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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.39.2020.tde-21052021-093527
Document
Author
Full name
Franklin de Camargo Junior
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Amadio, Alberto Carlos (President)
Menegaldo, Luciano Luporini
Mochizuki, Luis
Serrão, Julio Cerca
Title in Portuguese
Biomecânica da aterrissagem de duplo mortal estendido na barra fixa
Keywords in Portuguese
Aterrissagem e modelagem
Biomecânica
Duplo mortal
Ginástica artística
Abstract in Portuguese
A aterrissagem na saída de um aparelho em ginástica artística é uma das habilidades de maior desafio dessa modalidade. Entre os atletas de alto rendimento, uma falha nessa fase do movimento, como um passo ou queda na finalização, pode retirar as chances de pódio nas competições. Para diminuir as chances de erro, como em toda habilidade de precisão, as saídas de aparelho são realizadas repetidas vezes durante as sessões de treinamento. O efeito danoso disso é o aumento da exposição ao risco de lesão musculoesquelética por sobrecarga mecânica ou trauma por falha de execução. O objetivo desse estudo foi elucidar os fatores biomecânicos determinantes para uma aterrissagem ideal em ginástica artística (i.e., sem a necessidade de passos para atingir uma condição de repouso após o contato com o solo). Para tanto, foi proposto um modelo de interpretação analítica para os fatores biomecânicos que regem essa habilidade, com base em um sistema de pêndulo invertido no qual o ginasta foi representado pelo segmento que une o centro articular do tornozelo ao centro de massa corporal (ank-com) no instante de colisão. Selecionada por conveniência amostral (7 ginastas da elite nacional com ranking internacional) e metodológica (modelagem e experimental), a saída de barra fixa em duplo mortal estendido para trás foi caracterizada em 109 variáveis biomecânicas. A Análise de Componentes Principais foi adotada para medir o potencial preditivo das variáveis de estado definidas pelo modelo biomecânico para a discriminação das condições de sucesso e falha. Por fim, um conjunto de configurações de sucesso foi interpretado com base no modelo analítico proposto. Revelou-se pela Análise de Componentes Principais uma capacidade de discriminação entre as condições praticamente absoluta (91% dos casos) no acumulado de três eixos de variabilidade. Foram consideradas suficientes para configurar as condições ideais de aterrissagem do duplo mortal estendido na pré-colisão, as combinações das variáveis no modelo ank-com: quantidade de movimento angular do corpo, ângulo do corpo, velocidade angular do corpo e velocidades horizontal e vertical do centro de massa. Espera-se com a presente investigação, poder contribuir para o desenvolvimento de estratégias de controle e correção das habilidades de saída de barra, com potencial de transferência para outros aparelhos ginásticos, em condições de menor risco de lesões por impacto e maior domínio dos fatores biomecânicos de intervenção
Title in English
Biomechanics of the landing for double salto backward stretched in the horizontal bar
Keywords in English
Artistic gymnastics
Biomechanics
Double salto
Landing and modeling
Abstract in English
The landing on the dismount of an apparatus in artistic gymnastics is one of the most challenging skills in this sport. Among high performance athletes, a failure in this movement phase, such as a step or fall, can take chances of podium in championships. In order to reduce the chance of errors, as in any precision motor skills, dismounts are performed repeatedly during training sessions. The side effect of this practice is the increased exposure to the risk of musculoskeletal injury by mechanical overload or trauma due to execution failure. The aim of this study was to clarify the determining biomechanical factors for optimal landing in artistic gymnastics (i.e., no step needed to achieve a rest state after contact with the ground). Therefore, an analytical interpretation model was proposed for the biomechanical factors governing this ability, based on an inverted pendulum system in which the gymnast was represented by the segment connecting the ankle joint center to the body center of mass (ank-com) at the instant of collision. Selected by sampling (seven national elite gymnasts with international ranking) and methodological convenience (modeling and experimental), the double salto backward stretched dismount on the horizontal bar was characterized in 109 biomechanical variables. The Principal Component Analysis was adopted to measure the predictive potential of the state variables defined by the biomechanical model for discriminating the success and failure conditions. Finally, a set of successful configurations was interpreted based on the proposed analytical model. An almost absolute ability to discriminate between conditions (91% of cases) in the cumulative three axes of variability was revealed by the Principal Component Analysis. The combinations of angular momentum, angular position, angular velocity of the body and horizontal and vertical velocities of the center of mass were considered sufficient to establish the ideal conditions for the double salto backward stretched in the pre-collision by ank-com model. This research is expected to contribute to the development of control strategies and correction of horizontal bar dismount skills, with transfer potential to other gymnastics apparatus, under conditions of lower risk of impact injuries and greater mastery of biomechanical intervention factors
 
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Publishing Date
2021-05-28
 
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