Factores biomecânicos e bioenergéticos limitativos do rendimento em natação pura desportiva

Um dos objectivos prioritários da Biomecânica do Desporto é o de, num primeiro momento, caracterizar um determinado padrão motor e, num segundo momento, intervir no sentido de incrementar a efi ciência motora. Esse incremento da efi ciência do gesto tem como fi nalidade última permitir que o seu executante aceda a níveis superiores de rendimento desportivo. Do exposto, emerge a ideia que a Biofísica encontrase numa linha fronteira entre a Mecânica Clássica e a Fisiologia. Neste contexto, a Natação Pura Desportiva é uma das modalidades mais profícuas no estudo das implicações bioenergéticas e das repercussões em termos de efi ciência dos diferentes modelos de locomoção. Foi objectivo do presente trabalho efectuar uma revisão do actual “estado da arte” sobre a relação que se estabelece entre o rendimento desportivo, as características bioenergéticas e biomecânicas em Natação Pura Desportiv

Determinant kinantropometric factors in swimming

O objetivo deste trabalho é apresentar uma revisão bibliográfica das principais características cineantropométricas do nadador e a forma como estas influenciam a sua prestação na modalidade. As principais conclusões obtidas foram as seguintes: (i) os nadadores são mais altos e pesados do que a população em geral; (ii) os nadadores apresentam um elevado índice envergadura/altura, explicitando valores elevados do diâmetro biacromial e do comprimento dos MS; (iii) verifica-se uma elevada razão entre os diâmetros biacromial e bicristal, traduzindo um fator decisivo na modalidade: a promoção de um coeficiente de arrasto inferior; (iv) foram observados elevados valores de comprimento e superfície dos membros dos nadadores (afetando positivamente a sua capacidade propulsiva); (v) os nadadores de elite apresentam um somatótipo médio ecto-mesomorfo e as nadadoras são centrais ou mesomorfas equilibradas; (vi) como grupo, os nadadores apresentam um maior percentual de massa gorda do que outros desportistas, fator este que poderá beneficiários relativamente à sua flutuabilidade.The aim of this work is to present a bibliographic review, based on the specialized literature, of the kineantropometric characteristics of swimmers and their importance for swimming performance. The main conclusions were: (i) swimmers are taller and heavier than the general population; (ii) swimmers present an high index of arm span/height (explained by a large biacromial diameter and long the upper arm); (iii) high values for the biacromial/bicristal diameter ratio were found, offering a lower drag coefficient; (iv) high length and surface area arm and leg values were observed (which positively influence their propulsion capacity); (v) elite male swimmers presents a ectomorph-endomorph somatotype and elite female swimmers are central or balanced mesomorphs (vi) swimmers exhibit a higher percentage of body mass than other athletes, which may benefit positively their floatation

Estudo de diversos conceitos de eficiência da locomoção humana no meio aquático

Uma das áreas de interesse na linha fronteira entre a Biomecânica e a Fisiologia é o estudo da eficiência. Considerase que a eficiência expressa uma relação objectiva e quantitativa entre o trabalho mecânico realizado e o gasto energético que se lhe encontra associado. O estudo da eficiência em actividades realizadas no meio aquático torna-se ainda mais complexo devido à dificuldade de quantificar objectivamente as trocas energéticas entre o nadador e o meio envolvente. No entanto, a Natação Pura Desportiva é uma das modalidades mais profícuas no estudo das suas implicações bioenergéticas e das repercussões em termos de eficiência dos diferentes processos de locomoção. Assim, foi objectivo do presente trabalho efectuar uma revisão do actual “estado da arte” sobre o estudo da locomoção humana n

Influence of the chemical composition on the machinability of brasses

Although brasses are essentially copper and zinc alloys, they also contain other alloying elements such as lead, silicon, aluminium, iron, tin, manganese, nickel or arsenic whose presence and content are responsible for the wide variety of properties inherent to these materials. In this article, the effect of the chemical composition of brasses, considering each alloying element and the effective copper content, upon the machinability has been investigated. For that purpose, machinability tests have been carried out on a CNC lathe under lubricated conditions. The study includes both commercial alloys and samples prepared in laboratory. The experimental procedure consists on turning operations, during which cutting forces and surface roughness obtained in brass workpieces are measured. The chip class is accordingly evaluated. The statistic treatment of the results enables the establishment of correlations between the studied machinability parameters and the chemical composition of different kinds of brasses

Swimming bioenergetics: integrating biomechanical and physiological data into a coherent biophysical model for performance and training

The purpose of the present paper is to synthesise a number of scientific contributions of our research group, into a coherent corpus of knowledge related to swimming biophysics, specially centred on the availability and use of energy in swimming. After an introductory part that intends to underline the relevance of this approach base on the conceptualization of the swimmer, and swimming action itself, as a thermodynamic system and its mechanical output, we will survey a number of studies and respective contributions for a more advanced understanding of swimming performance, that can be transferred into training and enhancement of swimmers’ working capacity. Most of the studies referred were conducted over samples of swimmers of both genders and of different types, from university/participative swimmers to Portuguese elite swimmers, crossing the large population of trained national level swimmers. Those swimmers were studied in the four different competitive swimming strokes, accomplishing progressive protocols based over distances of 200 m. Physiologic parameters like VO2 (and associated ventilatory and respiratory parameters), post exercise capillary blood [La-] peaks, and heart rate, were directly measured. Kinematical parameters were also measured in the different studies, ranging from simple semi-quantitative parameters, like stroke length (SL), and stroke frequency (SF), to more elaborated biomechanical data, like intracyclic speed fluctuations and propulsive segments kinematics. The focus of interest ranged from swimming economy of different strokes and genders (and of different technical alternatives of the same stroke), to the effects over energy cost of intracyclic speed fluctuations. Energetic input determinant factors, like swimming VO2 kinetics, including VO2 slow component, and VO2 time limit, and its determinants, will also be analysed

Economia de nado e tempo limite à velocidade mínima de vo2max: novas descobertas

A economia de nado é uma área de investigação que teve como pioneiros, em Portugal, Vilas- Boas (1993) e Alves (1995). Passada uma década, novos momentos experimentais foram realizados e resultados up to date foram obtidos. As mais recentes metodologias foram empregues e, inclusivamente, uma nova área de treino parece ter emergido - o tempo até à exaustão à intensidade de nado correspondente à Potencia Aeróbia, isto é, ao consumo máximo de oxigénio (VO2max)

Análise dos Fatos utilizados no 13º Campeonato do Mundo FINA

Para nadar mais rápido, é necessário aumentar a propulsão e diminuir o arrasto. Para o caso, os fatos de natação de poliuretano podem ter desempenhado um papel importante (Marinho et al., 2009). Com este estudo pretende-se descrever a distribuição dos diferentes modelos de fatos de natação usados pelos nadadores durante todas as finais do 13º Campeonato do Mundo de natação, realizado em Roma e assim perceber as preferências dos nadadores de elevado nível desportivo

Estudo piloto da resposta bioenergética a diferentes ritmos respiratórios na técnica de mariposa

Introdução e objectivos: O objectivo do presente trabalho foi o de efectuar um estudo piloto, comparando a resposta bioenergética à adopção de diferentes ritmos respiratórios na técnica de Mariposa. Material e métodos: Foram estudadas duas nadadoras e um nadador de nível nacional (17.0±3.6 anos de idade, 159.0±12.0cm de estatura, 56.9±10.3Kg de massa corporal e 18.0±8.9% de massa gorda). Cada nadador efectuou, numa piscina de 25m, 3 repetições de 200m, a uma velocidade tão próxima quanto possível da máxima. De forma aleatória, em cada repetição, os nadadores realizaram inspirações frontais em todos os ciclo gestuais (1:1F), uma inspiração frontal em cada dois ciclos gestuais (1:2F) e ciclo gestuais inspirando pelo tubo de condução de gases, mas sem a emersão da face (0:0). Avaliaram-se as trocas gasosas e os parâmetros cardiorespiratórios através de um oxímetro breath-by-breath (K4 b2, Cosmed, Itália). Uma válvula de baixa resistência hidrodinâmica encontrava-se ligada ao oxímetro, permitindo a recolha das amostras de gases a analisar (Toussaint et al., 1987; Keskinen et al. 2003). Foram retiradas amostras de sangue capilar da orelha antes, imediatamente após cada 200m e 1, 3, 5 e 7 minutos depois do fim do protocolo, para a avaliação da concentração sérica de lactato (YSI ASPECTOS BIOLÓGICOS DO DESPORTO E DO EXERCÍCIO Revista Portuguesa de Ciências do Desporto, 2004, vol. 4, nº 2 (suplemento) [237–274] 241 1500L, Yellow Springs, EUA). Foi utilizado um cardiofrequencímetro para medição da frequência cardíaca (Vantage NV, POLAR, Finlândia). Foi avaliado o consumo máximo de oxigénio relativo (VO2-max), o consumo líquido de oxigénio (VO2- net=VO2-max-VO2-repouso), a concentração máxima de lactato (La-max), a concentração líquida de lactato (La-net= Lamax- La-repouso), o quociente respiratórios (R), o volume ventilatório (VV) e a frequência cardíaca (FC). Também foram avaliados o dispêndio energético total (Etot) calculado com base no VO2-net e na La-net, transformada em equivalentes de VO2 através da constante de 2.7 ml.kg.-1.mmol-1 (di Prampero et al., 1978) e o custo energético (CE= Etot .velocidade-1). Principais resultados e conclusões: O VO2-max foi 26.0% superior utilizando o ritmo de 1:1F do que o ritmo de 0:0 e 7.25% superior do que o ritmo de 1:2F. O VO2-net foi respectivamente 27.3% e 9.94% superior adoptando o ritmo 1:1F do que os ritmos de 0:0 e de 1:2F. O ritmo que exigiu um menor Etot foi o de 0:0, com menos 19.24% do que o 1:1F e menos 9.44% do que o 1:2F. O CE foi substancialmente superior usando o ritmo de 1:1F do que o ritmo de 0:0, com uma variação média de 23.8%. O VV foi superior usando o 1:1F do que o 1:2F ou o 0:0 em respectivamente, 14.57% e 3.19%. Em conclusão, a adopção de diferentes ritmos respiratórios induzirá alterações na resposta bioenergética ao nadar a técnica de Mariposa. Contudo, sugere-se um estudo com uma amostra mais alargada, procurando aferir se as tendências manifestadas no presente estudo revelam robustez do ponto de vista estatístico. Mesmo assim, parece que a diminuição do número de actos inspiratórios promove uma redução dramática do Etot e do CE. Logo, em contextos competitivos, os mariposistas terão algumas vantagens em reduzir, tanto quant

The influence of stroke mechanics into energy cost of elite swimmers

The purpose of this study was to analyze the relationships between energy cost (C), swimming velocity (v), stroke frequency (SF) and stroke length (SL) in toplevel swimmers. Eighteen elite swimmers (four freestylers, five backstrokers, five breaststrokers and four butterflyers) performed an intermittent set of n 9 200 m swims (n B 8) with increasing velocity. The oxygen consumption was measured breath-by-breath by a portable metabolic cart (K4 b2, Cosmed, Rome, Italy). A respiratory snorkel and valve system with low hydrodynamic resistance was used to measure pulmonary ventilation and collect expiratory gases. Blood samples were taken from the ear lobe before and after each swim to analyze the blood lactate concentration (YSI 1500L, Yellow Springs, OH, USA). At Backstroke, Breaststroke and Butterfly strokes, increases of SF were associated to increases of C, even when controlling the v. The increases in SL only promoted significant decreases in the C in Breaststroke. There was a significant and polynomial relationship between v and SF for all competitive swimming techniques. The polynomial relationship between v and SL was significant only in Freestyle and Butterfly stroke. Partial correlations between v and SF controlling the effect of SL and between v and SL controlling the effect of SF, were positive and significant for all techniques. It is concluded that manipulation of stroke mechanics variables (SF and SL) may be one of the factors through which C in competitive swimming can be altered for a given v

Predicting the intra-cyclic variation of the velocity of the centre of mass from segmental velocities in butterfly stroke: a pilot study

The purpose of this study was to analyze the relationship between the intra-cycle variation of the horizontal velocity of displacement of the center of mass (dV), the hand’s and feet’s velocity, as well as, to identify the variables that most predict the dV’s, in butterfly stroke. The study was divided in two parts. The aim of Part I was to investigate the behavior of variables in study at slow swimming velocities and the purpose of Part II was the same but at high swimming velocities. 3 male Portuguese swimmers and 1 female swimmer, of international level were studied in Part I. The swimmers were submitted to an incremental set of 200 m butterfly swims. In the Part II, 7 Portuguese male swimmers of national and international level were studied. Each swimmer performed two maximal 25 m butterfly swims. Both protocols were recorded from four different plans, allowing a 3D analysis. It was calculated the dV, the 3D components (Vx, Vy, Vz) of the hand’s velocity and the 2D components (Vx, Vy) of the feet’s velocity. Several variables presented significant correlation coefficients with dV at all selected velocities (high velocity ranged from r = 0.58 for Vx-out to r = 0.82 for Vy-1dwn; slow velocity ranged from r = -0.45 for Vx-1dwn to r=0.73 for Vx-ups; overall velocity ranged from r= 0.34 for Vz-ent to r = 0.82 for Vx-ins). It was also computed a regression model to predict dV. For high velocity (up to 1.75 ± 0.09 m.s-1), the variables that best predict dV were Vy during the first downbeat, Vx and Vy during the arm’s insweep (r2 = 0.93). At slow velocity (up to 1.48 m.s-1), the variables included in the forward step-bystep regression model were Vx during upsweep, Vy and Vx during insweep (r2 = 0.69). For overall velocity, the variables that most fit the regression model were Vx during upsweep, Vy during second downbeat and Vz during entry (r2= 0.94). In order to reduce dV, butterfliers should increase hand’s velocity in all orthogonal components at the end of the underwater path, should increase the vertical velocity durin