componente vertical, onde se verificou-se que a relação também é positiva mas não significativa (R2 = 0.07; P = 0.17). Relativamente aos valores da velocidade da anca, tanto a horizontal (R2 = 0.16; P = 0.03), como a vertical (R2 = 0.21; P = 0.01), apresentam relações positivas e significativas ao longo do protocolo incremental. Verificou-se uma tendência para a velocidade do segmento aumentar com o aumento da cadência musical. A B C D E F Figura 13. Variação da velocidade linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) do CM, velocidade linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) do TM, velocidade linear horizontal (painel E) e vertical (painel F) da anca, durante o protocolo incremental. 83 A Figura 14 exibe a análise quantitativa da velocidade 2D dos Pés dos sujeitos estudados, ao longo do protocolo. Os valores da velocidade horizontal (R 2 = 0.08; P = 0.13) demonstraram relação positiva e não significativa, acontecendo o oposto com a velocidade vertical, onde a relação é significativa nas cadências musicais analisadas (R 2 = 0.35; P < 0.01). Os valores da velocidade do PéEsq demonstraram que, horizontalmente a velocidade tem uma relação positiva mas não significativa com as cadências musicais impostas, e verticalmente, uma relação positiva e significativa nas mesmas condições (horizontal: R2 = 0.10; P = 0.08; vertical: R2 = 0.36; P < 0.01). A B C D Figura 14. Variação da velocidade linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) do pé direito e da velocidade linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) do pé esquerdo, durante o protocolo incremental. 84 A Figura 15 apresenta a análise quantitativa da velocidade 2D das mãos dos sujeitos estudados, ao longo do protocolo incremental. A velocidade horizontal da MãoDir demonstrou um relação positiva e significativa entre a primeira variável e a cadência musical (R2 = 0.47; P < 0.01), acontecendo o mesmo com a velocidade vertical (R2 = 0.27; P < 0.01), aumentando a velocidade aquando do aumento da cadência musical. Relativamente aos valores da velocidade da MãoEsq a componente horizontal evidenciou uma relação positiva e não significativa (R2 = 0.09; P = 0.10) ao longo das cadências musicais estudadas, e para a componente vertical uma relação positiva e significativa (R2 = 0.28; P < 0.01). A B C D Figura 15. Variação da velocidade linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) da mão direita e da velocidade linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) da mão esquerda, durante o protocolo incremental. 85 A Figura 16 apresenta a análise quantitativa da aceleração linear 2D do CM, TM e anca dos sujeitos analisados, ao longo do protocolo incremental. No que diz respeito à aceleração do CM, a componente horizontal apresentou relação positiva e significativa entre as cadências musicais analisadas (R2 = 0.18; P = 0.02), acontecendo o mesmo com componente vertical (R2 = 0.33; P < 0.01), evidenciando uma tendência para o aumento da aceleração aquando do aumento da cadência musical. Os valores da aceleração horizontal (R2 = 0.35; P < 0.01) e vertical (R2 = 0.26; P = 0.04) do TM em cada cadência musical, apresentaram uma relação significativa e positiva. Por fim, os valores da aceleração horizontal da anca demonstraram que existe relação positiva e significativa com a cadência musical (R2 = 0.30; P < 0.01), assim como os valores da aceleração vertical do mesmo segmento (R2 = 0.16; P = 0.03). A B C D 86 E F Figura 16. Variação da aceleração linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) do CM, aceleração linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) do TM, aceleração linear horizontal (painel E) e vertical (painel F) da anca, durante o protocolo incremental. A Figura 17 exibe a análise quantitativa da aceleração 2D dos pés, ao longo do protocolo incremental. Relativamente ao PéDir, os valores da aceleração horizontal (R2 = 0.12; P = 0.07) não apresentaram relação significativa durante o protocolo incremental, já não acontecendo o mesmo com a aceleração vertical (R2 = 0.43; P <0.01), evidenciando uma tendência para a aceleração do segmento em questão aumentar com o aumento da cadência musical. Quanto aos valores da aceleração do PéEsq, estes demonstraram que a relação foi positiva mas não significativa, tanto para a componente horizontal como para a componente vertical (R 2 = 0.09; P = 0.11 e R2 = 0.30; P = 0.02, respectivamente). 87 A B C D Figura 17. Variação da aceleração linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) do pé direito e da aceleração linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) do pé esquerdo, durante o protocolo incremental. A Figura 18 apresenta a análise quantitativa da aceleração 2D das mãos dos sujeitos estudados, ao longo do protocolo incremental. Verificou-se que a aceleração horizontal e vertical da MãoDir apresentaram relação positiva e significativa entre as cadências musicais analisadas (R2 = 0.35; P < 0.01 e R2 = 0.19; P = 0.02 respectivamente). Finalmente, a aceleração horizontal (R2 = 0.15; P = 0.03) e vertical (R2 = 0.18; P = 0.02) da MãoEsq também apresentaram relação positiva e significativa entre as diversas cadências musicais estudadas. 88 A B C D Figura 18. Variação da aceleração linear horizontal (painel A) e vertical (painel B) da mão direita e da aceleração linear horizontal (painel C) e vertical (painel D) da mão esquerda, durante o protocolo incremental. 8. DISCUSSÃO Neste capítulo será efectuada uma justificação mais aprofundada das opções metodológicas tomadas. Ainda aqui, os resultados obtidos serão comparados e confrontados com os referenciados na literatura para esta temática e outros que se considerem pertinentes para uma sistematização dos dados verificados. Ainda assim, a literatura não apresenta um número significativo de estudos da caracterização cinemática de movimentos básicos de Hidroginástica. Assim, a frequência relativa de citações e referências em todo este capítulo é de certa forma proporcional à existente. 89 O objectivo geral da presente dissertação foi associar as variações cinemáticas do movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral, a diferentes cadências musicais. Como principais resultados tem-se que os sujeitos aumentam a velocidade segmentar com o aumento da cadência musical, diminuindo o P e mantendo o deslocamento segmentar. 8.1. Discussão da metodologia A amostra foi constituída por seis instrutoras de Hidroginástica, com as seguintes características: (i) sem qualquer patologia músculo-esquelética nos últimos seis meses, o que garante evitar problemas éticos e de deterioração na execução técnica do movimento; (ii) com experiência na leccionação desta actividade, garantindo uma boa técnica de execução, pelo conhecimento da mesma, e sem que o factor fadiga influencie a técnica de execução, ao longo do protocolo incremental aplicado. A aplicação do protocolo com recolha de imagens decorreu numa piscina de 16,66x8x0,9 m em aclive, climatizada, com a água a 30º C e 75% de humidade relativa. Relativamente à temperatura da água, esta encontrava-se em conformidade com as directrizes da AEA [14] , devendo a mesma variar entre os 28 e os 30ºC para os programas de Hidroginástica. Esta amplitude térmica possibilitará que o corpo reaja de acordo com os pressupostos fisiológicos aquando da imersão, aos exercícios e ao seu aumento de temperatura corporal [54] . No que diz respeito ao nível de imersão, os sujeitos estavam imersos ao nível do apêndice xifóide, pois, para que em termos fisiológicos e mecânicos se verifiquem benefícios inerentes a esta actividade, considerase que os praticantes devem estar imersos no mínimo até ao nível referido [21,150] . Mais ainda, o reduzido desvio padrão na estatura das instrutoras revela a preocupação de estas 90 terem uma estatura que se ajusta ao nível de imersão desejado, visto ser aplicado o estudo numa piscina com fundo em aclive. Durante a imersão até ao apêndice xifóide, a maior intensidade da força de impulsão hidrostática atenua significativamente a intensidade da força do peso hidrostático, o que faz com que haja um menor peso percepcionado, um menor trabalho por parte dos músculos (fundamentalmente dos posturais) que são assistidos pela força de impulsão, e consequentemente, ocorre uma redução da força de reacção ao solo [20,168]. Antes de se iniciar a aquisição das imagens, cada sujeito efectuou um curto aquecimento, consistindo na realização do movimento básico que posteriormente iria ser estudado. Este aquecimento teve como objectivo preparar e orientar física e psicologicamente os sujeitos para a actividade que se seguia, e também solicitar os grupos musculares que iriam ser trabalhados posteriormente, aquando do protocolo experimental. O aquecimento foi efectuado a um ritmo auto-seleccionado, executando de forma cíclica com uma duração não superior a 8-10 minutos. A duração enunciada deve-se a, segundo diversos autores [8;18;154;197] , esta fase não dever exceder os 10 minutos. A tarefa experimental consistiu na realização de um teste incremental e progressivo em patamares de quatro frases musicais de 32 tempos (16 movimentos completos), para cada cadência musical de 80%, 90%, 100%, 110% e 120% da R4 [23] , que corresponde, respectivamente a 120, 135, 150, 165 e 180 bpm, do movimento básico Pontapé Lateral. A definição das cadências musicais teve em conta as directrizes da AEA [14], em que se sugere, para as tradicionais actividades aeróbias em água rasa, a utilização de um ritmo de aproximadamente 125 a 150 bpm, em tempo de água. Quisse, portanto, comparar cinematicamente o movimento Pontapé Lateral, em duas 91 cadências musicais (i.e., mais “lentas”), numa próxima da R4 e outras duas altas (i.e., mais “rápidas”). Para controlo da cadência musical foi utilizado um metrónomo digital ligado a um sistema de som. Evitou-se o recurso a faixas de música comercial já que a componente melódica da música tem vindo a ser associada a alterações na performance de execução de habilidades motoras [132]. Para a recolha das imagens foram utilizadas câmaras de vídeo, em detrimento de outras técnicas como a cinematografia, a cronociclografia, a cineradiografia e a estroboscopia. Com efeito, estas são técnicas hoje em dia tidas como um tanto obsoletas, já que a videografia permite obter imagens de alta qualidade fotograma a fotograma, com menor custo do material e maior facilidade de digitalização [26] . Este mesmo tipo de equipamentos é utilizado sistematicamente para análises cinemáticas de outras actividades aquáticas, com especial referência para a Natação Pura Desportiva [19,22] Dado que o presente estudo analisou os movimentos em 2D, a sua passagem 3D em imagens 2D foi efectuada considerando a transformação geométrica (i.e., o posicionamento das câmaras) e a transformação de visualização (i.e., a projecção da câmara). Quase todos os movimentos na Hidroginástica envolvem movimentos 3D. O movimento Pontapé Lateral foi registado no plano frontal, que divide o corpo verticalmente, nas suas duas metades anterior e posterior [187] , visto ser um movimento de abdução e adução dos MI e uma flexão lateral do tronco [186] com rotação em torno do eixo imaginário anteroposterior [187] . Apesar das vantagens e das desvantagens que quer as análises 2D, quer as análises 3D suportam, segundo Hay [99] , a utilização de análises planares não serão as mais apropriadas. Não quer isso dizer que esse tipo de estudos seja de todo inapropriados. Significa que as análises 3D revelarão informações 92 mais completas do movimento, mais próximas da realidade, como suporta Bartlett [26] . Optou-se por um estudo 2D, na medida em que: (i) a quantidade de equipamento é menor, sendo mais económico; (ii) são necessários menos procedimentos de digitalização e dado o tempo disponível para a realização do estudo, foi a forma mais exequível; (iii) é mais fácil estabelecer relações entre os diversos parâmetros a analisar, (iv) apresenta menos problemas metodológicos [26] e; (v) o Pontapé Lateral caracterizase pela realização fundamentalmente de movimentos no plano frontal, como enunciado anteriormente. Numa segunda fase, foi utilizado um programa informático de avaliação cinemática do movimento (i.e., APAS), visto ser um dos comercialmente mais utilizados [154] para este fim e também por ser de relativamente fácil operacionalização. Através do mesmo captaram-se os dados por meio de um procedimento manual de digitalização dos pontos de referência anatómica do indivíduo, em cada fotograma, já que à partida a marcação dos pontos será mais precisa. Os pontos de referência foram identificados por marcadores externos, afixados na superfície cutânea, para definir a posição dos segmentos corporais, deixando-os desta forma, mais visíveis para a captura das imagens [122] . Este método já foi utilizado em diversos estudos em meio aquático, não só em Hidroginástica [24;154;155]. A escolha do modelo antropométrico é um factor determinante no sucesso da análise biomecânica Seluyanov [222] [222] . O modelo antropométrico usado foi o de Zatsiorsky- , ajustado por de Leva [61] . Com recurso ao dito modelo antropométrico, constituído por 19 pontos, e ao método segmentar, foi possível a determinação do CM global do corpo do sujeito em cada fotograma a partir dos valores estimados de massa parcial de cada segmento e das coordenadas definidas para a localização do centro de massa parcial de cada segmento. O tronco foi dividido em 2 segmentos, visto que a sua 93 consideração como um do corpo rígido não se apresentaria como solução ecologicamente válida, porque a coluna vertebral, no movimento estudado, não funciona como segmento rígido, existindo uma acentuada flexão lateral da mesma. A divisão do tronco em 3 segmentos aumentaria muito o tempo de digitalização das imagens, pois seriam mais pontos a digitalizar, não sendo logisticamente exequível no prazo definido para apresentação do trabalho académico. Mais ainda, coloca-se a questão se a divisão do tronco em três segmentos acrescentaria de forma substantiva qualidade ao processo de digitalização. Sendo assim, a solução intermédia foi usar o tronco dividido em 2 segmentos. A determinação da linha de água foi feita com base na linha determinada pela reflexão da luz sobre a superfície da água, utilizada a mesma noutros estudos efectuados [51] . A vantagem de se ter a linha de água definida consiste na possibilidade de determinar se os segmentos se encontram dentro ou fora de água, especialmente os MS, bem como, se a imersão se efectuava ao nível do apêndice xifóide, já que estes são pressupostos essenciais à prática da Hidroginástica. Uma vez identificadas as marcas anatómicas em todos os fotogramas, foi feita a reconstrução da trajectória das mesmas, utilizando um dos métodos mais citados na literatura para este efeito (aplicação do algoritmo DLT) [1] . Estas trajectórias foram posteriormente suavizadas, removendo erros decorrentes de todo o processo de aquisição e tratamento do bio-sinal, como, p.e., erros de digitalização ou erros devido à distorção das lentes, aumentando assim a validade dos resultados. Para o efeito, empregou-se metodologia idêntica à indicada por Winter recorrentemente na Natação Pura Desportiva [20] [212] e já utilizada , com recurso a dupla passagem de um filtro digital para eliminar desfasagens do sinal [22]. Para a filtragem dos dados utilizouse o filtro digital Quintic Spline, para remover pequenos erros decorrentes do processo 94 de digitalização manual e semi-automática. Este é um algoritmo baseado num polinómio de 5ª ordem, adequado para movimentos cíclicos, como ocorrem na Hidroginástica. A frequência de corte foi de 5Hz, valor próximo dos 6Hz aconselhados por Winter [214] . A opção por este valor deve-se à procura de uma suavização mais completa, dado que foi a partir do deslocamento do CM que se determinou a velocidade e a aceleração do CM. Ora, acontece que pequenos erros observáveis aquando do deslocamento, e que não sejam removidos, tendem a aumentar de forma exponencial ao se determinar a primeira e a segunda derivada do deslocamento em ordem ao tempo. A posterior conversão das coordenadas do sistema informático em coordenadas reais foi possível através da colocação de um sistema de coordenadas fixo conhecido e visível pelas câmaras, de maneira a que se pudesse efectuar a reconstituição 2D das imagens registadas. O processo DLT exige um mínimo de 4 pontos, para a conversão das coordenadas. Todavia, para minimizar o efeito de possíveis erros associados a respectiva conversão optou-se por adoptar 6 pontos. 8.2. Discussão dos resultados Analisando o período do ciclo gestual com as cadências musicais impostas, encontrou-se uma relação significativa entre ambos (R2 = 0.50; P < 0.01). À medida que ocorre um incremento na cadência musical, verificou-se uma diminuição do período do ciclo gestual. Semelhantes resultados (R2 = 0.83; P < 0.01) foram reportados por Oliveira et al., [155] , no estudo do Cavalo-Marinho enquanto movimento básico em estudo. O período do ciclo é obtido através da equação: 95 n P ti (2) i 1 Onde P é o período do ciclo (s) e t é a duração (s) de cada fase, sendo o exercício constituído por i fases parciais. A duração de cada fase pode ser calculada como: ti di vi (3) Onde ti é a duração de cada fase parcial do exercício (s), di é o deslocamento do segmento (m) durante a fase parcial e vi é a velocidade do segmento (m/s) durante a fase parcial. Assim, com o aumento da cadência musical, e como consequência, a diminuição de ti estará relacionada com: (i) a diminuição da di e a manutenção da vi ou; (ii); a manutenção da di e o aumento da vi ou; (iii) a diminução da di e o aumento da vi. Neste sentido, importa compreender o comportamento do deslocamento e da velocidade dos diversos segmentos corporais estudados, assim como do CM nas duas componentes espaciais (i.e., horizontal e vertical). Relativamente ao deslocamento efectuado pelo CM verificou-se uma relação negativa e significativa entre o deslocamento horizontal, o deslocamento vertical e as cadências musicais analisadas (R2 = 0.25; P = 0.01 e R2 = 0.27; P < 0.01, respectivamente). O mesmo se verificou com os deslocamentos horizontal e vertical do TM (R2 = 0.16; P = 0.03 e R2 = 0.21; P = 0.01, respectivamente). Quanto aos pés, estes demonstraram uma relação não significativa entre os deslocamentos horizontal (PéDir: 96 R2 = 0.03; P = 0.35; PéEsq: R2 = 0.00; P = 0.94) e vertical (PéDir: R2 = 0.04; P = 0.30; PéEsq: R2 = 0.06; P = 0.21) e o protocolo incremental. Assim o deslocamento mantevese relativamente estável à medida que a cadência musical aumentou. Semelhante resultado foi verificado para o deslocamento das mãos, apresentando uma relação não significativa entre o deslocamento horizontal (MãoDir: R2 = 0.01; P = 0.65; MãoEsq: R2 = 0.01; P = 0.63), deslocamento vertical (MãoDir: R 2 = 0.01; P = 0.66; MãoEsq: R2 = 0.12; P = 0.06) e a cadência musical. Finalmente, os valores dos deslocamentos horizontal (P = 0.99) e vertical (P = 0.09) também evidenciaram uma relação não significativa, relativamente ao protocolo incremental, evidenciando uma tendência para se manter à medida que a cadência musical aumentava. Verifica-se então, genericamente, que o deslocamento de determinados segmentos (i.e., anca, pés e mãos) não se alterou significativamente com o aumento da cadência musical. No entanto o CM e TM evidenciaram serem os pontos estudados que mais se relacionam com o aumento da cadência musical, em termos de deslocamento segmentar. O aumento da cadência musical impôs uma ligeira diminuição do deslocamento destes pontos. Num estudo sobre o tema [155] , tendo o exercício do Cavalo-Marinho como referência, verificou-se uma tendência para manter o deslocamento dos segmentos corporais à medida que a cadência musical aumentava. Assim, os presentes resultados aproximam-se dos parcos dados existentes na literatura sobre o tema. Com efeito, a literatura técnica sugere aos instrutores a utilização de cadências musicais (125-150 bpm) que possibilitem atingir uma certa qualidade de movimento de modo a que todos os benefícios inerentes à actividade em meio aquático sejam possíveis de se alcançar [14,114] . Para atingir esse desiderato, alguns factores devem intervir de forma específica, como a amplitude do movimento, a resistência frontal, a trajectória e a 97 velocidade relativa [14] . Relativamente à amplitude do movimento, a partir do momento em que este perde a sua amplitude total pelo aumento excessivo da velocidade, a execução do mesmo não apresentará a melhor qualidade, pois o aumento da resistência hidrodinâmica através do aumento da velocidade de movimento só é produzido enquanto conservar a totalidade da amplitude. Logo para que em termos fisiológicos e mecânicos se manifestem os benefícios inerentes a esta actividade, os instrutores deverão privilegiar as cadências musicais sugeridas, podendo, para indivíduos com experiência na área e bons níveis de aptidão física, utilizar cadências musicais até pelo menos 180 bpm, no caso do exercício Pontapé Lateral. Segundo a AEA [14] é aconselhado aos instrutores usarem o tempo de água e meio tempo de água como ritmo de execução, cuja alternância e combinação permitirá a realização de movimentos amplos e completos. Mais ainda, vários estudos reportam significativos aumentos das respostas fisiológicas pela realização de diferentes exercícios de Hidroginástica durante protocolos incrementais, mais especificamente, através do aumento da cadência musical [23, 58] . Por sua vez, este incremento na cadência musical e consequente aumento da velocidade, terá como resposta um aumento da frequência gestual e, portanto, uma diminuição do período. Comparando-se a transição da caminhada para a corrida, dentro e fora de água, verificou-se que dentro de água essa mesma transição ocorre a uma velocidade inferior e a frequência da passada é significativamente inferior, quando comparada fora de água [72;111]. Pode-se assim afirmar que quando existe um incremento da velocidade de execução, haverá um aumento da frequência de execução do movimento em questão. De acordo com Town & Bradley [201] , para um dado comprimento da passada, a frequência da passada tenderá a aumentar com o aumento da velocidade de deslocamento. Mais ainda, como a força de resistência tem uma relação quadrática à velocidade de movimento, um maior arrasto induz um maior dispêndio 98 energético [138] . Também, segundo a AEA [14] , a área de superfície frontal colocada contra a resistência horizontal da água estará hipoteticamente associada à quantidade de energia metabólica dispendida na prática do exercício. Para aumentar a resistência, basta ampliar a área de superfície e fazer o movimento em aceleração [2,53] . Assim pode- se especular que os presentes resultados do deslocamento se devem às características específicas da amostra, visto ser constituída por: (i) indivíduos especializados, ou seja, instrutores de Hidroginástica que estão conscientes da necessidade de manter a amplitude do movimento, independentemente da cadência musical imposta e, (ii) pessoas activas, cientes da técnica de execução do movimento em causa e fisicamente aptos para manter a amplitude do movimento, em diferentes cadências musicais, diminuindo o dispêndio energético referido. Se a amostra fosse constituída por alunos de Hidroginástica, possivelmente a amplitude do movimento tenderia a diminuir com o aumento do cadência musical. Este tipo de executantes poderão não estar tão cientes da necessidade de manter a amplitude do movimento. Outro ponto importante será, a sua aptidão física que, à partida, não estará tão afinada como a dos instrutores, de maneira a conseguir manter o ritmo de execução imposto com a manutenção da amplitude do movimento. De acordo com a literatura técnica, as características dos indivíduos da amostra influenciam as respostas dos estudos efectuados. Para Kruel et al., [119] as respostas dos exercícios praticados, pelo menos na ginástica aeróbica, diferenciaram-se de acordo com as características de cada indivíduo, por exemplo: massa, estatura e velocidade de realização do exercício. Embora as características gerais dos exercícios praticados pelas pessoas sejam similares, há diferenças inter-individuais. Outro dos termos da equação 3, com influência directa no período e, portanto, na duração parcial de cada fase é a velocidade e por conseguinte a aceleração. 99 Relativamente à velocidade horizontal (R2 = 0.48; P < 0.01) e vertical (R2 = 0.6; P = 0.20) do CM, verificou-se uma tendência para aumentar ao longo do protocolo incremental. O mesmo aconteceu com a velocidade do TM (horizontal: R2 = 0.43; P < 0.01 e vertical: R2 = 0.07; P = 0.17) e com os valores da velocidade horizontal (R 2 = 0.16; P = 0.03) e vertical (R2 = 0.21; P = 0.01) da anca. Por sua vez, os pés, demonstraram um aumento da velocidade horizontal (PéDir: R2 = 0.08; P = 0.13 e PéEsq: R2 = 0.10; P = 0.08) e vertical (PéDir: R2 = 0.35; P < 0.01 e PéEsq: R2 = 0.36; P < 0.01). O mesmo se verificou com as mãos, tanto para a velocidade horizontal (MãoDir: R2 = 0.47; P < 0.01 e MãoEsq: R2 = 0.09; P = 0.10), como para a vertical (MãoDir: R2 = 0.27; P < 0.01 e MãoEsq: R2 = 0.28; P < 0.01). Comparando os valores da velocidade de execução do movimento seleccionado no nosso estudo em meio aquático, com outros (p.e. movimento básico de Hidroginástica Cavalo-Marinho, velocidade da passada) referidos na literatura [24,43,155] , verifica-se que são semelhantes, expondo os referidos estudos valores médios coincidentes com os valores máximo e mínimo do presente estudo. Na análise do movimento básico Cavalo-Marinho, os valores da velocidade de execução demonstraram forte relação com o aumento da cadência musical, aumentando significativamente ao longo do protocolo incremental [155] , tal como se verifica no presente estudo. No que diz respeito à aceleração, o comportamento desta foi idêntico ao da velocidade, onde a aceleração horizontal (R2 = 0.18; P = 0.02) e vertical (R2 = 0.33; P < 0.01) do CM aumentou com o aumento da cadência musical, assim como a aceleração horizontal (R2 = 0.35; P < 0.01) e vertical (R2 = 0.26; P = 0.04) do TM e da anca (horizontal: R2 = 0.30; P < 0.01; vertical: R2 = 0.16; P = 0.03). Relativamente aos pés, evidenciaram um aumento da variável em questão, na sua componente horizontal 100 (PéDir: R2 = 0.12; P = 0.07 e PéEsq: R2 = 0.09; P = 0.11) e vertical (PéDir: R2 = 0.43; P <0.01 e PéEsq: R2 = 0.30; P = 0.02) com o incremento da cadência musical. O mesmo sucedeu com as mãos, onde os valores da aceleração horizontal (MãoDir: R 2 = 0.35; P < 0.01 e MãoEsq: R2 = 0.15; P = 0.03), e vertical (MãoDir: R2 = 0.19; P = 0.02 e MãoEsq: R2 = 0.18; P = 0.02) se mostraram superiores com cadências musicais mais elevadas. Tanto quanto nos é dado saber, e salvo melhor opinião, não existe na literatura qualquer estudo cinemático em Hidroginástica com descrição de acelerações, pelo que a sua comparação com outros estudos é impraticável. Com efeito, especula-se que alunos de Hidroginástica possam não apresentar um aumento da velocidade segmentar com o aumento da cadência musical. No entanto, em tese tem-se que: v = r. (4) Onde v se traduz pela velocidade linear do segmento (m/s), r o comprimento do segmento (m) e a velocidade angular do segmento (rad/s). Assim, diminuindo o r, a velocidade poderá diminuir. Ou seja, ainda que nunca verificado ou descrito, existe teoricamente a possibilidade de alunos “típicos” de Hidroginástica diminuírem a velocidade segmentar, dado que o aumento da cadência musical imporá uma menor amplitude de movimentos e/ou uma maior flexão de segmentos adjacentes reduzindo desta forma o r. Procurando relacionar o comportamento de ambas as variáveis dependentes da duração relativa de cada fase (i.e., deslocamento e velocidade) parece que estas são explicativas da diminuição do período. Como indicado no início da discussão, a diminuição do período e, portanto, da duração de cada fase parcial do exercício estaria 101 associada à manutenção do deslocamento dos segmentos e ao aumento da velocidade dos mesmos. Desta forma, a relativa tendência observada para a redução do deslocamento parece ter a ver com o aumento do arrasto provocado pelo aumento da cadência musical e como consequência o aumento da velocidade de execução e da sua aceleração. A força de arrasto expressa-se como: D = 1/2.CD. .A.v2 (5) onde, D é a resistência ao deslocamento, v a velocidade do movimento, CD o coeficiente de arrasto, densidade do fluido e A a área da superfície projectada [131] . Pode-se constatar que esta força é proporcional ao quadrado da velocidade. Ou seja, quanto maior a velocidade de um segmento em movimento, maior será a resistência [138] . Assim, com o aumento da cadência musical, e como consequência a diminuição do período do ciclo, esta relaciona-se com a manutenção do deslocamento e o aumento da velocidade e aceleração. Como também já indicado, pode-se especular que este controlo motor específico, bem como a estratégia biomecânica, pode estar relacionada com o perfil dos sujeitos analisados, onde eram: (i) indivíduos com experiência na modalidade, conscientes da necessidade de manter a amplitude do movimento, mesmo com o incremento da cadência musical e, (ii) pessoas com um bom nível de aptidão física, conhecedores da técnica de execução do movimento em questão, o que lhes permitiu manter a amplitude do movimento, em diferentes cadências musicais. Possivelmente, se a amostra fosse composta por alunos de Hidroginástica, esta situação não se verificaria, havendo uma tendência para o deslocamento diminuir e a velocidade se manter. 102 Desta forma, os dados relativos ao P, deslocamento e velocidade dos segmentos corporais do presente estudo corroboram os verificados num estudo efectuado por Oliveira et al., [155] , onde se analisou a cinemática do movimento básico de Hidroginástica Cavalo-Marinho, como foi referenciado no capítulo Revisão da Literatura. 9. CONCLUSÕES Em jeito de conclusão do presente estudo, pode-se afirmar que: 1. O incremento na cadência musical induziu uma diminuição do período do ciclo gestual do movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral; 2. O incremento na cadência musical não induziu variações significativas da amplitude de deslocamento do CM e dos diversos segmentos corporais estudados (i.e., TM, anca, pés e mãos), no movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral; 3. O incremento na cadência musical induziu aumentos significativos da velocidade linear do CM e dos diversos segmentos corporais estudados (i.e., TM, anca, pés e mãos), no movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral; 4. O incremento na cadência musical induziu aumentos significativos da aceleração linear do CM e dos diversos segmentos corporais estudados (i.e., TM, anca, pés e mãos), no movimento básico de Hidroginástica Pontapé Lateral. Na literatura técnica é recorrente a indicação que o aumento da cadência musical imporá diminuições do período como consequência da diminuição da amplitude dos 103 movimentos. No entanto, aumentos da velocidade e da aceleração na transição de cadências musicais baixas para cadências musicais altas, revelam-se como estratégias eficazes na manutenção da amplitude do movimento em coerência com o ritmo musical solicitado. Assim, os instrutores de Hidroginástica devem ter em conta que para indivíduos com fortes vivências na modalidade e bons níveis de aptidão física, o aumento da cadência musical pode ser utilizado, sem que haja prejuízo na técnica de execução dos exercícios, ou no caso do exercício Pontapé Lateral, pelo menos até cadências de 180 bpm. No entanto, qualquer estratégia com o intuito de aumentar a intensidade da aula (p.e. aumento da cadência musical, equipamento resistente, maior braço da alavanca) deverá ser implementada em função das características específicas do grupo de trabalho. Dada a heterogeneidade dos praticantes de uma classe de Hidroginástica, uma das estratégias mais eficazes é a de todos os alunos estarem a executar o mesmo exercício base, mas com as devidas alterações em função do perfil de cada um. 10. PERSPECTIVAS PARA O FUTURO Sabendo da crescente difusão das actividades aquáticas, no caso em apreço nesta dissertação, a Hidroginástica, torna-se indispensável o aprofundamento de estudos biomecânicos de movimentos básicos de Hidroginástica em diversas condições. Desta forma, emergem como perspectivas de trabalhos futuros a curto prazo neste domínio: 104 1. Analisar e comparar o comportamento cinemático de movimentos básicos de Hidroginástica em grupos de cortes diferenciados (p.e., em termos de faixa etária, sexo, nível de aptidão física, experiência na actividade); 2. Analisar e comparar o comportamento cinemático de movimentos básicos de Hidroginástica com recurso a diferentes materiais auxiliares; 3. Analisar e comparar o comportamento dinamométrico de movimentos básicos de Hidroginástica nas condições atrás enunciadas; 4. Analisar e comparar o comportamento neuromuscular de movimentos básicos de Hidroginástica nas condições atrás enunciadas; 5. Estabelecer as hipotéticas relações entre o comportamento bioenergético e biomecânico (cinemático, dinamométrico e neuromuscular) de movimentos básicos de Hidroginástica nas condições atrás enunciadas. 11. BIBLIOGRAFIA 1. Abdel-Aziz Y, Karara H. Direct linear transformation from comparator coordinates into object space coordinates in close-range photogametry. Proceedings of the Symposium on Close-Range Photogametry. Falls Church, VA: American Society of Photogametry; 1971. 2. Aboarrage N. Hidrotreinamento. 2nd ed. Rio de Janeiro. Shape. 2003; 85-89. 3. Abrantes J. Fundamentos e elementos de análise em biomecânica do movimento humano. Reedição do autor; Laboratório de Animação Digital e Biomecânica do Movimento Humano; Universidade Lusófona, Lisboa; 2008. 105 4. Adami M. Aquafitness – Treino complete de fitness de baixo impacto. Porto: Dorling Kindersley – Civilização Editores, Lda; 2003. 5. Adrian M. & Cooper J. Biomechanics of human movement. McGraw-Hill. Boston; 1995. 6. 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