The Dos Santos movement in Artistic Gymnastic

Nós realizamos um estudo do salto duplo twist carpado executado pela Daiane dos Santos. Os saltos analisados foram filmados num dia de treinamento da Daiane no Centro Olímpico em Curitiba no ano de 2004. 

O intuito do estudo foi obter uma descrição biomecânica do salto. Embora não tenha sido nosso objetivo neste estudo, uma análise biomecânica como a que conduzimos é normalmente empregada para caracterizar o movimento sob investigação visando uma melhora do desempenho (veja por exemplo, http://www.coachesinfo.com).

O Estudo
O estudo consistiu de uma descrição dos movimentos (cinemática) da Daiane durante o salto por meio de filmagem. A descrição cinemática do movimento é uma ferramenta muito utilizada no estudo do movimento humano no contexto do esporte e de saúde e na indústria cinematográfica (veja por exemplo, Instrumented Analysis of Human Movement, Video motion analysis).

As imagens foram capturadas por seis câmeras de vídeo colocadas em ângulos diferentes para registrar todo o salto:


Para o estudo, foram colocadas pequenas marcas refletivas sobre pontos específicos do corpo da Daiane para posteriormente cada um desses pontos de cada quadro de cada vídeo serem digitalizados no computador. Desta forma, uma representação fiel do movimento da Daiane é gerada no computador para analisar o movimento.

 

O volume do espaço em que ela se movimentou foi calibrado para reconstrução tri-dimensional do movimento a partir das imagens bi-dimensionais das câmeras utilizando um sistema de calibração e um algoritmo matemático conhecido como DLT implementado num  programa chamado APAS.

 

Leia sobre DLT

 


A partir das filmagens, digitalização dos pontos de interesse e calibração das imagens, é possível obter vários parâmetros quantitativos. Veja abaixo alguns desses parâmetros.

De cima para baixo, o vídeo mostra a Daiane sendo reapresentada como uma figura de palitos, a trajetória do centro de gravidade da Daiane na direção vertical (em metros), a velocidade do centro de gravidade na direção vertical (em metros por segundo) e a velocidade de rotação do tronco durante o movimento (em graus por segundo).


Esta animação mostra um esqueleto representando a Daiane e a linha contínua mostra a trajetória do centro de gravidade da Daiane durante o salto:

Veja uma animação de figuras de palito da Daiane executando o salto duplo twist carpado:

Esta foto mostra um momento da animação com todas as trajetórias dos segmentos do corpo da Daiane durante o salto (a cor das trajetórias representa a velocidade (tecnicamente, rapidez, o módulo da velocidade) instantânea daquele ponto, vermelho significa mais veloz) e branco mais lento):


Daiane e Newton

 Sob um olhar da Mecânica, o movimento completo da Daiane pode ser explicado utilizando-se as leis de movimento (ou leis de Newton) da seguinte forma:

 Antes do salto duplo twist carpado propriamente dito, a Daiane realiza uma série de movimentos durante a corrida para ganhar não somente velocidade na direção horizontal (quantidade de movimento linear) mas também quantidade de rotação (ou quantidade de movimento angular) pois ela irá precisar de energia rotacional para realizar as rotações no ar.

 No término da corrida ela então realiza um movimento com grande velocidade vertical para ganhar impulso nesta direção. Durante a permanência no ar, o centro de gravidade da Daiane descreverá uma trajetória parabólica prescrita pela sua velocidade e ângulo de saída no momento do início do salto.

 A Daiane deve saltar o mais alto possível (para permanecer o maior tempo possível no ar) e armazenar a maior quantidade de movimento angular possível. Isso porque a quantidade de movimento angular é conservada durante todo o salto e esta grandeza que possibilitará a Daiane realizar as rotações no ar. Se a Daiane não armazenar uma quantidade mínima de rotação, ela não conseguirá realizar as rotações pois não poderá gerar quantidade de rotação no ar.

As diferentes formas de execução do salto duplo twist

 Quanto à disposição dos segmentos do corpo durante o movimento, o duplo mortal que a Daiane executa pode ser realizado grupado (com todos os segmentos flexionados e próximos ao quadril), carpado (com joelho e tronco estendido mas com o quadril flexionado em 90 graus) e estendido (com todo o corpo estendido).

 Para se ter uma idéia da diferença em dificuldade em realizar o mesmo movimento em uma destas três posturas diferentes precisamos recorrer a uma grandeza da Física que mede a resistência para alterar a rotação de um corpo, essa grandeza é chamada “inércia rotacional” ou “momento de inércia”.

 A inércia rotacional é proporcional à massa do corpo e à distância ao quadrado que esta massa está do eixo de giro. Isto quer dizer que quanto maior a massa do corpo maior é a inércia rotacional deste corpo (mais difícil é colocar ele para girar ou parar o giro dele), e quanto mais distante essa massa estiver do eixo de giro também será maior a inércia rotacional (só que agora se a distância aumentar duas vezes, a inércia rotacional vai aumentar quatro vezes). Portanto, realizar um mortal grupado é mais fácil que um mortal carpado que por sua vez é mais fácil que o estendido.

 O mortal estendido é o mais difícil de todos porque embora a massa do corpo como um todo não varie (a Daiane tem sempre o mesmo peso!), variam as distâncias que os segmentos do corpo estão em relação ao eixo de giro (lembre-se que a dificuldade de girar um corpo depende da distância que a massa está em relação ao eixo de giro).

 A diferença entre a inércia rotacional do corpo grupado e do corpo estendido é cerca de três vezes!

 Quer dizer é aproximadamente três vezes mais difícil realizar o mesmo movimento com o corpo estendido!

 Dada a dificuldade de realizar o movimento duplo twist, entre todas as ginastas, somente a Daiane consegue realizar o movimento carpado, não bastasse essa proeza, agora a Daiane realiza o mesmo movimento mas de forma estendida.

 Quer dizer, ela não está um passo a frente das outras ginastas, está à dois!

 Difícil entender a Física por trás do salto? Não se preocupe, pois realizar estes movimentos é muito mais difícil…

Alguns números sobre o salto duplo twist carpado:

  • Altura do salto (deslocamento máximo do centro de gravidade): 1,54 metros.

  • Altura máxima que ela alcança: 2,77 m (com os pés durante o primeiro mortal)

  • Distância percorrida na horizontal durante o salto: 1,30 metros

  • Duração do salto: 1,07 segundos (o mesmo tempo que demora para alguém falar Daiane dos Santos e menos do que falar duplo twist carpado)

  • Velocidade vertical de saída (e de chegada): 5,2 m/s ou 19,7 km/h

  • Máxima velocidade de rotação da Daiane no ar: 900 graus/segundo

Outra animação mostrando o recurso de poder parar a animação e ver o movimento por qualquer ângulo, mesmo sem ter sido filmado a partir deste ângulo:


 O impacto na aterrissagem
A questão do impacto, embora interessantíssimo por causa da lesão dela, não dá para ser investigada pela filmagem. No entanto há na literatura uma estimativa do impacto em ginastas: Panzer e colaboradores [1] mostraram que a força do chão sobre a atleta na aterrissagem é de 8 a 14 vezes o peso do próprio corpo, o que para a Daiane seria equivalente a uma massa de meia tonelada atuando numa fração de segundo sobre o corpo dela. Para a Daiane esses números seriam ainda maiores porque como ela salta muito alto, maior é a força de impacto na aterrissagem.

Leia sobre o joelho do ginasta

1. Panzer VP, Wood GA, Bates BT, Mason BR. In: de Groot, G. et al, eds. Biomechanics XI-B. Amsterdam: Free University Press; 1988:727-735.


Links


Cada tentativa da Daiane (corrida mais salto) durava cerca de 3 segundos de vídeo. Cada segundo do vídeo tinha 60 campos (fotos) o que gerou cerca de 180 campos para cada um dos 6 vídeos, totalizando 1080 imagens. Para cada imagem, 18 pontos eram digitalizados, que devido às condições do ambiente de filmagem não puderam ser reconhecidos automaticamente e tiveram que ser digitalizados um a um pelo Reginaldo e pelo Rogério, membros do Laboratório de Biofísica. 

No total foram mais de 18 mil pontos selecionados manualmente após inúmeras horas no computador para um único salto de cerca de 3 segundos

Bom, mas também não é todo dia que o Rogério e o Reginaldo estudam uma estrela…

O duplo twist carpado recebeu o sobrenome da Daiane porque ela foi a primeira ginasta a executá-lo em torneio internacional oficial (Campeonato Mundial nos EUA, em 2003) e não apresentou falhas que comprometessem a qualidade técnica do movimento.Daiane foi a segunda ginasta brasileira a ter seu nome incluído no Código de Pontuação da Federação Internacional de Ginástica por apresentar um movimento inédito. A primeira ginasta foi Heine Araújo, no Campeonato Mundial da Bélgica, em 2001.

Para se ter uma idéia do grau de dificuldade do movimento “Dos Santos”:

Os elementos da GO são classificados em partes de valor A, B, C, D, E e Super E. A corresponde aos elementos mais simples e, Super E, aos mais difíceis. Atualmente, o movimento “Dos Santos” é classificado como Super E. Quando Daiane executa esse movimento, sem grandes falhas de execução, ela recebe um valor adicional de 0,30 (pontuação máxima para cada elemento de alta dificuldade).

O “Duplo Twist Grupado” já foi apresentado há alguns anos. Mas, somente em 2003, no Campeonato Mundial de GO nos EUA, é que Daiane apresentou o “Duplo Twist Carpado”. E, no mesmo ano, Daiane apresentou o “Duplo Twist Estendido”. A rapidez com que Daiane evoluiu do “Duplo Twist Grupado” para o “Duplo Twist Estendido” é surpreendente, haja vista o alto grau de dificuldade deste último, conforme foi explicado anteriormente (aproximadamente três vezes).

Então, qual será o próximo passo? A inclusão de giros no eixo longitudinal, como por exemplo, realizar ½ pirueta no segundo mortal ? Podemos esperar tudo, pois Daiane parece não ter limites!

Fontes

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