tÉcnica y biomecanica del golpeo en...

LABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVA

TÉCNICA Y BIOMECANICA DEL

REAL FEDERACION ESPAÑOLA DE FÚTBOLCOMITÉ DE ENTRENADORES

Ciudad del Fútbol, Las Rozas, Madrid 26 Febrero 2013


TÉCNICA Y BIOMECANICA DEL GOLPEO EN FÚTBOL

Enrique Navarro y Archit NavandarFacultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID


PLAN DE LA EXPOSICIONPLAN DE LA EXPOSICION

1. Biomecánica del Golpeo en Fútbol2. Introducción al Análisis Biomecánico1. Biomecánica del Golpeo en Fútbol2. Introducción al Análisis Biomecánico



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

– Proyectar un objeto hasta un punto determinado con la

máxima velocidad


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 libre de la cadena cinética y una apropiada dirección del vector velocidad en el instante del golpeo

• Transmitir al Balón la velocidad del pie


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 DespegueVector velocidad Despegue Spin del BalónSpin del BalónVector velocidad DespegueVd (m/s)

Vector velocidad DespegueVd (m/s)

Spin del BalónWs (grados/s)Spin del BalónWs (grados/s)

VdVd



VdVdVdVd

VdzVdzVdVd

VdyVdy

VdxVdx





Vector velocidad de Despegue del BalónVector velocidad de Despegue del Balón


Vector velocidad de Despegue del Balón

Vb (m/s)

Vector velocidad de Despegue del Balón

Vb (m/s)


Vector velocidad del pie en el inicio del contacto

Vp (m/s)

Vector velocidad del pie en el inicio del contacto

Vp (m/s)

Impacto(transmisión de velocidad

del pie al balón)Vb/Vp >1

Impacto(transmisión de velocidad

del pie al balón)Vb/Vp >1


En la zona del balón que se mueve a favor de la corriente deaire la presión disminuye

Balón con gran spin y velocidad moderada o altaBalón con gran spin y velocidad moderada o alta

En la zona del balón que se mueve en contra de la corrientede aire la presión aumenta

Aparece una fuerza perpendicular (de la zona con máspresión a la de menos) a la velocidad del balón que producepresión a la de menos) a la velocidad del balón que produceun movimiento en curva

ω


Balón con gran spin y velocidad moderada o altaBalón 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


Vector velocidad del pie en el inicio del contactoVp (m/s)

Vector velocidad del pie en el inicio del contactoVp (m/s)

Vector velocidad del pie al inicio fase de golpeo

Vpi (m/s)

Vector velocidad del pie al inicio fase de golpeo

Vpi (m/s)

Incremento de Velocidad del pie durante la fase de

Golpeo

Incremento de Velocidad del pie durante la fase de

GolpeoVpi (m/s)Vpi (m/s) durante la fase de Golpeo∆Vp

durante la fase de Golpeo∆Vp

Postura inicial (posición angulares de las

articulaciones corporales)“Cadena Cinética”

Postura inicial (posición angulares de las

articulaciones corporales)“Cadena Cinética”

Transmisión Secuencial de velocidades lineales y

angulares de los segmentos

Transmisión Secuencial de velocidades lineales y

angulares de los segmentos


GOLPEOS CON EL PIEPATRON DE MOVIMIENTO SECUENCIAL

Los segmentos alcanzan su máxima velocidad de manera consecutiva, de forma que los más alejados del forma que los más alejados del extremo llegan a la máxima velocidad antes que los más cercanos


RR

VV

WW

V=R ·WV=R ·W

VELOCIDAD EXTREMO LIBRE

VVV=R ·WV=R ·W


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: preestiramientocadera y flexión rodilla: preestiramientocuadriceps

• Fase 2. Continua la flexión de la rodilla comenzando “la reducción de velocidad angular del muslo” y se inicia la éxtensiónrodilla

• Fase 3. Golpeo y acompañamiento


GOLPEOS CON EL PIE. Secuencia de velocidades (Lees, A. Y Nolan,

L.,1998)


aumento velocidad muslo(lineal y angular)

flexió n rodilla

GOLPEOS CON EL PIE. Transmisión del Momento Angular

preestiramiento cuadriceps

flexiónflexiónflexiónflexión

• 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


momentos angulares de todos los segmentos es prácticamente constante

• Con el momento angular constante: el aumento o disminución de velocidad de un segmento produce una disminución o un aumento del resto

FFrr

flexiónflexión

flexiónflexión


disminució n velocidad muslo(lineal y angular)

extensió n rodilla

aumento velocidad pierna


má xima velocidadpie

aumento velocidad pierna(lineal y angular)

AceleraciónAceleración--Deceleración FlexiónDeceleración Flexióncaderacadera

ExtensiónExtensiónRodillaRodilla


Secuencias velocidades angulares muslo y pierna (Reilly,1996)


Fase 2: Deceleración velocidad angular de flexión del muslo y aceleración velocidad angular extensión rodilla

GOLPEOS CON EL PIE. Intervención Muscular

velocidad angular extensión rodilla• Gran activación muscular (80%)

– contracción concéntrica cuadriceps– contracción excéntrica isquitibiales(frenando extensión rodilla y flexión cadera)


• Velocidad salida del balón 18-30 m/s• Indice de eficacia del impacto:

velocidad balón=velocidad pie x Iei

GOLPEOS CON EL PIE. Impacto

velocidad balón=velocidad pie x Iei– siempre mayor que 1– A mayor índice mayor nivel de destreza


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)


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-extensores de la cadera -frenado del muslo-

– No se ha demostrado experimentalmente

LABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVA PLAN DE LA EXPOSICIONPLAN DE LA EXPOSICION

1. Biomecánica del Golpeo en Fútbol2. Introducción al Análisis Biomecánico1. Biomecánica del Golpeo en Fútbol2. Introducción al Análisis Biomecánico


RENDIMIENTORENDIMIENTORENDIMIENTORENDIMIENTODEPORTIVODEPORTIVO

RESULTADORESULTADORESULTADORESULTADO

PREVENCION PREVENCION PREVENCION PREVENCION LESIONESLESIONES

TACTICATACTICATACTICATACTICA TÉCNICA TÉCNICA TÉCNICA TÉCNICA CONDICIONCONDICIONCONDICIONCONDICION CONTROLCONTROLCONTROLCONTROLTACTICATACTICADEPORTIVADEPORTIVA

TÉCNICA TÉCNICA INDIVIDUALINDIVIDUAL

CONDICIONCONDICIONFÍSICAFÍSICA

MODELOMODELOREFERENCIA REFERENCIA

CONTROLCONTROLMENTALMENTAL

ENTRENAMIENTOENTRENAMIENTOMATERIALMATERIAL


AnálisisAnálisis BiomecánicoBiomecánico dede lala TécnicaTécnica DeportivaDeportivaAnálisisAnálisis BiomecánicoBiomecánico dede lala TécnicaTécnica DeportivaDeportiva

•• Sistemas de Fotogrametría 2D y 3DSistemas de Fotogrametría 2D y 3D


•• Plataformas de FuerzaPlataformas de Fuerza

•• ElectromiografíaElectromiografía


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

LABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVA InstrumentaciónInstrumentación

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


InstrumentaciónRegistro de DatosInstrumentaciónRegistro de Datos

Cámaras Luz Visible Cámaras Luz Infrarroja M2 Vicon: 60-1000 Hz; max 1280x1024 pixels


LABORATORIO DE BIOMECANICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECANICA DEPORTIVAINEF_UPMINEF_UPM


REPORTREPORTSimulaciónSimulación 3D3DVideoVideo


AnálisisAnálisis BiomecánicoBiomecánico de de JugadoresJugadoresJuveniles de alto Juveniles de alto NivelNivel

Juarez, D, C; Juarez, D, C; MalloMallo, J, Lopez de , J, Lopez de SubijanaSubijana y Navarro, E (2011). y Navarro, E (2011). Biomechanical Biomechanical anlaysisanlaysis of kicking in young topof kicking in young top--class soccer class soccer players. Journal of sports players. Journal of sports MedecineMedecine and physical fitness, 51, and physical fitness, 51,

366366--373.373.

Objectivos:

• Describir el patrón de movimiento de los jugadores

• Estudiar la posición angular de los segmentos


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. ViconVicon

• 6 Cámaras Infrarojas a 250 Hz• 2 Plataformas de Fuerza


Table 1. Maximum velocities

PARAMETER MEAN ± SD

Ball velocity (m/s)

30.06 ± 1.54 m/s**

Linear velocity of the hip joint marker (m/s)

5.49 ± 0.53 m/s**

Biomechanical analysis of kicking in young topBiomechanical analysis of kicking in young top--class soccer players, Juarez, (2006)class soccer players, Juarez, (2006)

joint marker (m/s) 5.49 ± 0.53 m/s**

Linear velocity of the knee joint marker (m/s)

10.89 ± 0.63 m/s**

Linear velocity of the ankle joint marker (m/s)

19.36 ± 0.96 m/s**

Linear velocity of the toe joint marker (m/s)

24.59 ± 1.33 m/s**

**Significant differences (p<0.01) with all velocities


Biomechanical analysis of kicking in young topBiomechanical analysis of kicking in young top--class soccer players, Juarez, (2006)class soccer players, Juarez, (2006)

Ө1

Ө2

Ө3

Ө4

Ө1: trunk angle

Ө2: thigh angle

Ө3: shank angleӨ4: foot angle

Ө1

Ө2

Ө3

Ө4

Ө1: trunk angle

Ө2: thigh angle


Ө1

Ө2

Ө3

Ө4 Ө1

Ө2

Ө3

Ө4

Ө1: trunk angle

Ө2: thigh angle


Table 5. Segment angular positions

Segment Angle (º) T1 (0 s)

(mean ± SD)

T2 (0.103 s)

(mean ± SD) T3 (0.159 s)

(mean ± SD) T4 (0.163 s)

(mean ± SD)

Trunk sagittal** 88.95 ± 6.97 103.96 ± 6.00 96.89 ± 8.41 96.26 ± 9.17

Thigh** 226.78 ± 5.13 265.08 ± 6.47 299.16 ± 7.97 298.99 ± 7.58

Ө3 Ө3 Ө3 Ө3

Shank** 176.30 ± 11.38 159.76 ± 8.27 246.25 ± 11.74 239.77 ± 8.12

Foot** 224.25 ± 17.05 193.60 ± 9.01 297.40 ± 15.67 299.03 ± 16.42

Trunk frontal 92.22 ± 8.03 92.40 ± 5.53 89.81 ± 4.14 89.94 ± 3.97

Arm of the kicking leg side++

150.20 ± 10.91 134.01 ± 7.94* 128.63 ± 7.25* 126.88 ± 9.67

Arm of the non kicking leg side##

91.82 ± 10.04* 100.31 ± 10.32*

112.39 ± 15.74 112.15 ± 16.02

LABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVALABORATORIO DE BIOMECÁNICA DEPORTIVABiomechanical analysis of kicking in young topBiomechanical analysis of kicking in young top--class soccer players, Juarez, (2006)class soccer players, Juarez, (2006)

Figure 4. Maximum linear velocities sequence of the joint markers at the key events T1: the instant (s) when the hip joint marker reached its maximum velocity. This time was considered as 0 s T2: the instant (s) when the knee joint marker reached its maximum linear velocity T3: the instant (s) when the ankle joint marker reached its maximum linear velocity T4: the instant (s) when the toe joint marker reached its maximum linear velocity


Una plataforma de fuerza mide las tres componentes de la 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 m2)• Máximo 10 cm de alto• 30-4o Kg

Plataforma de FuerzasPlataforma de FuerzasDefinición, Definición, Instrumentación y Protocolo

• 30-4o Kg• 1000 Hz• Protocolo Sencillo

Registro Datos y Procesamiento

Instalación

Configuración: Tiempo, frecuencia, disparo

Disparo

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

Plataforma de FuerzasPlataforma de Fuerzas

FrFrel mismo módulo (cantidad de fuerza) el mismo módulo (cantidad de fuerza) con la misma dirección y de sentido con la misma dirección y de sentido contrario. contrario.

FaFa

FrFr


Una plataforma de fuerza mide las tres componentes de la 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%

Plataforma de FuerzasPlataforma de FuerzasInformaciónInformación

• Error <2%• Frecuencia Natural 1000Hz

GolfGolf


AnálisisAnálisis de la de la FuerzaFuerza ExplosivaExplosiva en en FútbolistasFútbolistasJóvenesJóvenes de alto de alto NivelNivel

Juarez, D.; L. de Juarez, D.; L. de SubijanaSubijana, C.; , C.; MalloMallo J. y Navarro, E (2011). J. y Navarro, E (2011). Acute Acute effects of endurance exercise on jumping and kicking performance in effects of endurance exercise on jumping and kicking performance in toptop--class young soccer players. European Journal of Sport Sciences class young soccer players. European Journal of Sport Sciences VolVol

11(3).191 11(3).191 –– 19619611(3).191 11(3).191 –– 196196(In collaboration with Club (In collaboration with Club AtleticoAtletico de Madrid)de Madrid)

Objectives:

• Valorar la fuerza Explosiva General y Específica

• Estudiar la influencia de un esfuerzo aeróbico en la fuerza Explosiva


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. ViconVicon

• 6 Cámaras Infrarojas a 250 Hz• 2 Plataformas de Fuerza• Test CMJ y Golpeos

3 CMJ

3 kicks

F. vert. máx. (N)

Altura

(cm) relativa % %

Fuerzas VeriticalesCMJ

(cm) total Fz1 Fz2 relativa

(BW)

%

Fz1

%

Fz2

41,5

± 0,1

1673,75

±163,32

862,22

± 96,88

811,53

± 90,97

2,54

± 0,26

51,52

± 2,79

48,48

± 2,79

Maximum Vertical ForceBall Velocity

M/s

Fuerzas VerticalesBolpeo de Balón

AbsoluteN

Relative(BW)

28,25 ± 1,68

2694,44 ± 616,59 4,29 ± 0,77


potencial eléctrico de un músculo cuando se contrae por un impulso potencial eléctrico de un músculo cuando se contrae por un impulso Es la técnica mediante la que se registran los cambios en el Es la técnica mediante la que se registran los cambios en el

potencial eléctrico de un músculo cuando se contrae por un impulso potencial eléctrico de un músculo cuando se contrae por un impulso nerviosonervioso

Es la única técnica no Es la única técnica no invasiva que registra invasiva que registra

información directa de la información directa de la

ElectromiografíaElectromiografía

información directa de la información directa de la actuación muscularactuación muscular

Electrodos superficiales Electrodos superficiales colacados sobre la pielcolacados sobre la piel

Registro Datos y ProcesamientoRegistro Datos y Procesamiento

Colocación electrodosColocación electrodosConfiguración: Tiempo, Configuración: Tiempo,

frecuenciafrecuenciaDisparoDisparo


Injury incidence in a Spanish subInjury incidence in a Spanish sub--elite elite professional football team: A prospectiveprofessional football team: A prospectivestudy during four consecutive seasonsstudy during four consecutive seasons

MalloMallo, J, , J, GonzálezGonzález, P., , P., VeigaVeiga, S. and Navarro, E. (2011) Injury , S. and Navarro, E. (2011) Injury MalloMallo, J, , J, GonzálezGonzález, P., , P., VeigaVeiga, S. and Navarro, E. (2011) Injury , S. and Navarro, E. (2011) Injury incidence in a Spanish subincidence in a Spanish sub--elite professional football team: A elite professional football team: A prospective study during four consecutive sea sons. Journal prospective study during four consecutive sea sons. Journal

of Sports Science and Medicine 10, 731of Sports Science and Medicine 10, 731--736736


EstudioEstudio de la de la LesiónLesión de de IsquitibialesIsquitibiales mediantemedianteAnálisisAnálisis BiomecánidoBiomecánido

ArchitArchit NavandarNavandar, Marco , Marco GulinoGulino, Enrique Navarro, Enrique Navarro

• Objetivo: Comparación del Test de Isquiotibiales y el Método de Análisis Dinámico Inverso en jugadores sin lesión y con lesión de Isquiotibiales


••Distancia RecorridaDistancia Recorrida••Distancia RecorridaDistancia Recorrida••Análisis de la VelocidadAnálisis de la Velocidad••Posiciones y DistanciasPosiciones y Distancias

Análisis Biomecánico 2DAnálisis Biomecánico 2DAnálisis Biomecánico 2DAnálisis Biomecánico 2DEstudio del Rendimiento en Deportes de EquipoEstudio del Rendimiento en Deportes de Equipo

•• Categorización de velocidades Categorización de velocidades •• Categorización de velocidades Categorización de velocidades •• GoniómetrosGoniómetros•• DLT2DDLT2D


REFEREEING DEPARTMENTREFEREEING DEPARTMENTREFEREEING DEPARTMENTREFEREEING DEPARTMENTBIOMECHANICAL MATCH ANALYSISBIOMECHANICAL MATCH ANALYSIS


BIOMECHANICAL MATCH ANALYSISBIOMECHANICAL MATCH ANALYSISBIOMECHANICAL MATCH ANALYSISBIOMECHANICAL MATCH ANALYSIS

PenaltyPenalty GER-AUSGER-AUS

The main objective is to The main objective is to The main objective is to The main objective is to

58´3058´30DistanceDistance22.6922.69

The main objective is to The main objective is to calculate the position calculate the position (X,Y) of the referee (X,Y) of the referee through the timethrough the time


METHODSMETHODSMETHODS Data collection. FootballData Data collectioncollection. Football. Football

•3 Fixed Cameras on themain stand•Calibration. Coordinatesof six points

•3 Fixed Cameras on themain stand•Calibration. Coordinatesof six points


DECISIONDECISIONDECISIONDECISION

POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO

NO PITADONO PITADOPITADOPITADO

ARBITROARBITROARBITROARBITRODISTANCIA FALTADISTANCIA FALTAANGULO DE VISTAANGULO DE VISTA

ARBITRO ASISTENTEARBITRO ASISTENTEARBITRO ASISTENTEARBITRO ASISTENTEDISTANCIA LINEA FJUEGODISTANCIA LINEA FJUEGOANGULO DE VISTAANGULO DE VISTA


DistanceDistanceDistanceDistance10.5210.5210.5210.52

tÉcnica y biomecanica del golpeo en...

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