Impegno metabolico del calciatore
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Il prof. di Prampero spiega la potenza metabolica su cui si basa un metodo di valutazione del costo energetico nelle prestazioni di un calciatore. Questo approccio è alla base del sistema GPEXE realizzato da Exelio.
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Impegno metabolico del calciatore
- 1. Impegno metabolico del calciatore: teorie e realtà Pietro Enrico di Prampero – Osgnach Cris5an Milano, 27 maggio 2013
- 2. Da5 5pici o?enu5 da Video Match Analysis • Distanza totale: 10 – 13 km • Spesa energe7ca totale: 1200 – 1500 kcal • Fa7ca: la distanza coperta nei primi 45 minu5 è del 5 -‐ 10 % maggiore di quella coperta nel secondo tempo • Intensità basata sulle seguen5 categorie di velocità Walking -‐ Jogging -‐ Running LS -‐ Running HS -‐ Sprin5ng ≈ 70% del tempo totale: Walking, Jogging o Running LS ≈ 28% del tempo totale: Running HS (150-‐250 corse di 15-‐20 m) ≈ 2 % del tempo totale o 5-‐10% della distanza totale: Sprin5ng (velocità superiori a 19 -‐ 25 km/h) Queste analisi non prendono in considerazione un elemento cruciale del calcio: le accelerazioni e decelerazioni.
- 3. In effe`, il dispendio energe5co totale è o?enuto dal prodo?o della distanza totale per il costo energe5co della corsa (per unità di distanza). A sua volta questo è assunto eguale a quello osservato a velocità costante (≈ 1 kcal/(kg･km)). Tu?avia, nelle fasi di accelerazione, a causa dell’energia cine5ca necessaria per incrementare la velocità, il costo energe5co della corsa è superiore che a velocità costante.
- 4. Qualche anno fa abbiamo proposto di s5mare il costo energe5co della corsa in accelerazione, sulla base dell’equivalenza tra un sistema di riferimento accelerato (centrato sul corridore) e il campo gravitazionale terrestre (P.E. di Prampero et al., J. Exp. Biol, 2005). Nella fa`specie, la corsa in accelerazione su terreno piano è considerata analoga alla corsa in salita a velocità costante, dove la pendenza è imposta dall’accelerazione antero-‐posteriore, come segue.
- 5. Corsa in accelerazione su terreno piano (A) o in salita a velocità costante (B). M, massa corporea; af, accelerazione antero-‐poteriore; g, accelerazione di gravità; g’, somma ve?oriale di af e g; T, terreno; H, orizzontale; α, angolo tra l’asse corporeo medio del sogge?o e T; 90 -‐ α, angolo tra T e H. La pendenza equivalente (ES, Equivalent Slope) è de9ata dall’angolo 90 – α.
- 6. La pendenza equivalente imposta dall’angolo 90 – α è la tangente dell’angolo in ques5one: ES può quindi essere facilmente determinata purché l’accelerazione antero-‐posteriore sia nota. A B
- 8. Nella corsa in accelerazione, la forza media esercitata dai muscoli è il prodo?o della massa corporea per g’ (F' = peso corporeo equivalente = M･g’) Al contrario, a velocità costante, la forza media è eguale al peso corporeo (F = M･g) Il rapporto F'/F = g'/g è definito ”massa corporea equivalente” e indicato con il simbolo EM:
- 9. Il costo energe5co della corsa in salita a velocità costante è ben conosciuto (Margaria, 1938; Margaria et al., 1963; Mine? et al., 1994; 2002) Quindi, quando sia nota l’accelerazione antero-‐posteriore è rela5vamente semplice calcolare i corrisponden5 valori di pendenza (ES) e massa (EM) equivalente, e di qui risalire al costo energe5co corrispondente.
- 10. (i = inclinazione) (Mine? et al., 2002)
- 11. ES = pendenza equivalente EM = massa equivalente Cr0 = costo energe5co della corsa a velocità costante in piano
- 13. Linea orizzontale so`le inferiore: Cr a velocità costante in piano ≈ 4 J/(kg･m) Area punteggiata: ruolo di ES Area in nero: ruolo di EM
- 14. Potenza metabolica istantanea Pmet (W/kg), data dal prodo?o di Csr (J/(kg･m)) e velocità (m/s) Pmet = Csr ･ v 20.9 W/kg = 60 ml O2/(kg･min)
- 16. Il nostro studio in sintesi • 50 par5te del Campionato di Serie A 2007-‐2008 • 1,050 analisi su 399 giocatori • Età 27 ± 4 anni • Massa corporea 75.8 ± 5.0 kg • Statura 1.80 ± 0.06 m
- 17. Video Match Analysis (tradizionale) • Tempo totale: 95 min 5 s ± 1 min 40 s • Distanza totale: 10950 ± 1044 m • Categorie di velocità T = tempo; D = distanza:
- 18. L’approccio tradizionale non 7ene conto di accelerazioni e decelerazioni. Abbiamo quindi rianalizzato gli stessi da5 s5mando il costo energe5co della corsa, come descri?o in precedenza (P.E. di Prampero et al., J. Exp. Biol, 2005)
- 19. • Abbiamo quindi suddiviso le prestazioni dei giocatori in categorie di accelerazione, anziché di velocità, e abbiamo s5mato il costo energe5co corrispondente (EC).
- 20. • Questo ci ha consen5to di s5mare la potenza metabolica a par5re dal prodo?o del costo energe5co per la velocità. A sua volta, il prodo?o della potenza metabolica per il tempo è la spesa energe5ca totale (EEE) (NB: 20.9 W/kg = 60 ml O2/(kg･min))
- 21. Velocità vs. Potenza Metabolica 6.3% 43.1% Solo il ≈ 6 % del tempo totale è speso a velocità superiori a 16 km/h; ma ben il ≈ 43 % dell’energia totale è spesa al di sopra della corrispondente potenza metabolica (20 W/kg).
- 22. Potenza metabolica: effe` di velocità e accelerazione
- 23. Potenza metabolica: effe` di velocità e accelerazione
- 24. 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90 -‐0.98 -‐1.96 -‐2.94 -‐3.92 -‐4.90
- 25. DISTANZA EQUIVALENTE (ED) E’ la distanza che il giocatore avrebbe coperto con lo stesso dispendio energe5co totale, ma correndo a velocità costante 10.950 m 13.166 m 1.107 kcal 1.107 kcal
- 27. L’ INDICE DI DISTANZA EQUIVALENTE (EDI) E’ il rapporto tra la distanza equivalente (ED) e l’effe`va distanza coperta nel periodo considerato (TD). 10.950 m 13.166 m = 1.20 =
- 28. ”Indice di Distanza Equivalente”
- 29. L’INDICE DI ANAEROBIOSI (AI) E’ il rapporto tra l’energia spesa al di sopra di una soglia di potenza metabolica (TP), scelta dall’operatore (VO2max o Soglia Anaerobica, o ……) e la spesa energe5ca totale. w + W W AI =
- 30. L’INDICE DI ANAEROBIOSI (AI)
- 31. Infine, ci sembra u5le sul piano pra5co iden5ficare il numero di “even5” al di sopra di una potenza cri5ca predefinita (e.g. 20 W/kg) e cara?erizzarli in termini di durata, distanza e velocità, ciò che nel nostro lavoro del 2010 non si era fa?o. 15 min allenamento specifico con la palla
- 32. Ques7oni aperte La s5ma della potenza metabolica sulla base dell’equivalenza tra corsa in accelerazione in piano e corsa a velocità costante in salita si basa sulla serie di presuppos5 elenca5 in precedenza. Di ques5, il più discu5bile è probabilmente l’eguaglianza del lavoro interno nelle due condizioni. In effe`, il lavoro interno dipende dalla frequenza e ampiezza dei movimen5 degli ar5 rispe?o al baricentro corporeo, oltre che dalla massa degli ar5 stessi. E’ quindi verosimile che il lavoro interno sia maggiore nella corsa in accelerazione, rispe?o a quella in salita, sopra?u?o nelle fasi di elevata accelerazione e di breve durata.
- 33. Che le cose s5ano effe`vamente così è anche suggerito da un recente lavoro (Buglione, di Prampero, Eur. J. Appl. Physiol. 113: 1535–1543, 2013) in cui si dimostra che la valutazione indire?a del costo energe5co delle corse a nave?a su brevi distanze (≈ 10 m) so?os5ma la misura dire?a, mentre sulla distanze maggiori (≈ 20 m) valutazione indire?a e misura dire?a coincidono. Una possibile via d’uscita da questo stato di cose potrebbe essere la correzione dei valori sBmaB sulla base della frequenza dei passi. “Affaire à suivre”
- 34. Va anche so?olineato che solo un’elevata frequenza di acquisizione e un appropriato filtraggio dei segnali consentono un’adeguata rappresentazione della “realtà”.
- 35. CONCLUSIONI L’approccio tradizionale, basato solo su categorie di velocità sottostima l’impegno metabolico“vero”.
- 36. “……….. fa` non foste a viver come bru5 ma per seguir virtude e conoscenza.” (Dante, La Divina Commedia – Inferno XXVI: 119 -120.)