LABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVA

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1 REAL FEDERACION ESPAÑOLA DE FÚTBOL COMITÉ DE ENTRENADORES Ciudad del Fútbol, Las Rozas, Madrid 26 Febrero 2013 TÉCNICA Y BIOMECANICA DEL GOLPEO EN FÚTBOL Enrique Navarro y Archit Navandar Facultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

2 PLAN DE LA EXPOSICION 1. Biomecánica del Golpeo en Fútbol 2. Introducción al Análisis Biomecánico

3 Lanzamientos y Golpeos de velocidad Objetivo final: Proyectar un objeto la máxima distancia horizontal Proyectar un objeto hasta un punto determinado Proyectar un objeto hasta un punto determinado con la máxima velocidad

4 Objetivo de los Golpeos de velocidad: Tiros a puerta Alcanzar la máxima velocidad del extremo libre de la cadena cinética y una apropiada dirección del vector velocidad en el instante del golpeo Transmitir al Balón la velocidad del pie

5 Análisis Biomecánico Teórico (Hay 1988, Anatomy Mechanics and Human Motion) Que el balón llegue a la máxima velocidad a un punto determinado de la portería Vector velocidad Despegue Vd (m/s) Spin del Balón Ws (grados/s) Vd

6 Análisis Biomecánico Teórico (Hay 1988, Anatomy Mechanics and Human Motion) Vd Vdz Vd Vdy Vdx

7 Análisis Biomecánico Teórico (Hay 1988, Anatomy Mechanics and Human Motion) Que el balón llegue a la máxima velocidad a un punto determinado de la portería Vector velocidad de Despegue del Balón Vb (m/s) Spin del Balón Ws (grados/s) Vector velocidad del pie en el inicio del contacto Vp (m/s) Impacto (transmisión de velocidad del pie al balón) Vb/Vp >1

8 Balón con gran spin y velocidad moderada o alta En la zona del balón que se mueve a favor de la corriente de aire la presión disminuye En la zona del balón que se mueve en contra de la corriente de aire la presión aumenta Aparece una fuerza perpendicular (de la zona con más presión a la de menos) a la velocidad del balón que produce un movimiento en curva ω

9 Balón con gran spin y velocidad moderada o alta A velocidades (por encima 30 m/s) muy altas la fuerza de Resistencia del aire que se opone al movimiento del balón disminuye

10 Vector velocidad del pie en el inicio del contacto Vp (m/s) Vector velocidad del pie al inicio fase de golpeo Vpi (m/s) Incremento de Velocidad del pie durante la fase de Golpeo Vp Postura inicial (posición angulares de las articulaciones corporales) Cadena Cinética Transmisión Secuencial de velocidades lineales y angulares de los segmentos

11 GOLPEOS CON EL PIE PATRON DE MOVIMIENTO SECUENCIAL Los segmentos alcanzan su máxima velocidad de manera consecutiva, de forma que los más alejados del extremo llegan a la máxima velocidad antes que los más cercanos

12 W R V V=R W VELOCIDAD EXTREMO LIBRE

13 Fases del Golpeo con el pie. Fase Previa. Extensión cadera y flexión rodilla y apoyo Fase 1. Rotación interna cadera apoyo, flexión cadera y flexión rodilla: preestiramiento cuadriceps Fase 2. Continua la flexión de la rodilla comenzando la reducción de velocidad angular del muslo y se inicia la éxtensión rodilla Fase 3. Golpeo y acompañamiento

14 GOLPEOS CON EL PIE. Secuencia de velocidades (Lees, A. Y Nolan, L.,1998)

15 GOLPEOS CON EL PIE. Transmisión del Momento Angular aumento velocidad muslo (lineal y angular) flexió n rodilla preestiramiento cuadriceps flexión flexión

16 GOLPEOS CON EL PIE. Transmisión del Momento Angular El momento angular es proporcional a la velocidad lineal y angular de un segmento En un Golpeo la suma de los momentos angulares de todos los segmentos es prácticamente constante flexión Con el momento angular constante: el aumento o disminución de velocidad de un segmento produce una disminución o un aumento del resto flexión F r

17 GOLPEOS CON EL PIE. Transmisión del Momento Angular disminució n velocidad muslo (lineal y angular) extensió n rodilla aumento velocidad pierna (lineal y angular) má xima velocidad pie Extensión Rodilla Aceleración-Deceleración Flexión cadera

18 Secuencias velocidades angulares muslo y pierna (Reilly,1996)

19 GOLPEOS CON EL PIE. Intervención Muscular Fase 2: Deceleración velocidad angular de flexión del muslo y aceleración velocidad angular extensión rodilla Gran activación muscular (80%) contracción concéntrica cuadriceps contracción excéntrica isquitibiales (frenando extensión rodilla y flexión cadera)

20 GOLPEOS CON EL PIE. Impacto Velocidad salida del balón m/s Indice de eficacia del impacto: velocidad balón=velocidad pie x I ei siempre mayor que 1 A mayor índice mayor nivel de destreza

21 Actividad Muscular. Teoría 1. Frenado del muslo y aceleración de la pierna Intervención muscular agonista Contracción concéntrica simultánea de flexores de cadera y extensores de rodilla en el instante de transferencia de velocidad angular del muslo a la pierna La velocidad angular del muslo decrece porque aumenta la de la pierna (Putnam, 1988; Sorensen, 1996)

22 Actividad Muscular. Teoría 1. Frenado del muslo y aceleración de la pierna Intervención muscular antagonista Acción excéntrica de los músculos extensores de la cadera -frenado del muslo- No se ha demostrado experimentalmente

23 PLAN DE LA EXPOSICION 1. Biomecánica del Golpeo en Fútbol 2. Introducción al Análisis Biomecánico

24 RENDIMIENTO DEPORTIVO PREVENCION LESIONES RESULTADO TACTICA DEPORTIVA TÉCNICA INDIVIDUAL CONDICION FÍSICA CONTROL MENTAL MODELO REFERENCIA ENTRENAMIENTO MATERIAL

25 Análisis Biomecánico de la Técnica Deportiva Sistemas de Fotogrametría 2D y 3D Plataformas de Fuerza Electromiografía

26 Sistemas Basados en el Reconocimiento de Marcadores Sistemas Basados en el Reconocimiento de Marcadores Pasivos Reflectantes

27 Instrumentación Marcadores Pasivos de material reflectante Distintos tamaños según resolución: 14 mm Adheridos al cuerpo

28 Instrumentación Registro de Datos Cámaras Luz Visible Cámaras Luz Infrarroja M2 Vicon: Hz; max 1280x1024 pixels

29 LABORATORIO DE BIOMECANICA DEPORTIVA INEF_UPM

30 Video Simulación 3D REPORT

31 Análisis Biomecánico de Jugadores Juveniles de alto Nivel Juarez, D, C; Mallo, J, Lopez de Subijana y Navarro, E (2011). Biomechanical anlaysis of kicking in young top-class soccer players. Journal of sports Medecine and physical fitness, 51, Objectivos: Describir el patrón de movimiento de los jugadores Estudiar la posición angular de los segmentos

32 Procedimientos Muestra: 21 jugadores (16,1 ± 0,2 años; 1,77 ± 0,06 m; 67,7 ± 6,3 kg) Sistema de Captura Automática 3D del Movimiento. Vicon 6 Cámaras Infrarojas a 250 Hz 2 Plataformas de Fuerza

33 Biomechanical analysis of kicking in young top-class soccer players, Juarez, (2006) Table 1. Maximum velocities PARAMETER Ball velocity (m/s) Linear velocity of the hip joint marker (m/s) Linear velocity of the knee joint marker (m/s) Linear velocity of the ankle joint marker (m/s) Linear velocity of the toe joint marker (m/s) MEAN ± SD ± 1.54 m/s** 5.49 ± 0.53 m/s** ± 0.63 m/s** ± 0.96 m/s** ± 1.33 m/s** **Significant differences (p<0.01) with all velocities

34 Biomechanical analysis of kicking in young top-class soccer players, Juarez, (2006) Table 5. Segment angular positions Segment Angle (º) T 1 (0 s) (mean ± SD) T 2 (0.103 s) (mean ± SD) T 3 (0.159 s) (mean ± SD) T 4 (0.163 s) (mean ± SD) Ө1: trunk angle Ө2: thigh angle Ө3: shank angle Ө4: foot angle Trunk sagittal** ± ± ± ± 9.17 Ө4 Ө1 Ө2 Thigh** ± ± ± ± 7.58 Ө3 Shank** ± ± ± ± 8.12 Foot** ± ± ± ± Trunk frontal ± ± ± ± 3.97 Arm of the kicking leg side ± ± 7.94* ± 7.25* ± 9.67 Arm of the non kicking leg side ## ± 10.04* ± 10.32* ± ± 16.02

35 Biomechanical analysis of kicking in young top-class soccer players, Juarez, (2006) Figure 4. Maximum linear velocities sequence of the joint markers at the key events T 1: the instant (s) when the hip joint marker reached its maximum velocity. This time was considered as 0 s T 2 : the instant (s) when the knee joint marker reached its maximum linear velocity T 3 : the instant (s) when the ankle joint marker reached its maximum linear velocity T 4 : the instant (s) when the toe joint marker reached its maximum linear velocity

36 Plataforma de Fuerzas LABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVA Definición, Instrumentación y Protocolo Una plataforma de fuerza mide las tres componentes de la fuerza ejercida por el sujeto y el punto de aplicación. Plancha de Acero (menos 1 m 2 ) Máximo 10 cm de alto 30-4o Kg 1000 Hz Protocolo Sencillo Registro Datos y Procesamiento Instalación Configuración: Tiempo, frecuencia, disparo Disparo

37 Plataforma de Fuerzas Tercera Ley Newton: Ley de Acción Reacción: Si un cuerpo (pie) ejerce una fuerza Fa sobre otro (suelo), el segundo cuerpo (suelo) aplica a su vez una fuerza Fr en el primero (pie) con el mismo módulo (cantidad de fuerza) con la misma dirección y de sentido contrario. Fr Fa

38 Plataforma de Fuerzas LABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVA Información Una plataforma de fuerza mide las tres componentes de la fuerza ejercida por el sujeto y el punto de aplicación. Rango Fx,Fy: -10KN-10Kn Rango Fz: -10KN-20KN Error <2% Frecuencia Natural 1000Hz Golf

39 Análisis de la Fuerza Explosiva en Fútbolistas Jóvenes de alto Nivel Juarez, D.; L. de Subijana, C.; Mallo J. y Navarro, E (2011). Acute effects of endurance exercise on jumping and kicking performance in top-class young soccer players. European Journal of Sport Sciences Vol 11(3) (In collaboration with Club Atletico de Madrid) Objectives: Valorar la fuerza Explosiva General y Específica Estudiar la influencia de un esfuerzo aeróbico en la fuerza Explosiva

40 Procedimientos Muestra: 21 jugadores (16,1 ± 0,2 años; 1,77 ± 0,06 m; 67,7 ± 6,3 kg) Sistema de Captura Automática 3D del Movimiento. Vicon 6 Cámaras Infrarojas a 250 Hz 2 Plataformas de Fuerza Test CMJ y Golpeos

41 3 CMJ 3 kicks

42 Fuerzas Veriticales CMJ Altura (cm) total Fz1 Fz2 41,5 ± 0,1 1673,75 ±163,32 862,22 ± 96,88 F. vert. máx. (N) 811,53 ± 90,97 relativa % % (BW) Fz1 Fz2 2,54 51,52 48,48 ± 0,26 ± 2,79 ± 2,79

43 Fuerzas Verticales Bolpeo de Balón Maximum Vertical Force Ball Velocity M/s Absolute N Relative (BW) 2694,44 ± 616,59 4,29 ± 0,77 28,25 ± 1,68

44 Electromiografía Es la técnica mediante la que se registran los cambios en el potencial eléctrico de un músculo cuando se contrae por un impulso nervioso Es la única técnica no invasiva que registra información directa de la actuación muscular Electrodos superficiales colacados sobre la piel Registro Datos y Procesamiento Colocación electrodos Configuración: Tiempo, frecuencia Disparo

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47 Injury incidence in a Spanish sub-elite professional football team: A prospective study during four consecutive seasons Mallo, J, González, P., Veiga, S. and Navarro, E. (2011) Injury incidence in a Spanish sub-elite professional football team: A prospective study during four consecutive sea sons. Journal of Sports Science and Medicine 10,

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50 Estudio de la Lesión de Isquitibiales mediante Análisis Biomecánido Archit Navandar, Marco Gulino, Enrique Navarro Objetivo: Comparación del Test de Isquiotibiales y el Método de Análisis Dinámico Inverso en jugadores sin lesión y con lesión de Isquiotibiales

51 Análisis Biomecánico 2D Estudio del Rendimiento en Deportes de Equipo Distancia Recorrida Análisis de la Velocidad Posiciones y Distancias Categorización de velocidades Goniómetros DLT2D

52 REFEREEING DEPARTMENT BIOMECHANICAL MATCH ANALYSIS

53 BIOMECHANICAL MATCH ANALYSIS Penalty GER-AUS The main objective is to calculate the position (X,Y) of the referee through the time Distance 22.69

54 METHODS Data collection.. Football 3 Fixed Cameras on the main stand Calibration. Coordinates of six points

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58 DECISION NO PITADO PITADO POSICIONAMIENTO ARBITRO DISTANCIA FALTA ANGULO DE VISTA ARBITRO ASISTENTE DISTANCIA LINEA FJUEGO ANGULO DE VISTA

59 Distance 10.52

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