CARACTERIZAÇÃO DE UMA NADADORA COM DEFICIÊNCIA … · Ainda aos “Tugas” Ana Silva, Ana...
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CARACTERIZAÇÃO DE UMA NADADORA COM DEFICIÊNCIA FÍSICA UNILATERAL DE MEMBRO SUPERIOR Dissertação apresentada à Faculdade de Desporto da Universidade do Porto, com vista à obtenção do grau de Mestre em Atividade Física Adaptada (Decreto-lei nº74/2006 de 24 de março) ORIENTADOR: Professor Doutor Ricardo Jorge Pinto Fernandes CO-ORIENTADOR Professor Doutor Pedro Alexandre Gomes Santiago de Figueiredo Renata Matheus Willig Porto, 2013
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CARACTERIZAÇÃO DE UMA NADADORA COM
DEFICIÊNCIA FÍSICA UNILATERAL DE MEMBRO
SUPERIOR
Dissertação apresentada à Faculdade
de Desporto da Universidade do Porto,
com vista à obtenção do grau de
Mestre em Atividade Física Adaptada
(Decreto-lei nº74/2006 de 24 de março)
ORIENTADOR:
Professor Doutor Ricardo Jorge Pinto Fernandes
CO-ORIENTADOR
Professor Doutor Pedro Alexandre Gomes Santiago de Figueiredo
Renata Matheus Willig
Porto, 2013
Willig, R. M. (2013). Caracterização de uma nadadora com deficiência física
unilateral de membro superior. Porto: R. Willig. Dissertação de Mestrado
para obtenção do grau de Mestre em Atividade Física Adaptada,
apresentada à Faculdade de Desporto da Universidade do Porto.
PALAVRAS-CHAVE: Deficiência física, natação adaptad a, desempenho
i
AGRADECIMENTOS
A Deus!
Ao meu orientador Professor Doutor Ricardo Jorge Pinto Fernandes muito
obrigada por me permitir participar deste grupo e de usufruir desta experiência
incomparável repleta de muitos desafios e de vastas aprendizagens.
Ao meu coorientador Professor Doutor Pedro Alexandre Gomes Santiago de
Figueiredo muito obrigada por assumir esta co orientação, foram dez meses de
muito empenho, dedicação, cobranças e ensinamentos. Chefinho, serei sempre
grata e admiradora desta inteligência e competência em tudo e com todos.
Aos colegas do Gabinete de Natação – as ‘Anas’, Jailton, João, Kelly, Karla,
Mariana, Marisa, Tiago, Valdir – e a Professora Susana obrigada a todos por
me terem acolhido, ensinado e trabalhado junto, tenham a certeza que sem
vocês esta etapa não estaria sendo atingida.
Aos LABIOMEP, técnicos e engenheiro Pedro Gonçalves, muito obrigada por
todas as ajudas. Sara, obrigada pelos dias e noites dedicados em ajudar-nos.
Ainda aos “Tugas” Ana Silva, Ana Sousa, João, Marisa, Tiago e Sara saibam
que através de vocês conheci a verdadeira riqueza portuguesa, a amizade de
pessoas muito bem-dispostas, sinceras e acima de tudo amigos e amigas para
qualquer hora.
Aos moradores, Diana, Toni, Morgana e agregados (César, Cris e Wagner) da
habitação 18 muito obrigada pelo companheirismo, apoio, paciência e convívio.
Assim como aos companheiros de chimarrão Nórton e Ana. Por mais que
caminhemos em direções diferentes, longe ou perto vocês estarão sempre no
meu coração e com um pulsar forte pelo vosso sucesso.
ii
iii
Ao treinador Pedro Lima, que me concedeu a oportunidade de estagiar junto do
grupo da Natação Adaptada além de me ter mostrado o quão rico é este grupo
e esta modalidade. A Cris minha companheira de estágio. E à nadadora e seus
familiares, obrigada pelo carinho, disposição e atenção para com este estudo.
Ao grupo do mestrado em Atividade Física Adaptada. As colegas Bruna, Ana
Carolina Pinho, Ana Carolina Reys e Rosângela. Assim como um especial
agradecimento ao coordenador de curso, Professor Rui Corredeira, que esteve
junto deste grupo sempre disponível para melhor atender e auxiliar.
Aos que ficaram no Brasil. Aos meus amigos, em especial Selia, Jana,
Fernanda, Sofia, Gansas, Patrícia que mesmo longe estiveram sempre perto,
além de incentivarem deram-me mais determinação para esta etapa.
E por último, e mais importante a minha família. Pai, Mãe, Paula, Tias,
Pretinhas e Gi o inestimável apoio, incentivo, compreensão nestes dois anos
de mestrado, vocês são minha base para tudo. Todos os dias lembro-me de
vocês e tenho muitas saudades de todos.
E a todas as outras pessoas que fizeram parte desta etapa tão importante.
MUITO OBRIGADA!
iv
v
ÍNDICE GERAL
Agradecimentos .................................................................................................. i
Índice geral ......................................................................................................... v
Índice de figuras ................................................................................................ vii
Resumo .............................................................................................................. ix
Abstract .............................................................................................................. xi
Lista de abreviaturas e símbolos ...................................................................... xiii
Capítulo 1 ........................................................................................................... 1
Introdução Geral ............................................................................................. 1
Capítulo 2 ......................................................................................................... 13
Caracterização biomecânica da prova de 50 m livres de uma nadadora
com deficiência física de um membro superior ............................................. 13
Capítulo 3 ......................................................................................................... 25
Biophysical characterization of a one-arm amputee female swimmer ......... 25
Capítulo 4 ......................................................................................................... 33
Discussão Geral ........................................................................................... 33
Capítulo 5 ......................................................................................................... 39
Conclusões ................................................................................................... 39
Capítulo 6 ......................................................................................................... 41
Considerações Finais ................................................................................... 41
Capítulo 7 ......................................................................................................... 43
Referências Bibliográficas ............................................................................ 43
Apêndices............................................................................................................ I
Apêndice I – Termo de Consentimento Livre e Esclarecido ............................ I
Apêndice II - Consentimento para Fotografias ............................................... IV
vi
vii
ÍNDICE DE FIGURAS
Capítulo 2 - Caracterização biomecânica da prova de 50m livres
de uma nadadora com deficiência física de um membro superior
Figura 2.1 - Comportamento da distância de ciclo (DC),
velocidade de nado (v) e frequência gestual (Lex
et al.) durante a prova dos 50 m livres. As
medições foram realizadas entre os 15 e os 25 m,
os 25 e os 35 m e os 35 e os 45 m. ............................. 19
Figura 2.2 - Duração relativa (painel esquerdo) e duração
absoluta (painel direito) das fases do ciclo de nado
do membro com deficiência (C/def) e do membro
sem deficiência (S/def). ................................................ 20
Figura 2.3 - Regressão não linear do tipo potência entre a força
de arrasto hidrodinâmico (D) e a velocidade de
nado (v). ....................................................................... 21
Figura 2.4- Representação gráfica do perfil da força durante o
teste de 30 s do nado amarrado. A linha tracejada
indica a Fméd e a linha contínua o índice de fadiga. ..... 21
Capítulo 3 – Biophysical characterization of a one- arm amputee
female swimmer
Figure 3.1 - Relationship among speed and stroke length
(Lecrivain et al.) and stroke frequency (SF),
intracycle velocity variation (IVV), energy cost (C),
adapted index of coordination (IdCadapt), and
hydrodynamic drag (D). ................................................ 29
viii
ix
RESUMO
A carência em pesquisas com jovens com deficiência física e inatividade física,
principalmente em exercícios vigorosos e sustentados, motivou a
caracterização de uma nadadora com deficiência física unilateral de membro
superior. Para tal realizou-se uma caracterização técnica de uma prova de 50
m livres e avaliou-se o efeito da velocidade nas respostas biomecânica e
fisiológica. Foi efetuada uma análise da prova de 50 m livres no IDM Berlim
2013 e avaliou-se a velocidade de nado, frequência gestual e distância de ciclo.
Realizou-se também uma avaliação de 25 m, à velocidade da prova de 50 m,
para avaliar além dos parâmetros anteriores o índice de coordenação e a
variação intracíclica de velocidade. Os parâmetros supracitados também foram
analisados tendo em vista a realização de um protocolo de 100 m e um
protocolo incremental (5 x 200 m) do custo energético e do limiar anaeróbio,
estes obtidos através de parâmetros fisiológicos. Foi ainda medida a força de
arrasto hidrodinâmico, através do sistema de mediação de arrasto
MAD-System e a força propulsiva através do teste de nado amarrado. Os
principais resultados apontam para a redução da velocidade, da frequência
gestual, da força de arrasto hidrodinâmico nas três situações em análise, bem
como do custo energético e da variação intracíclica de velocidade nos
protocolos de 100 m e 5 x 200 m. A distância de ciclo manteve-se quase
inalterada após os 25 m da prova e diminuiu com o aumento da velocidade nos
outros dois protocolos. O incremento da velocidade estabelece uma relação
positiva com os demais parâmetros, exceto o índice de coordenação. A técnica
de crol é realizada segundo o modelo de coordenação catch-up. Os valores de
força no teste de nado amarrado sugerem a existência de fadiga ao longo da
prova de 50 m. A velocidade ao limiar anaeróbio é de 0.93 m.s-1 a
concentração de lactato é 1.64 mmol.L-1. Conclui-se que a nadadora apresenta
semelhanças técnicas com a literatura para a sua classe funcional, com
exceção dos fatores envolvendo o limiar anaeróbio. Os fatores que influenciam
na performance da natação diferem na sua magnitude em nadadores com e
sem deficiência, corroborando a importância da avaliação e estudo neste
grupo.
x
xi
ABSTRACT
The shortfall in research with young people with disabilities and their inactivity in
vigorous and sustained exercise encouraged the characterization of a young
female swimmer with an upper extremity congenital disorder. A technical
characterization of a 50m freestyle race and the assessment of the effect of
swimming speed in biomechanical and physiological responses were performed
for that purpose. A 50m freestyle race analysis was performed at IDM BERLIN
2013 in which swimming speed, stroke frequency, and stroke length were
measured. Additionally, a 25m freestyle laboratory protocol was applied using
the same swimming velocity as in the 50m race, were evaluated the index of
coordination and intracyclic velocity variation, as well as the three parameters
registered in the race. The aforementioned parameters were also registered
during a 100m maximal speed front crawl test and an incremental speed
protocol (5 x 200m) together with energy cost and anaerobic threshold,
obtained through physiologic parameters, active drag using MAD-System, and
propulsive force through tethered swimming. Main results show a decrease in
speed, stroke frequency, and active drag in three analysed situations, as well as
energy cost and intracyclic velocity variation in 100 m e 5 x 200 m protocols.
The stroke length reduced with speed increase and was maintained after 25 m
of race. Speed increase has a positive relationship with further parameters,
apart from index of coordination. This technique presents a catch-up
coordination model. The tethered swimming force suggests that there is fatigue
during 50 m race. The anaerobic threshold occurred at 1.64 mmol.L-1 and the
corresponding velocity was of 0.93 m.s-1.This study concludes that the tested
swimmer presents technical similarities with other elements of her class, except
for the anaerobic threshold. The factors that influence swimming performance
differ in magnitude between swimmers with and without physical disability,
corroborating the importance of evaluation in performance.
xii
xiii
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
ηP eficiência propulsiva/propelling efficiency
ρ massa volúmica do corpo
A parâmetro da função do arrasto/parameters of the power functions
C custo energético/energy cost
CD coeficiente de arrasto
D força de arrasto hidrodinâmico/hydrodynamic drag
DC/SL distância de ciclo/stroke length
Ėtot dispêndio energético/energy expenditure
FG/SF frequência gestual/stroke frequency
Fmáx força máxima
Fméd força média
Fmín força mínima
IdC índice de coordenação
IdCadapt índice de coordenação adaptado/ adapted index of coordination
IdCcom índice de coordenação – membro com deficiência
IdCdireito índice de coordenação – membro direito
IdCesquerdo índice de coordenação – membro esquerdo
IdCsem índice de coordenação – membro sem deficiência
IDM Berlin International Deutsche Meisterschaften for Swimmers with an
impairment Berlin
IF índice de fadiga
IPC Comité Paralímpico Internacional
IS índice de simetria
n parâmetro da função do arrasto/parameters of the power functions
S área de secção transversa máxima do corpo
v velocidade/speed
VIV/VIV variação intracíclica da velocidade/intracyclic velocity variation
VO2máx consumo máximo de oxigénio
xiv
1
CAPÍTULO 1
Introdução Geral
Nos últimos anos as pessoas com deficiência têm-se constituído como
prioridade de estudo de várias entidades. O relatório mundial sobre deficiência
do ano de 2011 estimou para 2004 que uma prevalência de 15% da população
mundial estaria vivendo com alguma deficiência. A Organização Mundial da
Saúde aponta, por meio de pesquisas de deficiência ou tendo esta como
componente, a prevalência na população portuguesa de 19,9% incluindo
deficiências de limitação de atividade, impedimento e restrição à participação,
baseada na Classificação Internacional de Funcionalidade, Incapacidade e
Saúde – CIF (CIF, 2004). A CIF é uma classificação da funcionalidade e
incapacidade do ser humano que tenta proporcionar uma compreensão e base
científica dos domínios da saúde e os domínios relacionados com ela. De
maneira sistemática, as delimitações básicas para esta classificação são
‘Funcionalidade e Incapacidade’ (funções e estrutura do corpo, atividade e
participação) e ‘Fatores Contextuais’ (fatores ambientais e pessoais) (CIF,
2004).
De um modo geral, as pessoas com deficiência podem apresentar deficiência
visual, auditiva, intelectual e/ou física (motora), e é nesta última que o presente
estudo se enquadra. A deficiência motora é caracterizada por um
comprometimento físico em consequência de fatores traumáticos, fisiológicos
ou genéticos que restringem os movimentos de um indivíduo. Adicionalmente,
a ausência em partes ou total de um segmento induz a dificuldade de se
movimentar segundo um padrão (Diehl, 2008). Segundo Duarte e Werner
(1995) a deficiência física pode ser designada do tipo congénita, quando existe
desde o nascimento do indivíduo, e adquirida, quando no decorrer da sua vida
a pessoa sofre alguma lesão. Outra classificação, importante para o âmbito
desportivo, refere-se à ausência das funções nos segmentos, delimitando em
paresia a perda parcial das funções e plegia a perda total. Adicionalmente a
estas duas classes existem prefixos para especificar melhor a deficiência:
2
mono, di, tri e tetra para número de membros afetados; e hemi para hemisfério
direito ou esquerdo (Mauerberg de Castro, 2005).
A atenção que as pessoas com deficiência têm ganho originou oportunidades
de experimentarem atividades que por muito tempo foram restringidas por
barreiras físicas, sociais e ambientais, fazendo do desporto um exemplo destas
oportunidades (Labronici et al., 2000). A iniciativa da prática desportiva por
pessoas com deficiência foi iniciada no ano de 1871 por pessoas com
deficiência auditiva, através do baseball oferecido na escola americana School
of Deaf, de Ohio. No ano de 1888 registou-se o surgimento do primeiro clube
desportivo para indivíduos com deficiência em Berlim. Porém, os marcos
iniciais do desporto para pessoas com deficiência estão no pós-guerra: (i)
Primeira Guerra Mundial na Alemanha, em que os soldados que adquiriram
alguma deficiência começaram a praticar as modalidades de Tiro e Arco e
Flecha; (ii) Segunda Guerra Mundial, o governo inglês convidou o doutor
Ludwig Guttman (conhecido por ver no desporto uma forma de integrar as
pessoas com deficiência mental e física na sociedade) para chefiar a missão
especial de tratar os soldados com lesão medular. Em decorrência, no ano de
1948, o médico organizou o primeiro evento desportivo para atletas em cadeira
de rodas, que teve início no mesmo dia dos Jogos Olímpicos de Londres com a
participação de 16 atletas competindo em Arco e Flecha (Mauerberg de Castro,
2005; Winnick, 2011).
Deste modo, o desporto adaptado surgiu como importante meio de reabilitação
física, social e psicológica através de modificações e adaptações às limitações
e potencialidades do indivíduo para possibilitar a experiência de novos
movimentos e vivências (Duarte & Werner, 1995; Mauerberg de Castro, 2005).
A atividade física e desportiva apareceu assim como recreação, terapia e
rendimento para as pessoas com deficiência, com o propósito de desenvolver a
autoestima, estimular a independência, melhorar na valorização pessoal,
interação social, condição física, capacidades físicas gerais e prevenção de
deficiências secundárias (Mauerberg de Castro, 2005).
Por tudo isto, a definição da terminologia ‘desporto adaptado’ é recente. Para
Mauerberg de Castro (2005) a designação ‘desporto adaptado’ não é aceite
3
internacionalmente, em detrimento de ‘desporto para pessoas com deficiência’
ou ‘desporto para deficientes’. Por outro lado, Winnick (2011) defende que o
‘desporto adaptado’ se refere ao desporto modificado ou criado para ir ao
encontro das necessidades das pessoas com deficiência. Apesar de outras
terminologias já terem sido usadas para a ampla relação entre desporto e
deficiência, o termo ‘desporto adaptado’ é preferido por razões como: a
consistência com os termos educação física adaptada e atividade física
adaptada centra-se no desporto ao invés da deficiência, pode também ser
praticado em ambiente integrado, é consistente com a teoria da normalização,
promove a criação de oportunidades desportivas e oferece oportunidade para
buscar excelência no desporto num amplo contexto de participação (Winnick,
2011).
Apesar do desenvolvimento do desporto adaptado, este ainda apresenta
algumas restrições de acesso à população jovem. O nível de atividade física
habitual em jovens com deficiência física é inferior, assim como são
considerados menos aptos e com maiores limitações físicas para participação
desportiva comparativamente aos jovens sem deficiência (Longmuir & Bar-Or,
2000). Ao passo que o baixo nível de atividade física na infância indica uma
propensão para o sedentarismo, o qual torna-se maior com o aumento da
idade, assim tornando estes jovens com deficiência como um grupo potencial
para o desenvolvimento de futuros estudos e programas de atividade física e
desportiva (Longmuir & Bar-Or, 2000; Rintala et al., 2011).
As atividades físicas e desportivas para crianças e jovens demonstram
benefícios no seu crescimento e desenvolvimento, incrementam a massa
óssea, ajudam a prevenir a obesidade, melhoram o perfil lipídico e diminuem a
pressão arterial quando ministradas de maneira correta e equilibrada. Quando
inadequadamente orientadas podem prejudicar o crescimento, gasto
energético, idade e estado maturacional e gerar aparecimento de lesões (Alves
& Lima, 2008). Além disso, num estudo realizado com jovens nadadores com
deficiência física aponta-os com valores que não revelam indícios de baixa
autoestima, assim como a participação desportiva pode ajudar os adolescentes
a reconhecerem a funcionalidade do seu corpo (Martin, 1999).
4
No âmbito do desporto adaptado, a natação tem sido praticada tendo em conta
aspetos terapêuticos, recreativos e competitivos, entre outros. Dentre os
inúmeros benefícios pertinentes e já citados da prática desportiva, o
desenvolvimento da natação adaptada apresenta-se como (i) auxiliador no
esquema corporal (lateralidade, orientação, equilíbrio), aumento e
desenvolvimento muscular, (ii) ajuda no controle do peso, (iii) incentivo
favorável de um autoconceito e autoestima – já que utilizar o fato de banho
ensina a ver a própria imagem, obrigando a aceitar, conhecer e gerar interesse
em melhorá-la, (iv) meio de eliminar pudores e medos, levando o desportista a
superá-los e enfrentá-los da melhor maneira possível, (v) modo de favorecer as
relações sociais com colegas de atividade, treinador, desportistas, assim como
demais membros de outros clubes e (vi) melhoria da sua autonomia,
independência e motivação (Macías García & González López, 2012).
Para Gorgatti e da Costa (2008) o desporto adaptado é aquele vinculado ao
rendimento desportivo. Dentre os inúmeros desportos praticados com fins
competitivos, mais de vinte estão presentes nos Jogos Paralímpicos, como por
exemplo a natação, atletismo, ciclismo, esgrima, remo, judo, basquetebol e
rugby em cadeira de rodas, entre outros. Os Jogos Paralímpicos representam o
símbolo máximo do desporto adaptado, fazendo dos seus atletas exemplos a
serem seguidos por pessoas em situação de reabilitação, sedentarismo e
iniciação desportiva (Brazuna & Mauerberg-deCastro, 2001).
Nesta perspetiva, a natação adaptada vem ganhando destaque nas pesquisas.
Os estudos no âmbito da natação adaptada, tanto com nadadores paralímpicos
como aspirantes a este posto e demais afins da natação adaptada, vêm
crescendo, e esta vem sendo explorada paralelamente aos interesses da
natação pura desportiva, principalmente na área da biomecânica desportiva
(Keogh, 2011).
A natação adaptada está estruturada por meio de uma classificação que avalia
a capacidade de locomoção, avaliada por meio de uma contagem de pontos
para o teste muscular, disfunção muscular (coordenação), mobilidade articular,
comprimento dos membros amputados e as medidas do tronco (Abrantes et al.,
2006; Layman, 2000). Esta avaliação tem o propósito de reconhecer o impacto
5
da deficiência no desempenho em natação, permitindo assim que nadadores
com diferentes deficiências compitam de forma justa entre si.
O nome da classe na natação é composto por um prefixo seguido de um
número. O prefixo identifica o evento a competir definindo-se em S de
swimming, para nado de estilo livre, costas e mariposa, SB de breaststroke,
designando o bruços e SM de medley, para identificar Estilos. A numeração de
1 a 14 identifica a deficiência do nadador. Valores entre 1 e 10 são destinados
à deficiência física, de modo que consoante o aumento da limitação imposta
pela deficiência diminui o prefixo numérico da classe. Os valores de 11 a 13
são designados para as pessoas com deficiência visual, também decrescendo
conforme o aumento da limitação apresentada. A classe 14 é aplicada às
pessoas com deficiência intelectual (Abrantes et al., 2006; Layman, 2000).
Nos últimos anos, a exploração científica da natação adaptada tem
demonstrado interesse em compreender inúmeros fatores pertinentes ao
desempenho dos nadadores com deficiência física: bioenergéticos,
biomecânicos e psicológicos. O Quadro 1.1 apresenta uma síntese de alguns
dos principais estudos realizados na área da natação adaptada com nadadores
com deficiência física desde o ano 2000.
Quadro 1.1 – Sistematização de estudos bioenergétic os, biomecânicos e psicológicos no âmbito da natação adaptada desde 2000.
Autor/Ano N1
(M; F) Idade
Classe/ Deficiência
Tópico principal
Daly et al. (2000)
32 (16,16) - Fornecer informações dos melhores
nadadores Paralímpicos.
Daly et al. (2001)
329 S2-S10 Velocidade na partida, viragem e chegada.
Daly et al. (2003)
134 (72, 62) S2-S10
Análise da prova de 100 m livres nas Paralímpiadas em Sydney
Satkunskiene et al. (2005)
18 (9; 9) S3-S10 Índice de coordenação.
1 N significa o número de participantes do estudo.
6
Quadro 1.1 – Sistematização de estudos bioenergétic os, biomecânicos e psicológicos no âmbito da natação adaptada desde 2000 ( continuação ).
Autor/Ano N1
(M; F) Idade
Classe/ Deficiên
cia
Tópico principal
Payton & Wilcox (2006)
8 (2; 6) 17.6±3.0
Amp. Uni. Coto.
Propulsão dos membros superiores.
Garatachea et al. (2006)
8 (4; 4) 25.1±7 S3-S7
Determinação e validação da velocidade crítica.
Schega et al. (2006)
14 S4, S7-S10
Simulação computacional do arrasto passivo.
Prins e Murata (2008b)
8 - Análise cinemática de nadadores com
deficiência física
Fulton et al. (2009b)
242 (120; 122) S2-S13 Evolução (tempo) durante 3 anos.
Fulton et al. (2009a)
14 (8; 6) S6-S10 Variação na ação dos membros inferiores.
Osborough et al. (2009)
13 (3; 10) S8-S9
Relação entre parâmetros do ciclo de nado e características antropométricas.
De Aymerich et al. (2010)
29 S1-S10 Diferença no acumulo de lactato sanguíneo
em nadadores com e sem deficiência.
Burkett et al. (2010)
20 (20; 0) 22.6±3.1 S8-S10
Componentes da partida, nadadores olímpicos vs paralímpicos.
Lecrivain et al. (2010)
1 (0; 1)
Amp. Uni. Coto.
Influência da variação da velocidade de rotação do tronco e braço.
Osborough et al. (2010)
13 (3; 10) 16.9±3.1 S8-S9
Parâmetros ciclo de nado e índice de coordenação.
Fulton et al. (2011)
12 (9; 3) 19.8±2.9
S7-S10, S13
Otimização velocidade na ação dos membros inferiores.
Oliveira et al. (2013)
30 (30; 0) 34.1±7.9 - Fatores motivacionais.
Oh YT et al. (2013)
113 (69,44) 23.2±6.5
S3-S10, S11-14
Relação entre o arrasto passivo e nível da deficiência em natação
A natação competitiva visa percorrer uma determinada distância no menor
tempo possível, em determinada técnica de nado, exigindo desta forma que os
nadadores consigam gerir a sua capacidade técnica e metabólica. A análise da
1 N significa o número de participantes do estudo.
7
capacidade técnica baseia-se em estudos biomecânicos, quer em natação pura
desportiva quer na natação adaptada. Já a economia de nado tem sido
tradicionalmente avaliada através do custo energético (Barbosa et al., 2006;
Daly et al., 2000; Fernandes et al., 2002).
Investigadores da área da biomecânica e treinadores têm procurado perceber
quais são os parâmetros pertinentes e o grau de relação com o desempenho
dos atletas com as variabilidades funcionais (Keogh, 2011). Os estudos da área
da biomecânica da natação realizaram-se nos diferentes grupos de praticantes,
desde os representantes do alto nível competitivo - atletas paralímpicos – aos
nadadores que desfrutam dos momentos iniciais da competição. Assim, como
na natação pura desportiva, os estudos no âmbito da natação adaptada têm
abordado distintos parâmetros atuantes durante o nado em estilo livre. De
modo que ao ser o fator tempo o resultado da competição, a velocidade de
nado torna-se um parâmetro referencial e a sua identificação conjuntamente de
outros parâmetros permite perceber o desempenho do nadador durante uma
prova.
Um estudo realizado por Burkett et al. (2010) verificou que nadadores S10 e
olímpicos durante o início da prova apresentam velocidades similares durante o
deslize, enquanto os nadadores das classes S9 e S8 apresentaram menores
velocidades, provavelmente pela maior dificuldade em manter o alinhamento
corporal durante o movimento. No entanto, as classes S8 e S9 parecem
conseguir manter menor variação da velocidade na transição entre deslize e
início do nado, comparativamente à S10. Esta, por sua vez, apresentou valores
inferiores aos nadadores Olímpicos. Além disto, este estudo aponta a
vantagem de analisar não apenas as classes mas as distintas deficiências, já
que dentro de uma classe há um conjunto de capacidades diferentes que,
quando não consideradas podem mascarar determinadas características chave
da performance (Burkett et al., 2010).
As diferentes deficiências físicas provocam distintas mecânicas de nado, sendo
importante caracterizar as prováveis limitações impostas por cada deficiência
na mecânica do movimento, uma vez que é através do uso adequado de um
padrão mecânico de nado e da força muscular que o nadador desfruta da
8
capacidade de se propulsionar na água (Prins & Murata, 2008a, 2008b). A
progressão na água é dependente da interação entre forças resistivas e
propulsivas que atuam no corpo do nadador a uma dada velocidade (Vilas-
Boas et al., 2010).
A força externa (resistiva) que atua sobre o nadador, com a mesma direção,
mas sentido oposto ao seu deslocamento é denominada de força de arrasto
hidrodinâmico (D) e pode ser calculada como indica a Equação 1.1:
D= 1 2⁄ CD·ρ·S·v2 Equação 1.1
em que CD é o coeficiente de arrasto, ρ é a massa volúmica do corpo, S a área
de secção transversa máxima do corpo e v é a velocidade de nado (Toussaint
et al., 2000).
A avaliação da intensidade do arrasto hidrodinâmico é destinada a quantificar a
resistência da água produzida pelo movimento do corpo, de modo que a
grandeza do arrasto hidrodinâmico verificada quando o corpo realiza o
movimento é denominada de arrasto hidrodinâmico ativo (Kolmogorov &
Duplishcheva, 1992). O arrasto ativo, dentre outros métodos, pode ser
verificado por um sistema de medição composto por uma série de plataformas
de apoio submersas e ligadas a um transdutor de força (Measurement Active
Drag - MAD). O sistema quantifica a força exercida pelo nadador ao
impulsionar-se para a frente pela ação dos membros superiores, já que é
restringida a ação dos membros inferiores, de modo que ao assumir que a
velocidade de execução foi constante assume-se que a força média exercida é
igual à força média de arrasto (Toussaint et al., 2000; Toussaint et al., 2004).
Já a força propulsiva apresenta como uma das suas formas de avaliação o
método denominado de nado amarrado. Esta avaliação é constituída por um
cabo de aço preso à cintura do nadador, que por sua vez está ligado a um
transdutor de força e um computador. Assim, permite identificar valores de
força média, mínima e máxima, aplicadas pelo nadador e o seu comportamento
ao longo do tempo definido pelo protocolo a ser realizado (Morouço et al.,
2012; Ribeiro, 2007). Estudo realizado com teste de 30 s máximos em nado
9
amarrado possibilitou comparar nadadoras sem deficiência e com amputação
unilateral do membro superior, constatando que a limitação física provocou
médias de força menores nas nadadoras com deficiência e um declínio de
força maior do que as nadadoras sem deficiência (Lee, 2012). Para Prins e
Murata (2008a) nadadores com amputação de membro superior sofrem pela
redução na capacidade de gerar força propulsiva. Durante o movimento, a área
frontal dos membros deve ser maximizada a fim de alcançar uma maior área de
contato e potencializar a força propulsiva.
As alterações físicas no corpo ou até a ausência das mãos e segmentos dos
membros podem restringir estes nadadores de usufruírem de áreas transversas
dos membros para exercer força, podendo assim evidenciar-se a compensação
pelo aumento na velocidade de rotação dos membros superiores. Este
aumento de velocidade de rotação pode levar a um aumento na frequência
gestual (Prins & Murata, 2008a), a qual é definida como o número de ciclos
efetuados por unidade de tempo, considerando que um ciclo engloba o período
entre a entrada de uma mão na água até à sua entrada seguinte (Craig &
Pendergast, 1979). Por sua vez, o produto entre a frequência gestual e a
distância de ciclo - deslocamento durante um ciclo de nado- resulta na
velocidade de nado. Daly et al. (2000) ao analisarem a mudança da frequência
gestual em relação às velocidades de nado dentro de uma prova de 400 m
estilo livre, verificaram que os indivíduos modificam a velocidade
principalmente pela alteração da frequência gestual. Já para Prins e Murata
(2008b) a frequência gestual é aumentada para gerar o aumento da velocidade
devido à falta de propulsão causada pela deficiência.
A ação dos membros superiores também tem atraído atenção para a
coordenação do movimento. O índice de coordenação (IdC) é uma forma de
caracterizar os padrões de coordenação através da quantificação do tempo não
propulsivo entre a ação dos dois membros superiores (Chollet et al., 2000;
Seifert et al., 2004). O ciclo de nado é dividido em quatro fases, duas
propulsivas e duas não propulsivas, sendo elas em ordem de execução:
entrada e deslize, tração, empurre e recuperação. Conforme a ação de cada
membro superior e a sua sincronização nas fases define-se a coordenação em
10
três modelos denominados de oposição, catch-up e sobreposição. Oposição
indica que um membro superior começa a fase de tração quando outro está
terminando a fase de empurre. O modelo em catch-up é caracterizado como
sendo constituído por um tempo de atraso na fase propulsiva entre dois
membros superiores. Por fim, sobreposição, tal como o nome indica, descreve
uma sobreposição entre as fases propulsivas. Atualmente existe uma versão
de índice de coordenação adaptado (IdCadapt) utilizada para nadadores com
deficiência física de membro superior baseada no ângulo medido entre a
superfície da água e o segmento ombro-cotovelo (Osborough et al., 2010).
A velocidade também ganha importância em cada ciclo de nado, sendo a sua
amplitude de variação reconhecida como um parâmetro denominado variação
intracíclica de velocidade (VIV) (Vilas-Boas et al., 2010), ou seja, representa a
aceleração e desaceleração de um ponto fixo no corpo do nadador durante um
ciclo de nado (Fernandes et al., 2012). No âmbito da natação adaptada, todavia
em estudo com nadadores com Síndrome de Down, realizou-se uma
caracterização da VIV utilizando-se a metodologia de análise cinemática de um
ponto fixo na anca, visto que este ponto quando analisado em posição
anatómica conduz a uma estimativa similar ao centro de massa do corpo
(Fernandes et al., 2012; Marques-Aleixo et al., 2013; Vilas-Boas et al., 2010).
A compreensão e intervenção nos parâmetros da técnica ajudam a evitar
movimentos indesejados, conduzindo a um menor dispêndio energético e/ou
atingindo maiores velocidades de deslocamento para um mesmo dispêndio
energético, o que consequentemente eleva o seu rendimento desportivo
(Barbosa et al., 2006). A razão entre dispêndio energético e velocidade média
de nado corresponde ao custo energético, o qual tem sido associado à
economia de nado, e é compreendido como a energia metabólica gasta para
transportar uma massa corporal a determinada distância (Pendergast et al.,
1978). Apesar da reconhecida importância da bioenergética, os estudos
envolvendo parâmetros fisiológicos na natação adaptada para pessoas com
deficiência física encontram-se em número bastante limitado.
O consumo de oxigénio é alvo de avaliação em vários estudos na natação pura
desportiva (Fernandes et al., 2008; Sousa et al., 2013; Wakayoshi et al., 1992),
11
contrariamente à natação adaptada. Este parâmetro foi avaliado em situação
de nado e arrasto passivo em uma amostra subdividida em três grupos em (i)
S1 e S2, (ii) S3 e S4, e (iii) S5 e S6, e indicou que a velocidade correspondente
ao consumo máximo de oxigénio (VO2máx), assim como o deslize e arrasto
passivo, se relacionam não só com o grau da deficiência, mas sendo também
determinantes na performance destes nadadores (Chatard et al., 1992). Outro
parâmetro associado à performance da natação, que permite verificar a
resposta que o corpo venha a apresentar a determinada intensidade de
exercício é a concentração de lactato sanguíneo. Ainda através da verificação
do lactato sanguíneo e respetivas velocidades é possível identificar o limiar
anaeróbio, comumente utilizado por permitir verificar a intensidade mais
elevada de exercício na qual existe equilíbrio entre a produção e remoção de
lactato sanguíneo (Kindermann et al., 1979). De Aymerich et al. (2010)
verificaram a existência de diferenças na concentração de lactato nas
diferentes classes de deficiências após um esforço máximo anaeróbio e
esforço anaeróbio-aeróbio, na sua técnica preferencial. Concluiu-se que, nas
intensidades de esforço anaeróbio e anaeróbio-aeróbio, os nadadores de
classes com maior limitação motora possuem baixas concentrações de lactato
comparativamente aos nadadores das classes com menores limitações, sendo
estes últimos também semelhantes aos sem deficiência.
O número limitado de estudos existentes na área da natação adaptada
englobando simultaneamente aspetos biomecânicos e bioenergéticos evidencia
a necessidade de incentivar novos estudos que venham ao encontro de melhor
compreender o desempenho de nadadores com deficiência física. Deste modo,
o presente estudo tem como objetivo geral caracterizar biomecânica e
bioenergeticamente uma nadadora juvenil com deficiência física unilateral de
membro superior.
12
13
CAPÍTULO 2
Caracterização biomecânica da prova de 50 m livres de uma
nadadora com deficiência física de um membro superi or
Resumo
O presente estudo teve por objetivo caracterizar a prova de 50 m livres de uma
nadadora com deficiência física unilateral de membro superior, através das
seguintes variáveis: velocidade de nado, frequência gestual, distância de ciclo,
variação intracíclica da velocidade, índice de coordenação, força de arrasto
hidrodinâmico e propulsiva. Realizou-se a análise cinemática da prova do IDM
BERLIN 2013 e um protocolo de 25 m para verificar os cinco primeiros
parâmetros. Avaliou-se o arrasto hidrodinâmico através do MAD-System e a
força propulsiva por nado amarrado. A velocidade e a distância de ciclo
diminuíram com a distância de prova, especialmente na primeira metade,
enquanto a frequência gestual manteve um caimento regular. A variação
intracíclica de velocidade foi de CV=0.10 e a coordenação em modelo
catch-up. A força de arrasto hidrodinâmico diminuiu também durante a prova. A
força em nado amarrado permitiu determinar um índice de fadiga de 12%. Este
traduz a instalação da fadiga ao longo da prova, manifestada pelo decréscimo
da velocidade e da frequência gestual. Sugere-se que a frequência gestual
esteja associada à alteração da variação intracíclica de velocidade. A
assimetria coordenativa era esperada para este tipo de deficiência, tal como o
modelo de coordenação em catch-up.
Palavras-chave: deficiência física; desporto adapta do; natação;
biomecânica.
14
Abstract
Biomechanical characterization of the 50m freestyle race of an upper limb
physically disabled female swimmer
The present study aimed to characterize a 50m race of a female swimmer with
upper limb unilateral physical disability, by studying the swimming velocity,
stroke frequency, stroke length, intracyclic velocity variation, index of
coordination, active drag and propulsive force. A race kinematical analysis at
IDM BERLIN 2013 and a 25m test were performed to assess the first five
above-referred parameters. The MAD-System was used to evaluate the active
drag force and tethered swimming allowed to determine the propulsive force.
The velocity and the stroke length decreased within the race, especially in the
first half, while stroke frequency presented a regular decrease. The intracyclic
velocity variation was of cv = 0.10 and coordination between upper limbs
corresponded to the catch-up mode. The active drag also presented a reduction
along the duration of the race. The tethered swimming force also allowed
assessing a fatigue index of 12%. It is suggested that stroke frequency was
associated with the variation of intracyclic velocity variation. The coordinative
asymmetry was expected for such disability, such as the coordination in catch
up mode.
Key-words: physical disability; adapted sports; swimming; biomechanics;
15
Introdução
Em natação pura desportiva a velocidade pode ser calculada pelo produto
entre a frequência gestual (FG) e a distância de ciclo (DC) (Craig &
Pendergast, 1979), tendo estes parâmetros sido estudados em nadadores sem
(Craig & Pendergast, 1979; Pelayo et al., 1996) e com deficiência (Daly et al.,
2003; Osborough et al., 2009a; Osborough et al., 2009b). A combinação entre
estes dois parâmetros poderá sofrer alterações em nadadores com deficiência
física devido à ausência parcial ou total dos segmentos propulsivos (Prins &
Murata, 2008). Complementarmente é sabido que em nadadores com
deficiência física unilateral ao nível do cotovelo a velocidade de nado está mais
relacionada com a FG do que com a DC, quer em modelos teóricos (Prins &
Murata, 2008) quer em modelos experimentais (Osborough et al., 2009a;
Osborough et al., 2009b; Osborough et al., 2010).
Por outro lado, estes parâmetros apresentam uma relação direta com o padrão
coordenativo entre os membros superiores, que para nadadores com
deficiência física unilateral de membro superior (classe S9) se apresenta em
modelo catch-up (Osborough et al., 2010), mantendo-se estável com o
aumento da velocidade (Osborough et al., 2010; Satkunskiene et al., 2005).
Para além disto, devido às diferenças morfológicas entre os segmentos, os
nadadores com deficiência física tendem a apresentar um perfil menos
hidrodinâmico do que os nadadores sem deficiência, apresentando valores
superiores de força de arrasto hidrodinâmico em função da menor classe
funcional (Schega et al., 2006). Contudo, Schega et al. (2006) reportam-se
apenas ao arrasto passivo, carecendo de informação relativamente ao arrasto
experimentado durante o nado.
Durante o nado, a combinação das forças resistivas opostas ao deslocamento
do nadador e das forças propulsivas reflete-se na variação intracíclica de
velocidade (VIV) do nadador, a qual é considerada um indicador de eficiência
(Figueiredo et al., 2012; Marques-Aleixo et al., 2013; Vilas-Boas et al., 2010).
Apenas um estudo apesentou valores de VIV para nadadores com deficiência
física (Payton & Wilcox, 2006), apresentando valores superiores deste
parâmetro comparativamente aos nadadores sem deficiência (Schnitzler et al.,
16
2010), indicando assim uma relação menos favorável destes nadadores em
administrar as forças durante o ciclo de nado (Vilas-Boas et al., 2010).
Muito embora se verifique um crescente número de estudos em nadadores
com deficiência física de modo a melhorar a compreensão do desempenho de
nado desta população, são escassos os estudos que analisam de forma
integrada diferentes parâmetros biomecânicos, particularmente em situação de
competição. Sendo assim, o presente estudo teve como objetivo caracterizar
do ponto de vista biomecânico a prova de 50 m livres de uma nadadora com
deficiência física unilateral do membro superior.
Materiais e Métodos
Foi estudada uma nadadora de 13 anos de idade (1.62 m e 41.1 kg) com má
formação congénita no membro superior direito, apresentando alterações que
diferenciam os membros superiores no comprimento dos braços, antebraços e
mãos. A nadadora em estudo foi classificada pelo Comité Paralímpico
Internacional como S9 (classe funcional que compreende entre seus padrões
motores lesão medular à altura de S1-2, poliomielite com um membro inferior
não funcional, amputação abaixo do cotovelo, amputação simples acima do
joelho (Abrantes et al., 2006)) na sua primeira participação internacional no ano
de 2013. Para realização do estudo, a participante e respetivos encarregados
de educação foram previamente informados e esclarecidos sobre o protocolo
de avaliação, obtendo-se consentimento escrito de ambos.
A recolha de dados foi realizada em quatro etapas. A primeira foi conduzida
durante o 27º International Deutsche Meisterschaften for Swimmers with an
impairment, Berlim 2013 (IDM Berlim 2013), com prévia autorização dos
responsáveis do evento. Para realização da análise da competição, foi
efetuada a aquisição das imagens (50 Hz) da prova de 50 m livres por meio de
uma câmara de vídeo (Sony – Modelo DCR HC42E, Nagoya, Japão)
posicionada paralelamente à marca dos 20 m da piscina, na plataforma
superior às bancadas (local consentido pelo evento e destinado à imprensa
oficial). Em seguida, para se identificar a velocidade de nado, FG e DC
17
analisaram-se as imagens através do software Dartfish versão 7 (Dartfish,
Friburgo, Suíça), dividindo o percurso entre os 15 e 45 m em três fases com
iguais distâncias (15-25 m; 25-35 m; 35-45 m). O percurso foi selecionado em
virtude das imagens obtidas e a fim de evitar a interferência da partida. A
velocidade média foi calculada pela razão entre a distância percorrida (m) e o
tempo (s), e a FG por meio do inverso do tempo necessário para um ciclo
completo (entrada da mão direita ou esquerda na água a entrada seguinte da
mesma mão). A DC foi calculada pela razão entre a velocidade média e a FG.
Posteriormente decorreu a segunda etapa, esta dedicada à análise da VIV e do
índice de coordenação adaptado (IdCadapt). A nadadora cumpriu 25 m à
velocidade média da prova de 50 m livres. A aquisição das imagens (50 Hz) foi
realizada através de duas câmaras de vídeo (Sony – Modelo DCR HC42E,
Nagoya, Japão) posicionadas, uma a 0.30 m acima da superfície e outra a 0,30
m de profundidade (dentro de uma caixa estanque SPK – HCB) no plano
sagital do movimento, a 9 m do plano de deslocamento da nadadora e a 12.5 m
do bloco de partida. A análise cinemática foi realizada em três ciclos não
inspiratórios, monitorizados através de um plano específico pré-calibrado com
uma estrutura de calibração bidimensional (2.10 m x 3 m). Procedeu-se à
digitalização manual de oito pontos anatómicos, previamente marcados na
nadadora (lóbulo da orelha; linha articular do ombro, cotovelo e joelho região
cárpica, trocânter (anca), e extremidade distal do dedo médio) utilizando o
sistema Ariel Performance Analysis System (APAS - Ariel Dynamics, San
Diego, USA), com análise residual utilizando um filtro passa baixo (5 Hz). A FG
foi calculada como anteriormente descrita. Através do deslocamento horizontal
do ponto fixo identificado na anca verificou-se a DC, a velocidade de nado e a
VIV foi determinada por meio do coeficiente de variação da velocidade da anca
num ciclo completo (desvio padrão / média * 100) (Marques-Aleixo et al., 2013;
Vilas-Boas et al., 2010).
O IdCadapt foi calculado conforme Osborough et al.(2010), sendo os valores de
IdCadapt<0% indicativos de um intervalo de tempo entre o fim da fase de
empurre de um membro superior e o início da fase de tração do outro (catch-
up); IdCadapt=0% representativo de que o início da fase de tração de um
18
membro superior ocorre no final da fase de empurre do outro (oposição); e o
IdCadapt>0% aponta que a fase de tração de um membro está sobreposta a fase
de empurre do outro (superposição) (Osborough et al., 2010; Seifert et al.,
2010). Adicionalmente foi calculada a simetria existente na coordenação dos
membros superiores utilizando o índice de simetria (IS), obtido através da
expressão [IdCcom_defiência – IdCsem_ defiência / 0.5 (IdCcom_ defiência + IdCsem_ defiência
)]*100. Considera-se simétrica a coordenação entre os membros superiores
quando o valor encontrado está entre -10% < IS < 10%, assimétrico para direita
quando IS < -10%, e assimétrico para esquerda quando IS > 10% (Robinson et
al., 1987; Tourny-Chollet et al.).
A terceira etapa consistiu na determinação da força de arrasto hidrodinâmico
através de um sistema de medição do arrasto ativo (MAD-System). O protocolo
procedeu-se primeiramente por meio de uma passagem à máxima velocidade,
seguida de nove repetições realizadas a velocidades inferiores, na técnica de
crol e sem ação dos membros inferiores. Este sistema é composto por uma
estrutura horizontal com 23 m de comprimento, situada a 0.8 m abaixo da
superfície da água, com 16 plataformas de apoio distribuídas a uma distância
de 1.35 m entre si. A estrutura encontra-se ligada a um transdutor de força e a
um computador que regista a média da força aplicada em cada plataforma. O
sinal de força foi adquirido por um conversor analógico-digital (BIOPAC
Systems, Inc., Goleta, CA, USA) a uma frequência de 500 Hz e filtrado com um
filtro passa baixo com uma frequência de corte de 10 Hz. Assumindo uma
velocidade de nado constante, a força média exercida é igual à força média de
arrasto. Deste modo, os dados das 10 repetições velocidade/força foram
modelados (através dos mínimos quadrados) de acordo com D = A x vn, onde A
e n são parâmetros da função e v é a velocidade de nado (Toussaint et al.,
2000).
A última etapa cumpriu-se através do teste de 30 s em nado amarrado, o qual
consistiu num protocolo de nado à máxima intensidade durante 30 s. Para tal, a
nadadora foi fixada pela cintura a um cabo de aço de 5 m de comprimento
conectado a uma célula de carga, que por sua vez se encontrava fixada ao
bloco de partida. O sinal de força foi adquirido através de um conversor A/D
19
(BIOPAC Systems, Inc., Goleta, CD, USA) à frequência de 500 Hz e
posteriormente filtrado a 10 Hz. A nadadora foi orientada a deslocar-se até à
extensão total do cabo e, ao primeiro sinal sonoro, iniciava o teste, devendo
parar imediatamente após o sinal seguinte. O gráfico força/tempo foi registado
e analisado para obter os valores de força máxima (Fmáx) - valor médio obtido
nos primeiros 5 s, força média (Fméd) - valor médio de força dentro dos trinta
segundos de análise, e força mínima (Fmín) - valor médio nos últimos cinco
segundos. Através destes valores foi calculado o índice de fadiga: índice de
fadiga = [(Fmáx - Fmín)/ Fmáx]*100(Lee, 2012; Morouço et al., 2012; Rohrs &
Stager, 1991).
Resultados
A Figura 2.1 apresenta o comportamento dos parâmetros biomecânicos gerais
durante a prova dos 50 m livres.
DC
(m
)
FG
(H
z)
Figura 2.1 - Comportamento da distância de ciclo (DC), velocidade de nado (v) e frequência gestual (Lex
et al.) durante a prova dos 50 m livres. As medições foram realizadas entre os 15 e os 25 m, os 25 e os 35 m e os 35 e os 45 m.
Observou-se um decréscimo da velocidade ao longo da prova, com valor
superior entre os 15 e os 25 m (1.35 m.s-1), reduzindo-se 12% no segundo
momento da análise (25-35m) e 4% no terceiro (35-45 m). A DC apresentou
uma notável redução do primeiro para o segundo percurso (1.89 e 1.78 m,
20
respetivamente), mantendo-se quase inalterada para o terceiro (1.79 m), à
medida que a FG diminuía progressivamente ao longo da prova (0.71, 0.68 e
0.64 Hz).
Complementarmente, a VIV apresentou um coeficiente de variação igual a
0.10, enquanto o IdCadapt apresentou um valor de -31.5%, correspondendo a
um modelo em catch-up (IdCcom_def de -35% e IdCsem_def de -28%, os quais
resultaram num valor de índice de simetria de 22%). Na Figura 2.2 é
apresentada a duração (absoluta e relativa) das fases do ciclo de nado na
técnica de crol para ambos os membros superiores.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
C/defS/def
C/defS/def
C/defS/def
C/defS/def
duração (%)
entrada e agarre
tração
empure
recuperação
Figura 2.2 - Duração relativa (painel esquerdo) e duração absoluta (painel direito) das fases do ciclo de nado do membro com deficiência (C/def) e do membro sem deficiência (S/def).
O membro superior com deficiência apresentou menor duração percentual nas
fases propulsivas, comparativamente ao membro sem deficiência, enquanto
durante as fases de entrada e deslize e recuperação (não propulsivas) a
duração foi menor para o membro superior sem deficiência.
A Figura 2.3 apresenta a curva força de arrasto hidrodinâmico/velocidade, da
qual foram estimados os valores de arrasto hidrodinâmico para as velocidades
ao longo da prova de 50 m livres, correspondendo a 52.2, 43.5 e 40.4 N para o
primeiro, segundo e terceiro percursos, respetivamente.
21
0.95 1.00 1.05 1.10 1.15
27
30
33
36
39
v (m.s-1
)
D (
N)
0.001 < p0.98 r²
1.58v* 32.07 D=
=
Figura 2.3 - Regressão não linear do tipo potência entre a força de arrasto hidrodinâmico (D) e a velocidade de nado (v).
No que concerne aos resultados do teste de nado amarrado, os valores de Fmáx
e Fméd foram 81.6 e 77.1 N respetivamente, revelando um índice de fadiga de
12%.
Forç
a (N
)
Figura 2.4- Representação gráfica do perfil da força durante o teste de 30 s do nado amarrado. A linha tracejada indica a Fméd e a linha contínua o índice de fadiga.
Discussão
O objetivo deste estudo foi caracterizar do ponto de vista biomecânico a prova
de 50 m livres de uma nadadora com deficiência física unilateral de membro
superior. Os principais resultados indicam uma diminuição da velocidade e FG
ao longo da prova, assim como uma estabilidade da DC nos últimos dois
percursos. Verificou-se também que a VIV apresentou reduzida expressão,
assim como um modelo de coordenação entre os membros superiores em
22
catch-up, embora com uma assimetria para o lado esquerdo. A força de arrasto
hidrodinâmico decresceu concomitantemente com a diminuição da velocidade.
O índice de fadiga, tal como a redução da velocidade na primeira metade da
prova, apresentou um valor de 12%, resultado que deverá ser entendido como
mais do que uma coincidência.
O decréscimo conjunto da velocidade e da FG está de acordo com a literatura
para nadadores com deficiência física unilateral de membro superior
(Osborough et al., 2009a; Osborough et al., 2009b). Estes estudos apresentam
um aumento da DC com a diminuição da velocidade e da FG, mas os
protocolos utilizados não consideram as alterações mecânicas induzidas pela
fadiga, como acontece em situação de competição, dado que utilizam um
protocolo de velocidade incremental (Figueiredo et al., 2010).
Complementarmente é válido salientar que para velocidades elevadas, os
nadadores com amputação unilateral de membro superior (classe S8 e S9)
utilizam a FG para conseguirem aumentar a velocidade de nado (Osborough et
al., 2009b), devido à necessidade de compensarem a falta de segmentos
propulsivos (Prins & Murata, 2008)
No que concerne à VIV, a nadadora do presente estudo apresentou valor
inferior aos descritos na literatura da natação adaptada, quer para nadadores
com Síndrome de Down (0.17) (Marques-Aleixo et al., 2013) quer para
nadadores S9 (0.35) (Payton & Wilcox, 2006). No entanto, neste último estudo
analisou-se apenas a ação dos membros superiores, o que pode ter
influenciado os valores da VIV (Payton & Wilcox, 2006), pois a ação dos
membros inferiores representa uma contribuição significativa para a propulsão
em velocidades elevadas (Deschodt et al., 1999), com maior evidência em
nadadores com deficiência de membro superior. Comparativamente aos
nadadores sem deficiência (Schnitzler et al., 2010; Schnitzler et al., 2008) os
valores da VIV foram inferiores, provavelmente pelo menor pico de velocidade
atingido pela nadadora, que poderá estar relacionado com a FG, a qual é
gerenciada a fim de manter ações propulsivas consecutivas.
O modelo de coordenação encontrado entre os membros superiores foi o
catch-up, estando de acordo com estudos anteriormente realizados em
23
nadadores com deficiência física unilateral de membro superior (Osborough et
al., 2010; Satkunskiene et al., 2005); porém, ao analisar a duração das
diferentes fases do ciclo de nado, os valores no presente estudo são distintos
da literatura, nomeadamente quando considerados os resultados de
Satkunskiene et al. (2005). Este estudo reportou que 40% da totalidade do ciclo
de nado é referente às fases propulsivas dos nadadores com deficiência física
estudados (entre eles nadadores S9), enquanto a nadadora do presente estudo
apresentou 15,5% do ciclo de nado constituído pelas fases propulsivas. A
diferença encontrada pode ser explicada pela utilização de metodologias
diferentes para o cálculo do IdC, pois Satkunskiene et al. (2005) utilizaram a
metodologia de Chollet et al. (2000), enquanto o nosso estudo está em
conformidade com Osborough et al.( 2010), o qual utiliza os ângulos entre o
braço (segmento ombro / cotovelo) com a linha horizontal da superfície da água
para identificar cada fase do ciclo de nado.
Ao calcular o IdCadapt e complementar análise do IS, verificou-se que no
membro sem deficiência existiu menor duração total do ciclo de nado, mas
superior duração das fases propulsivas. Por outro lado, o membro com
deficiência teve tempo superior na fase de recuperação, tornando o IdCadapt
mais negativo. Devido a este facto, é possível verificar uma assimetria à
esquerda, isto é, existe um maior desfasamento temporal entre o fim da fase de
empurre do membro sem deficiência e o início da fase de tração do membro
com deficiência, comparativamente ao fim da fase de empurre do membro com
deficiência e o início da fase de tração do membro sem deficiência.
No presente estudo, e como esperado, a força de arrasto hidrodinâmico
estimada aumentou com o incremento da velocidade, apresentando valores
superiores aos reportados para nadadoras da mesma faixa etária sem
deficiência (Vilas-Boas et al., 2001). O valor da constante A (que depende do
coeficiente de arrasto, massa volúmica da água e área de secção transversa)
também foi superior ao valor de 24 identificado para mulheres (Toussaint et al.,
2000). Estes valores eram expectáveis, visto que a literatura evidencia que
nadadores S9 apresentam uma posição menos hidrodinâmica que nadadores
24
sem deficiência (Burkett et al., 2010). No entanto, valores de arrasto ativo na
literatura são ainda escassos para este grupo de nadadores.
Os valores médios e máximos absolutos de força durante o nado amarrado são
mais elevados quer para nadadoras da mesma idade (Ribeiro, 2007), quer para
nadadoras da mesma classificação funcional (Lee), sendo, no entanto,
inferiores aos apresentados por Morouço et al. (Morouço et al., 2012). No que
diz respeito ao índice de fadiga, os valores são inferiores aos descritos pelos
mesmos autores (Lee, 2012; Morouço et al., 2012; Ribeiro, 2007). Esta
diferença pode ser explicada pelos valores de força superiores da nadadora do
presente estudo, assim como pela metodologia utilizada para o cálculo da Fmáx,
que por vezes é avaliada durante os 10 s iniciais (Morouço et al., 2012). É
importante salientar que o teste de 30 s em nado amarrado é tido como um
meio confiável de estimar a performance de jovens nadadores em distâncias
curtas (Morouço et al., 2012) e que a perda da capacidade de aplicação de
força avaliada pelo índice de fadiga auxilia a compreender o desempenho da
nadadora durante a prova de 50 m livres.
Com o presente estudo foi possível verificar uma diminuição na aplicação de
força ao longo do exercício/teste de 30 s em nado amarrado, a qual sugere a
instalação de fadiga durante a prova de 50 m livres, tendo-se também
verificado uma diminuição da FG e a manutenção da DC na segunda metade
da prova. A diminuição da velocidade repercute-se no decréscimo dos valores
de arrasto hidrodinâmico ao longo da prova. Complementarmente, o índice de
simetria evidenciou a deficiência unilateral da nadadora, demonstrando uma
assimetria para o lado sem deficiência, enquanto o modelo coordenativo em
catch-up reflete o intervalo temporal existente entre fases propulsivas dos dois
membros, caraterístico da classe funcional S9, particularmente em provas de
curta distância. Finalmente, conclui-se que a FG é responsável pela magnitude
da VIV, embora mais estudos sejam necessários para verificar o
comportamento desta variável em nadadores com deficiência física em
situação real de prova.
25
CAPÍTULO 3
Biophysical characterization of a female one-arm am putee swimmer
Abstract
Purpose : to examine the effect of swimming speed (v) on the biomechanical
and physiological responses of a top-level unilateral arm amputee front crawl
swimmer. Methods : The 13-y-old female unilateral arm (level of the
elbow) amputee was tested for stroke length (Lecrivain et al.), stroke frequency
(SF), adapted index of coordination (IdCadapt), intracyclic velocity variation (IVV),
active drag (D), and energy cost (C), during trials of increasing speed. Results :
The swimmer presented a positive relationship between v and SF (R2=1,
P<0.001), IVV (R2=0.97, P=0.002), D (R2=0.97, P=0.002), and C (R2=0.97,
P=0.002), and a negative relationship with the SL (R2=0.99, P=0.001). No
relation was found between v and IdCadapt (R2=0.35, P=0.22). A quadratic
regression best fitted the relation between v and general kinematical
parameters (SL and SF), a cubic for the IVV, power to the D, and linear to the C
and IdCadapt. Conclusions : The subject's adaptation to increasing speed is
different from able-bodied swimmers, mainly on inter-arm coordination, which
influence the magnitude of the other parameters. These results might be useful
to develop specific training and enhance performance.
Keywords : Swimming, Biomechanical, Energetics, Motor control, Disability
sport
26
Introduction
The goal of competitive swimming is to perform the race distance as fast as
possible, which, depends on a swimmer’s ability to maximize propulsion and
minimize resistance. Propulsion is generated by the combination of arms, legs
and trunk movements, which are dependent on the swimmer’s technique, but
also on his/her ability to spend energy. Therefore, swimming speed can be
described by the equation proposed by Pendergast et al. (1978):
v = E� ��(n� ∙ D��) Equation 3.1
where v represents swimming speed, Ėtot total energy expenditure, ηp
propelling efficiency, and D the hydrodynamic drag.
With regard to Paralympic athletes, only a few biomechanical analyses of the
swimming have been carried out. Their aim was to better understand the
technical characteristics of limb amputee swimmers (Osborough et al., 2010;
Satkunskiene et al., 2005). However, no studies have been carried out on both
biomechanics and physiology of amputee’s swimmers, despite the fact that is
consensual that biomechanics and physiology/energetics are the most
determinant areas to enhance performance in competitive swimming
(Pendergast et al., 1978).
Competitive swimmers with a single, elbow-level amputation (congenital or
following injury) are clearly impaired when compared to able-bodied swimmers,
as they have a reduced propelling surface, and must rely on the surface area of
the existing limb to generate propulsion (Prins & Murata, 2008b). However, it is
possible for the affected limb of a front crawl swimmer with a single elbow-level
amputation to generate propulsion from the theoretically point of view (Lecrivain
et al., 2010).
Not only the absence of limbs influence propulsion, but can affect balance and
posture when swimming (Prins & Murata, 2008b), which increase the drag force
opposed to the displacement, as well as influence the inter-arm coordination,
with consequences to energy consumption. It is therefore expected that
27
swimming mechanics and energetics would be altered in response to this
impairment.
Accordingly, the purpose of this study was to examine the effect of swimming
speed on the biomechanical and physiological responses of a world-class
unilateral arm amputee front crawl swimmer.
Methods
Subject
A 13-year-old female swimmer 1.62 m of height, 1.44 m of arm span, 41.1 kg of
body mass, 12% of percentage of adipose tissue) specialist in front crawl
swimming participated in this study. Her best ranking was 3th in the world
(International Paralympic Committee, 2013). The participant was congenital
single-arm amputee (level of the elbow) with restriction in length and function at
hand and forearm, being classified as S9 by the International Paralympic
Committee for front crawl.
The subject and parents provided written informed consent to participate in this
study, which was approved by the institutional review board according to the
Helsinki Declaration.
Design and Methodology
In this case study, the subject performed three evaluation sessions in controlled
environmental conditions (25-m indoor pool, 27.5°C) and was accustomed to all
experimental procedures.
An intermittent incremental protocol was performed, consisting of nx200-m
steps, with increments of 0.05 m.s–1 (controlled by a visual pacer) and 30-s
resting intervals, until volitional exhaustion (Fernandes et al., 2006). 48-h later
the swimmer swam a 100-m maximum front crawl test. Both sessions were
recorded with four below and two above the water stationary and synchronized
video cameras (Sony, DCR-HC42E, Tokyo, Japan). It were analyzed four mid-
pool stroke cycles for each 200-m step, and eight for the 100-m test. Twenty-
one body landmarks were manually digitized (50 Hz) using APAS (Ariel
28
Dynamics, Inc., USA). DLT and a digital low-pass filter (5 Hz) were used for
three-dimensional reconstruction and smoothing.
24-h later the swimmer performed a set of an intermittent graded speed protocol
consisting in 10 bouts of 25-m front crawl arms-only (legs elevated and
constrained by a pull-buoy), with 3-min rest in-between, from slow to maximal
speed in a system to measure D force (MAD-system) (Toussaint et al., 1990).
Respiratory parameters were measured using a portable gas-analysis system
(K4b2, Cosmed, Rome, Italy) connected to a respiratory snorkel. Blood lactate
[La-] was analyzed from the earlobe capillary blood using a lactate analyzer
(Lactate Pro, Arkray, Inc.). Energy expenditure of the incremental protocol was
obtained through the addition of both aerobic and anaerobic lactic energy
contributions. For the 100-m test the contribution of the aerobic, anaerobic lactic
and anaerobic alactic were taken into consideration (for details see Capelli
(1998)). Energy cost (C) was determined as the ratio of Ė and the
corresponding swimming speed.
The mean horizontal speed, stroke frequency (SF) and stroke length (SL) were
computed using the position to time data. The intracycle velocity variation (IVV)
was calculated through the coefficient of variation of the velocity to time values.
D was assessed using the MAD-system and computed by least square fitting
the speed/force data according to D=A.vn, where A and n are parameters of the
power function and v is the swimming speed.
Inter-arm coordination was obtained through an adapted version of the Index of
Coordination (IdCadapt) for arm amputee swimmers, as suggested by Osborough
et al. (2010). The IdCadapt represent the time gap between the propulsion of the
two arms as a percentage of the duration of the complete front crawl arm stroke
cycle and was determined from the angle made by the shoulder-to-elbow
position vector relative to the horizontal.
Statistical Analysis
Linear, polynomial (second and third degree), exponential, and power
regressions between speed and biomechanical, coordinative and energetic
variables were computed. For each relationship, the mathematical model that
29
presented the best adjustment and lowest standard error of the estimation was
adopted. The level of statistical significance was set at p < 0.05.
Results
Speed was positively related with SF, IVV, D, and C, and negatively related with
the SL. The IdCadapt did not present a significant relation with the increased
speed. In spite of these relations the regressions models that better fit the
relationships were different depending on the variables. A quadratic regression
best fitted the relation between speed and general kinematical parameters (SL
and SF), a cubic for the IVV, power to the D, linear to the C and IdCadapt (Figure
3.1).
Figure 3.1 - Relationship between speed and stroke length (Lecrivain et al.) and stroke frequency (SF), intracycle velocity variation (IVV), energy cost (C), adapted index of coordination (IdCadapt),
and hydrodynamic drag (D).
0.8 0.9 1.0 1.1 1.20.01.51.6
1.8
2.0
2.2
2.4
0.00.30.4
0.5
0.6
0.7
0.8SL SF
Speed (m.s-1)
SL
(m) S
F (Hz)
R2=1, P<0.001
R2=0.99, P=0.001
0.8 0.9 1.0 1.1 1.2-28
-27
-26
-25
-24
-23
Speed (m.s-1)
IdC
adap
t (%
)
R2=0.35, P=0.22
0.8 0.9 1.0 1.1 1.20.000.10
0.16
0.20
0.24
0.28
0.32
Speed (m.s-1)
IVV
R2=0.97, P=0.002
0.8 0.9 1.0 1.1 1.20.60
0.65
0.70
0.75
0.80
Speed (m.s-1)
C (k
J.m
-1)
R2=0.97, P=0.002
0.8 0.9 1.0 1.1 1.20
2025
30
35
40
45
Speed (m.s-1)
D (N
)
R2=0.97, P=0.002
30
Discussion
This study showed a significant polynomial relationship between v and SF, and
v and SL. Other authors already reported such type of relationship in
competitive swimming (Barbosa et al., 2008). It seems that increases in SF and
SL promoted an increase of v, up to an optimal value. So, if a swimmer does
not have a long SL, there is a greater dependence of SF to achieve high
swimming velocities, which is the case of the amputee swimmers (Osborough et
al., 2010). Several arguments may explain this relationship, namely the link with
the power output (Toussaint et al., 1990) and the neuromuscular activity
responsible for the curvilinear shape of the force-velocity relationship (Minetti,
1998).
Increases in speed in front crawl swimming have been highly related to the IdC
(Seifert et al., 2007). However the IdCadapt of the amputee swimmer did not
change, remaining in catch-up mode, as previously reported (Osborough et al.,
2010), probably because they did not reach the critical v point where able-
bodied swimmers have been observed to switch their arm coordination to
overcome the large resistive forces that occur when swimming around that
speed (Seifert et al., 2007). In fact IdCadapt is not related to functional level,
swimming v, SL or SF for amputee swimmers (Satkunskiene et al., 2005). This
might explain why the intrinsic inter-limb relationship of the swimmer was
strongly preserved, despite a change in the task constraints.
Our results showed that the IVV of the amputee swimmer was higher than those
reported by Schnitzler et al. (2010) (~0.15), even for the recreational swimmers.
In able-bodied elite swimmers their IVV remain stable, whereas it increases with
speed in the recreational swimmers, suggesting that inter-arm adaptation
ensures this stability as well as the efficiency of the technique (Schnitzler et al.,
2010). However, as the recreational swimmers, amputee’ are not able to
modified their IdC sufficiently and thus a non-stabilization of IVV occur.
The D is related to v squared, nevertheless for this swimmer D was related to
v1.6, which is lower than the theoretical as well as experimental values for able-
body swimmers, due to the lower v achieved. Nevertheless, when comparing
the mean D force for subjects of the same age swimming at 1.25 m.s-1, our
31
swimmer presented higher values (46.11 Vs. 30.1±2.37 N) (Toussaint et al.,
1990).
Due to the impairments to generate propulsive forces, with the increase in D, as
well as in the IVV, the energy cost increase was expected (Capelli et al., 1998)
showed an exponential increase for velocities above VO2max, however the best
fit was a linear regression, probably due to the small range of v analyzed, in
accordance with studies that explored this relationship in lower v (until VO2max)
(Fernandes et al., 2006).
Practical Applications
This case study outlines methodology that can be used by sport scientists to
quantify key aspects of amputee swimmers performance. Inter-arm coordination
appears to influence the magnitude of IVV, active drag, and consequently
energy cost. Amputee swimmers may benefit from coordination and SF training
to try to minimize its impairment. However, training should be guided by a
careful evaluation of the characteristics of the swimmers and without disrupting
body alignment. Moreover, professionals, coaches, researchers, should take
the original observation presented in this study into account.
Conclusions
In conclusion, these data prove that swimming performance-influencing factors
of amputee-trained swimmer differ in the extent of their magnitude that of able-
bodied. Furthermore, its evaluation is of considerable importance for the
performance.
Acknowledgments
The results of the current study do not constitute endorsement of the product by the authors or the journal.
32
33
CAPÍTULO 4
Discussão Geral
A carência de pesquisas com jovens com deficiência, assim como a inatividade
deste grupo, principalmente em exercícios vigorosos e sustentados, incentivou
a criação do presente estudo. O objetivo principal foi caracterizar biomecânica
e energeticamente uma nadadora juvenil com deficiência física unilateral de
membro superior. Os parâmetros biomecânicos foram subdivididos em
cinemáticos (velocidade, frequência gestual, distância de ciclo e variação
intracíclica de velocidade), coordenativos (índice de coordenação adaptado) e
dinâmicos (força de arrasto hidrodinâmico e força em nado amarrado). Os
parâmetros bioenergéticos analisados foram o custo energético e
concentrações de lactato ao limiar anaeróbio. As variáveis biomecânicas foram
verificadas para as três diferentes situações (protocolo de 50 m, 100 m e
incremental de 5 x 200 m), enquanto os bioenergéticos apenas nos dois últimos
protocolos supracitados.
Relativamente aos parâmetros biomecânicos gerais da velocidade de nado, FG
e DC, foi possível verificar que a velocidade de nado bem como a FG foram
crescentes do primeiro para o último patamar do protocolo de 5 x 200 m, ainda
superior no protocolo de 100 m e deste para a prova de 50 m. Enquanto a DC
apresentou os seus maiores valores no 2º patamar do protocolo de 5 x 200 m e
menor valor no protocolo de 100 m e na prova de 50 m. Desta forma, o
comportamento apresentado por estes três parâmetros corrobora com a
indicação de que nadadores com deficiência física unilateral de membro
superior apresentam o aumento da velocidade preponderantemente pelo
aumento da FG (Osborough et al., 2009a; Osborough et al., 2009b; Osborough
et al., 2010; Prins & Murata, 2008a). Esta preponderância da FG está
relacionada com a necessidade que estes nadadores têm de compensar a falta
de segmento através da sequência de ações propulsivas.
Todavia, esta maior frequência do membro com deficiência deve ser analisada
com cautela, uma vez que estudo realizado com simulação computacional de
34
nadadores com amputação unilateral de membro superior ao nível do cotovelo
indica que o membro amputado pode auxiliar no aumento da velocidade,
contudo a uma dada velocidade há uma velocidade angular mínima a que o
braço deve rodar para gerar propulsão eficaz (Lecrivain et al., 2010). Payton e
Wilcox (2006) também constataram a contribuição do membro com deficiência
para gerar propulsão através da análise da VIV. Estes autores verificaram um
aumento da velocidade intraciclo durante a fase propulsiva do segmento com
deficiência, a qual ocorria em paralelo à fase não propulsiva do membro sem
deficiência.
Os valores da VIV apresentados por Payton e Wilcox (2006) foram os únicos
encontrados na literatura para nadadores com deficiência física, os quais se
diferenciaram quer em valores quer na metodologia do presente estudo. Além
disso, uma análise anteriormente realizada no presente estudo (Capítulo 3)
indica que a nadadora não consegue estabilizar a sua VIV por não conseguir
modificar suficientemente o seu índice de coordenação, de modo que para
Schnitzler et al. (2008) o aumento da duração da fase propulsiva e IdC pode
manter a VIV no mesmo nível.
A nadadora em estudo apresentou em todas as velocidades analisadas o
mesmo modelo coordenativo – catch-up – assim como os nadadores
classificados com S9 por Osborough et al. (2010) e Satkunskiene et al. (2005).
Durante a análise daas fases do ciclo de nado foi possível observar que as
fases propulsivas encontram-se entre 15 e 25% da duração relativa do ciclo de
nado, de modo que em todas as análises o valor do IdCcom_def foi mais negativo
que o IdCsem_def. Para Osborough et al. (2010) tentar minimizar o catch-up do
membro com deficiência, reduzindo o tempo antes de iniciar a sua fase de
tração é uma estratégia para tentar melhorar a ação consecutiva da propulsão,
aumentar a FG e a velocidade de nado.
Relativamente aos aspetos dinâmicos procurou-se compreender a força
aplicada em nado amarrado e a força de arrasto hidrodinâmico. A avaliação da
força através do protocolo de 30 s de nado amarrado tem-se apresentado na
literatura como um bom indicativo da performance para jovens nadadores
(Morouço et al., 2012) porém é analisado com distintas metodologias. Morouço
35
et al. (2012) realizaram um estudo com jovens nadadores, identificando os
valores de Fmáx e de Fmín pelos seus picos, sendo a primeira extraída dos 10 s
iniciais e a última dos 5 s finais, valores estes também utilizados para o cálculo
do índice de fadiga. O gráfico da força em nado amarrado vs tempo em
nadadores sem deficiência permite identificar a ação de cada membro superior,
enquanto a nadadora do presente estudo não obteve as curvas de força tão
características, provavelmente pela sua menor força gerada pelo membro com
deficiência, restringindo a utilização desta metodologia.
As metodologias de análise dos estudos de Lee (2012) e Ribeiro (2007)
utilizam-se dos valores médio para identificar a Fmáx, Fméd e Fmín. A metodologia
apresentada por Lee (2012) para avaliar nadadores com deficiência unilateral
de membro superior verifica os valores de força analisando os valores médios
de 3 ciclos de nado a cada 5 s de teste. Apesar de este estudo mostrar as suas
curvas no gráfico as quais são semelhantes ao presente estudo, restringiu-se a
utilização desta metodologia de análise por não ser possível identificar três
ciclos de nado completos em cada 5 s. A metodologia selecionada foi baseada
no estudo de Ribeiro (2007), a qual se diferencia da anterior por não se deter
nos ciclos, analisando o valor médio dos 5 s iniciais e 5 s finais. Por
conseguinte, os valores de força máxima e força mínima adquiridos foram
utilizados para o cálculo do índice de fadiga por ambas as autoras (Lee, 2012;
Ribeiro, 2007).
A outra componente dos parâmetros dinâmicos estudados foi a análise do
arrasto hidrodinâmico a qual concorda com a literatura, visto que para Burkett
et al. (2010), Oh et al. (2013), Prins & Murata (2008a, 2008b) e Sherrill (2004)
nadadores com deficiência física apresentam força de arrasto hidrodinâmico
superior aos nadadores sem deficiência e maior quanto maior for a limitação
motora, porém este grupo de autores não apresenta valores de arrasto ativo
para nadadores com deficiência.
Procurou-se igualmente perceber a resposta do arrasto hidrodinâmico assim
como os demais parâmetros cinemáticos, coordenativos e o C com a variação
da velocidade. O aumento da velocidade foi acompanhado pelo aumento da
FG, arrasto hidrodinâmico e do C. A relação entre os três primeiros parâmetros
36
é referida para nadadores com deficiência por Osborough et al. (2009a); Prins
e Murata (2008a); Schega et al. (2006), enquanto que a relação da velocidade
e do C vão ao encontro de Capelli et al. (1998), Chatard et al. (1990), Craig et
al.(1985), Poujade et al. (2002), Ratel e Poujade (2009) para nadadores sem
deficiência. De acordo com Craig et al. (1985) os nadadores sem deficiência
com variação da velocidade entre 1,0 e 1,70 m.s-1, apresentam alterações nos
valores de C em virtude das alterações do arrasto causadas principalmente
pela alteração da velocidade e consequentemente da FG. No que concerne
aos nadadores com deficiência, a literatura apresenta maiores referências ao
aumento da velocidade através do aumento da FG (Osborough et al., 2009;
Payton & Wilcox, 2006; Prins & Murata, 2008b; Schega et al., 2006; Sherill,
2004).
A DC da nadadora testada apresentou também uma resposta linear com a
variação da velocidade (no protocolo de 100 m e incremental de velocidade) e
uma relação inversa ao C e demais parâmetros, indo ao encontro de Craig et
al. (1985). De fato, a DC parece permanecer quase inalterada até uma
determinada velocidade e depois decresce (Figueiredo et al, 2011) e esse
decréscimo aparenta ocorrer em virtude da acumulação de fadiga, a qual leva à
diminuição da eficiência propulsiva e ao aumento do C (Caputo et al., 2006). O
aumento do C e da FG juntamente com a diminuição da DC também é
mostrado para nadadores sem deficiência, todavia os valores obtidos no
presente estudo devem ser encarados com alguma cautela. De modo que a
alteração morfológica apresentada pela nadadora do presente estudo poderá
ter influência nos resultados obtidos. De acordo com Chatard et al. (1990) o
comprimento da mão e braço influenciam o C, uma variação de 4 cm pode
corresponder a 12 % de diferença no C.
Quando realizado o protocolo para avaliação do arrasto hidrodinâmico o qual
exigia a restrição do movimento dos membros inferiores, a nadadora em estudo
apresentou baixa variação nas velocidades de nado, corroborando com a
indicação de que nadadores com deficiência física de membro superior em
elevadas velocidades utilizam-se significativamente da ação dos membros
inferiores (Deschodt et al., 1999; Fulton et al., 2009). De acordo com Chatard et
37
al. (1990), nadadores com a técnica de nado marcada pela ação dos membros
inferiores podem nadar mais rapidamente do que os nadadores com a técnica
de nado caracterizada pela ação dos membros superiores se apresentarem
grande potência aeróbia e anaeróbia.
No presente estudo o protocolo incremental e intermitente de n x 200
(Fernandes et al., 2008) foi utilizado para avaliar a capacidade aeróbia da
nadadora, permitindo verificar que a mesma apresenta o limiar anaeróbio para
uma velocidade de 0.93 m.s-1 e lactatemia de 1.64 mmol.L-1. Estes valores
são inferiores aos apresentados para nadadores S9 avaliados com o mesmo
protocolo, os quais apresentaram o limiar anaeróbio para uma velocidade de
1,15 m.s-1 e concentração de lactato 6,3 mmol.L-1 (Júnior et al., 2013).
Enquanto os valores referenciados na literatura para jovens nadadores sem
deficiência de 10 e 11 anos em relação à velocidade e concentração de lactato
para o limiar são respetivamente de 1.02 m.s-1e 2.3±0.59 mmol.L-1,
(Fernandes et al., 2010) e para jovens com média de idade de 13 anos, os
valores referidos encontram-se em 1.079±0.114 e 3.16±1.20 mmol.L-1
(Toubekis et al., 2006), evidenciando assim uma elevada variabilidade
interindividual destes parâmetros (Stegmann et al., 1981). Adicionalmente, a
limitação física da nadadora parece implicar menor velocidade e menor
concentração de lactato (Chatard et al., 1992; De Aymerich et al., 2010) e limiar
anaeróbio mais baixo.
Assim, através da análise dos parâmetros bioenergéticos e biomecânicos
(cinemático, coordenativos e dinâmicos) pesquisados verificou-se que os
estudos com nadadores com deficiência física unilateral de membro superior,
bem como sobre as demais deficiências, ainda são reduzidos de modo a limitar
a caracterização entre os seus pares, classe funcional e deficiência,
verificando-se a necessidade de incentivar mais estudos na área do treino para
pessoas com deficiência, para que seja possível auxiliar nadadores e
treinadores a pensarem em estratégias que venham ao encontro de aperfeiçoar
o treino, incentivar a prática e primar pela qualidade da natação adaptada.
38
39
CAPÍTULO 5
Conclusões
A análise biomecânica e bioenergética da nadadora juvenil com deficiência
física unilateral de membro superior, classificada pelo Comitê Paralímpico
Internacional como S9, permitiu caracterizar que:
• O comportamento da aplicação de força no teste de 30 s em nado
amarrado sugere a existência de fadiga durante a prova de 50 m,
manifestada através da diminuição da velocidade e da FG ao longo da
prova. Esta por sua vez foi acompanhada da manutenção da DC nos
25 m finais e da diminuição do arrasto hidrodinâmico.
• Sugere-se que a FG está associada à magnitude da VIV à
velocidade da prova de 50 m.
• A assimetria coordenativa evidenciou a deficiência unilateral. O
modelo coordenativo em cacth-up caracteriza a coordenação dos
membros superiores à velocidade da prova de 50 m.
• A variação da velocidade durante o protocolo incremental e
protocolo de 100 m estabeleceu uma relação negativa para a DC
enquanto para a FG, VIV, arrasto hidrodinâmico e C a relação
estabelecida foi positiva.
• O IdCadapt não apresentou relação significativa com o aumento da
velocidade, mantendo o modelo cacth-up a todas as velocidades
estudadas.
• A concentração de lactato assim como a velocidade ao limiar
anaeróbio apresentam-se inferiores ao relatado para a classe S9.
40
41
CAPÍTULO 6
Considerações Finais
O desporto adaptado apesar de ser uma atividade destinada às pessoas com
deficiência ainda se encontra inacessível para muitos jovens. A natação
adaptada é uma modalidade desportiva em grande desenvolvimento científico
e participativo. Os parâmetros que influenciam a sua performance são em parte
de magnitude diferente para os nadadores com e sem deficiência. Deste modo,
as características comuns a cada classe funcional não permitem definir um
melhor padrão de nado para a mesma, pelo que, as particularidades de cada
indivíduo, limitações e capacidades devem ser compreendidas e avaliadas a
fim de se obterem melhores desempenhos. Logo, reconhecer e avaliar os
atuais praticantes de natação pode auxiliar os treinadores e nadadores no
processo de treino, trazendo maiores alicerces para uma carreira desportiva.
A investigação científica na natação pura desportiva tem servido como base
para os estudos na natação adaptada, no entanto é fundamental tentar adquirir
maiores informações relativamente ao desempenho dos parâmetros
biomecânicos como a velocidade, frequência gestual, distância de ciclo das
diferentes deficiências em situação real de prova, bem como a variação
intracíclica de velocidade durante os diferentes eventos de prova. Apesar do
índice de coordenação ter sido adaptado para nadadores com amputação
unilateral de membro superior, ainda são poucos os estudos acerca desta
adaptação, a qual também pode necessitar de ser mais explorada. Os estudos
envolvendo o custo energético e lactato sanguíneo carecem de mais
informação no âmbito da natação para pessoas com deficiência física.
42
43
CAPÍTULO 7
Referências Bibliográficas
Capítulo 1
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I
APÊNDICES
Apêndice I – Termo de Consentimento Livre e Esclare cido
FACULDADE DE DESPORTO UNIVERSIDADE DO PORTO
CURSO DE MESTRADO EM ATIVIDADE FÍSICA ADAPTADA
Termo de Consentimento Livre e Esclarecido
Prezado(a) Senhor(a): _____________________________________________
Este termo tem por objetivo esclarecer e solicitar o meu consentimento para
participação de _____________________________________________ no projeto de
mestrado da acadêmica Renata Matheus Willig, sob a orientação do Professor Doutor
Ricardo Jorge Pinto Fernandes e co-orientação do Professor Doutor Pedro Figueiredo.
Você está sendo convidado(a) a autorizar o educando sob sua responsabilidade a
participar de forma totalmente voluntária neste estudo.
Antes de consentir sua autorização é importante sua total compreensão das questões
contidas neste documento.
É direito, de sua parte ou de seu educando, desistir de participar desta pesquisa a
qualquer momento, sem nenhuma penalidade e sem perder os benefícios aos quais
tenha direito.
Objetivo do estudo :
Caracterização dos aspectos biomecânicos e energéticos de uma nadadora com
deficiência física unilateral de membro superior.
Procedimentos :
Para realização deste estudo, tem-se como procedimentos: a. cinemática, através de
filmagens, para os aspectos biomecânicos; e dinamometria pelo Nado Amarrado e
avaliação do arrasto hidrodinâmico b. bioenergética, através do Protocolo Intermitente
Incremental de 5 x 200 m crawl, este decorrerá conjuntamente de uma analisador
portátil de gases telemétrico (K4 b2, Cosmed, Roma, Itália), assim como a coleta de
II
sangue capilar, do lóbulo da orelha, para a análise da concentração de lactato em
repouso, nos intervalos de repouso imediatamente após o final de cada patamar e aos
3, 5 e 7 min, durante o período de recuperação; c. Antropométrica.
Os protocolos escolhidos, que seguem abaixo, estão programados de modo que a
decorrem nas dependências da Faculdade de Desporto da Universidade do Porto e o
terceiro ainda a definir.
MAD-System e Nado Amarrado.
Protocolo de 5 x 200m.
Análise Antropométrica
Benefícios Indiretos:
Fornecer informações a comunidade acadêmica sobre nadadores da Natação
Adaptada Portuguesa.
Benefícios Diretos:
Obter informações científicas que venham auxiliar no desenvolvimento da
performance deste nadador.
Riscos :
Os procedimentos poderão geral algum desconforto, cansaço ao participante,
mas nada que venham prejudicar a integridade física e psicológica do colaborador.
As perguntas desta entrevista poderão gerar algum tipo de desconforto emocional, ou
certo constrangimento ao responder algum tipo de pergunta.
Privacidade .
Seu nome e de seu educando não serão identificados, em nenhum momento,
mesmo quando os resultados desta pesquisa forem divulgados em qualquer forma.
Após a coleta e análise dos dados, as informações poderão ser divulgadas de
forma anônima e serão mantidas no Gabinete de Natação, situados nas dependências
da Faculdade de Desporto da Universidade do Porto, sob coordenação do Ricardo
Jorge Pinto Fernandes.
O material ficará disponível apenas sob sua solicitação escrita, como esta.
Além disso, você percebe que no momento da publicação, não serão feita associação
entre os dados publicados e a sua pessoa – identificação nominal.
III
Salientando, a qualquer momento os pesquisadores responderão as dúvidas
que você tenha relativamente ao estudo.
Ciente com os expostos acimas, eu __________________________________, B.I.
________________________ estou de acordo e autorizo o educando sob minha
responsabilidade a participar deste estudo, assinando este consentimento em duas
vias, ficando com a posse de uma delas.
Porto, ____ de ________de 2013.
_________________________________ _________________
Assinatura do responsável Nº B.I.
Declaro que obtive de forma apropriada e voluntária o Consentimento Livre e
Esclarecido deste sujeito de pesquisa ou representante legal para a participação neste
estudo.
Porto, ____ de ________de 2013.
_____________________________________
Prof. Doutor Ricardo Jorge Pinto Fernandes
____________________________________________________
Prof.Doutor Pedro Figueiredo
____________________________________________________
Estudante do curso de Mestrado Renata Matheus Willig
IV
Apêndice II - Consentimento para Fotografias
FACULDADE DE DESPORTO DA UNIVERSIDADE DO PORTO MESTRADO EM ATIVIDADE FÍSICA ADAPTADA
Consentimento para fotografias
Eu _____________________________________________________ permito que os
pesquisadores obtenham fotografias de (a)
______________________________________ para fins de pesquisa. Eu concordo
que o material obtido possa ser publicado em aulas, congressos, palestras ou
periódicos científicos. Porém, sua identidade não deve ser identificada por nome em
qualquer uma das vias de publicação ou uso.
Porto, ___ de ___________________ de 2013.
____________________________________ _________________
Assinatura do responsável Nº B.I.
____________________________________________________
Prof. Doutor Ricardo Jorge Pinto Fernandes
____________________________________________________
Prof. Doutor Pedro Figueiredo
____________________________________________________
Estudante do curso de Mestrado Renata Matheus Willig
