Os Conhecimentos da Física e da Matemática Aplicados ao Futebol!

Com o auxílio de um modelo matemático, o professor da Faculdade de Educação Física (FEF) Sérgio Augusto Cunha criou uma análise de visualização que possibilita enxergar facilmente a evolução do salto dos goleiros de futebol com o uso de uma plataforma de força e do computador. Segundo o docente, no futebol, o goleiro lida com características muito específicas para o seu preparo físico, técnico e tático. E a movimentação, para executar a defesa, passa pelas fases de expectativa, primeiro passo e salto. O seu projeto conseguiu otimizar e proporcionar desempenho máximo no salto. O trabalho é fruto do seu estudo de pós-doutorado, realizado na Universidade de Calgary, Canadá, que possui um dos melhores laboratórios de biomecânica do mundo. Esse conhecimento já está disponível para ser praticado na Copa de 2014 e nas Olimpíadas de 2016, ambas no Brasil. Os testes já começam ser feitos no Laboratório de Instrumentação Biomecânica da Unicamp, e Sérgio Cunha aguarda a manifestação de times ou seleções interessados em avançar nas estratégias de defesa.

Os experimentos foram feitos com seis voluntários amadores (quatro goleiros e dois não goleiros), cada qual executando nove saltos. Foram avaliados ao todo 54. Ele revela que o foco de seu trabalho foi unicamente a potência do salto, visto se tratar de uma variável de relevância para os jogadores de futebol e de outras modalidades. “O próximo passo será verificar a atuação dos goleiros profissionais”, avisa Sérgio Cunha, que pertence ao Departamento de Ciências do Esporte.

Resultados preliminares apontaram que os goleiros têm um aproveitamento muito maior de energia na hora do contato com o solo do que os não goleiros. Quando fazem o impulso, por exemplo, freiam muito menos o movimento, graças à técnica.

MATEMÁTICA

O modelo matemático usado pelo professor da FEF, que criou gosto pelas ciências exatas no curso de Engenharia de Alimentos, envolve uma rotina descrita no Matlab, um software que faz cálculos com matrizes e relaciona conceitos básicos como determinar valor de máximo da curva e de área sobre a curva.

No caso avaliado, estudaram-se o impulso e a força-pico, particularidades do salto do goleiro, procurando aumentá-los para melhorar esse movimento. Isso se correlaciona com a potência do corpo do goleiro que, ao ter sua força aferida, fornece uma ideia do que está acontecendo com a potência.

Na prática, alguns marcadores passivos são fixados nos goleiros para calcular os ângulos do quadril, joelho e tornozelo. Uma vez eles determinados, os participantes fazem o salto saindo da posição de expectativa e executando o primeiro passo. A intenção é alcançar uma bola lançada para o lado direito do mesmo modo que eles têm de fazer um salto com a máxima potência e aterrissar em um colchão.

A princípio, o pesquisador planejava analisar a potência dos membros inferiores e descobrir as potências articulares, projeto que de fato está em andamento. “Descobrimos uma forma mais simples e objetiva de verificar esses dados usando a plataforma de força, que inclusive já existe comercialmente.”

Uma vantagem da plataforma, onde ocorrem os saltos, é que ela poderá ser levada ao campo de treinamento para que o técnico e os atletas confiram o desempenho em termos da análise da curva de força no tempo e da área sobre essa curva. De acordo com o docente, poucos times de futebol no Brasil dispõem de uma.

Mediante análise exploratória, o professor notou que essas variáveis exemplificam bem a situação pretendida e otimizam o processo buscado em termos de potência, mesmo analisando só a curva de força.

Sérgio Cunha conta que, quando firmado o projeto com a Universidade de Calgary, em particular com o renomado biomecânico Walter Herzog, a ideia era ajudar algum goleiro de uma seleção ou de um grande clube a fazer uma defesa espetacular – numa cobrança de pênalti ou de falta – pela otimização dessa potência.

CABECEIO

No dia a dia, fica inviável levar os goleiros ao laboratório, constata o docente, porque lá eles são colocados em marcadores que requerem constante reposicionamento, além de os testes serem bastante demorados.

O Laboratório de Instrumentação Biomecânica, que em abril completou 25 anos, comenta o pesquisador, sempre procurou conduzir o projeto para uma experiência no mundo real. Eis a razão de querer introduzir a plataforma nos jogos e treinos. “Faremos agora análises de saltos utilizando goleiros brasileiros”, comenta o responsável pelo estudo, que desta vez trabalhará com goleiros profissionais. Em breve, um novo estudo deve abordar o cabeceio no futebol, feito por um orientando do docente, a fim de entender como treinar a melhora da potência dos membros inferiores.

Na Copa de 70, no gol contra a Inglaterra, relembra o docente, Pelé subiu mais que o zagueiro, que era muito mais alto. “Essa é uma vantagem no desempenho do atleta e, em muitos casos, ajuda a evitar lesões na cabeça, visto que, se ele subir mais que o oponente, nunca acertará cabeça com cabeça.”

O desenvolvimento da potência do salto para o cabeceio têm sido de suma importância no jogo, podendo ser fatores até de desestabilização do adversário. O Bayern de Munique, um dos times mais festejados desta época, usa muito o cabeceio, que tem sido um fundamento decisivo no futebol.

No futebol feminino então, exige-se uma demanda maior pela potência de salto, pois a estatura das jogadoras é menor. Esse trabalho também virá nessa direção, “sempre no sentido de ajudar técnicos, preparadores físicos e atletas na melhora das condições de preparo”, expõe o professor.

Por enquanto, os pesquisas no Brasil analisam a força de reação do solo e, em Calgary, a determinação das potências em cada uma das articulações, empregando softwares de simulação. Sérgio Cunha ainda está aprimorando com o professor Ricardo Torres, do Instituto de Computação (IC) da Unicamp, a quantificação dos padrões das curvas e planeja retornar ao Canadá em 2015, onde deve acompanhar o campeonato mundial feminino de futebol e a Olimpíada de Toronto.

ROBÔ

Na mesma linha de treinamento para goleiros, dois alunos de Sérgio Cunha o procuraram demonstrando interesse em desenvolver um robô que chuta a bola para o goleiro e que faz as vezes de um cobrador de faltas. A iniciativa será desenvolvida em parceria com o professor Paulo Roberto Pereira Santiago, da USP-Ribeirão Preto, seu ex-aluno de doutorado.

Esse robô será similar ao que tem sido adotado nas aulas de tênis, porém para o treino do goleiro. Atua como um lançador de bolas capaz de repetir os lances com a mesma precisão, velocidade e direção. Tanto a plataforma de força como o robô são ferramentais que auxiliam grandemente o salto dos atletas, um trunfo para os brasileiros que se dedicam à evolução do esporte no país.

O incremento será fundamental para os goleiros, pois o treinador profissional não consegue chutar a bola exatamente no mesmo lugar. “Assim, conseguiremos formar um padrão, do ponto de vista científico, para analisar essas curvas, uma vez que a precisão do posicionamento da bola e a velocidade são imprescindíveis”, assinala o estudioso.

PRÉ-REQUISITOS

Sob o aspecto biomecânico, ensina Sérgio Cunha, é aconselhável que os goleiros atuais sejam mais altos. Ele fez um levantamento na última Copa do Mundo, constatando que os goleiros não chegavam à média de 1,90 metro. O ideal seria ter algo próximo disso.

Por outro lado, mais importante que a altura, considera, é que os goleiros tenham uma boa potência dos membros inferiores, por causa dos saltos, nas situações em que devem alcançar a bola. Afinal, o gol é muito grande: mede 7,32 m x 2,44 m. Por isso, o goleiro é o jogador que mais treina na equipe, e treina também sozinho. “Então é preciso alcançar a bola e ainda atentar para o jogador de linha, que está sempre tentando chutar a bola distante do goleiro e com a máxima velocidade”, descreve ele.

São vários os tipos de saltos. Pode-se pensá-los a partir de uma cobrança de pênalti ou de uma cobrança de falta onde normalmente, após a bola ter sua trajetória definida, ele tem que iniciar esse salto, que demanda um longo alcance. Então a potência de membros inferiores é inestimável.

O docente aponta como goleiros modelares Leão, Taffarel, Zetti e Carlos (aposentados), Dida (Grêmio), Rogério Ceni (São Paulo), Marcos (ex-Palmeiras), Cássio (Corinthians) e Júlio César (Seleção). Taffarel foi, recorda ele, o primeiro goleiro da seleção brasileira a jogar na Europa, abrindo um mercado atraente e reconhecido para outros que vieram a seguir. Recentemente, passou a comandar o time do Galatasaray, Turquia.

Apesar de Rogério Ceni e Marcos não serem tão altos, isso não se constituiu para eles um empecilho, acredita o docente, “posto que o posicionamento desses jogadores foi peça-chave para desenvolver uma liderança dentro de campo; por isso ambos entraram para a história”, opina.

Publicação
Pós-doutorado: “Mathematical model to optimize ‘goalkee-pers’ jumping”
Autor: Sérgio Augusto Cunha
Financiamento: Fapesp


Veja o video no link abaixo:

Como a Física pode ajudar em um melhor desempenho nos esportes?

http://www.youtube.com/watch?v=_DcmNKIjAH8