O CINESIOLOGIA E BIOMECÂNICA DO CICLISMO: UMA REVISÃO

CINESIOLOGIA E BIOMECÂNICA DO CICLISMO: UMA REVISÃO

O movimento do ciclista é cíclico e repetitivo, identificado pela pedalada, que consiste na rotação completa do eixo do pedal em torno do eixo central da bicicleta. A pedalada pode ser considerada um gesto motor tridimensional complexo, compreendido no plano sagital pela flexão e extensão do joelho, quadril e tornozelo, a abdução e adução do quadril no plano frontal e, conseqüentemente, a rotação da tíbia no plano transversal. A Cinesiologia e a Biomecânica nos permitem analisar os movimentos articulares nos planos anatômicos, entender de que forma as estruturas do corpo respondem à aplicação cargas mecânicas e de que forma as forças atuam e modificam o movimento humano, esses estudos se completam e quando associados promovem a melhora do rendimento esportivo até o tratamento de doenças degenerativas e permite prevenir o surgimento de lesões no aparelho locomotor. O objetivo deste artigo foi discutir a cinesiologia e biomecânica do ciclismo, abordar a relação entre postura e centro de gravidade, o efeito da aerodinâmica sobre a resistência do ar, a relação da força aplicada perpendicularmente ao pedivela e a de reação do solo ao pneu traseiro, função ligamentar no joelho, função e atividade elétrica dos principais músculos do membro inferior na produção de força e assimetria de força no ciclo da pedalada.

Foram utilizados no método deste artigo oitenta e quatro textos, entre artigos da base de dados SciSearch, Embase, Lilacs, Scielo, PubMed com os descritores: ciclismo, postura, aerodinâmica, atividade muscular e assimetria e livros publicados de 1959 a 2010, foram avaliados e classificados em elegíveis e não-elegiveis.

A pesquisa iniciou com o ciclo da pedalada, que se divide em duas fases: fase de propulsão (0-180º) e fase de recuperação (180-360º), mas os estudiosos Stapelfeldt & Mornieux citam a divisão do ciclo em quatro etapas: impulso (315-45º), compressão (45-135º), retorno (135-225º) e puxada (225-315º). A postura adequada e confortável ao ciclista depende de três pontos de contato com a bicicleta: o pedal, o selim e o guidão que permite manobrar a bicicleta sem transferir seu centro de gravidade muito à frente, dependendo da altura do movimento central relativo ao solo. Para alcançar a estabilidade e controle, é reduzindo o centro de gravidade do ciclista pelo rebaixamento da altura do selim.

A resistência aerodinâmica e a de rolamento (atrito) são forças que reduzem significativamente a velocidade do ciclista. Vários autores relatam que dois terços do arrasto aerodinâmico durante competição de ciclismo de estrada é criado pela resistência do ar secundário ao corpo humano, enquanto um terço deve-se à bicicleta.

Os quatro métodos que podem ser utilizados por ciclistas para reduzir a resistência do ar são: projetar-se atrás de outro ciclista, é uma técnica denominada por “vácuo”, quanto mais próximo um ciclista se mantém daquele posicionado à sua frente, menor é o arrasto; reduzir a área frontal voltada para o movimento, os ciclistas que se projetam em fila atrás do condutor do pelotão gastam menos energia; eliminar superfícies rugosas, reduzindo a exposição de cabos e garrafas, utilizando camisetas mais justas e sapatilhas, o uso de capacete aerodinâmico pode reduzir a resistência do ar em 7%; e utilizar bicicletas em formatos aerodinâmicos, mudança de postura verticalizada, redução de quantidade de raios, e utilização de rodas fechadas apresentam significativa redução da resistência do ar.

A Cinemática e Cinética, para o estudioso Too mudança na altura do selim altera a cinemática do ciclismo, pois modifica a amplitude de movimento articular nos membros inferiores bem como o comprimento e alavanca muscular. É ilustrado através de uma figura no artigo, as forças (F) atuantes na relação da bicicleta, bem como a força horizontal (L) exercida pelo solo sobre o pneu. Gerando uma equação, onde um dos resultados mostra que a força reativa do solo sobre a roda traseira é igual a 11% da força aplicada ao pedal (F1). A força aplicada ao pedal (FA) gera um componente vetorial denominado de força efetiva(FE), que é responsável em gerar propulsão à bicicleta e superar a resistência do ar imposta sobre o ciclista e a força de atrito entre o solo e o pneu.

Durante a fase de recuperação é esperado que ocorra uma força ascendente sobre o pedal ou que o pedal não sofra descarga de peso. Quando as forças da gravidade sobre o membro inferior e a força inercial não são superadas o peso do membro inferior na fase de recuperação aplica uma força descendente no pedal, produz um torque negativo ao pedivela e reduz a eficiência do torque gerado pelo membro contralateral na fase de propulsão. Cavanagh & Sanderson relatam que segundo pesquisa realizada com ciclistas recreacionais e profissionais, alguns dos participantes não realizaram descarga de peso sobre o pedal durante a angulação de 315 a 360°. Puxar o pedal na fase de recuperação é uma condição rara e não é essencial à eficiência da pedalada.

A Artrocinemática é utilizado um aparelho cicloergômetro como recurso terapêutico para aumentar a amplitude de movimento das articulações do quadril, joelho e tornozelo bem como para fortalecer músculos dos membros inferiores. Dentre os estabilizadores secundários do joelho, destacam-se a articulação patelofemoral (quadríceps, patela e tendão patelar), os ísquios-tibiais e o gastrocnêmio, considerando a importância dos ísquiostibiais para proteger o ligamento cruzado anterior pesquisadores têm proposto fortalecimento dos ísquiostibiais durante a reabilitação cinético-funcional.

Chaudhari, Dyrby & Andriacchi relatam que aos 78º de flexão do joelho ocorre uma translação ântero-posterior do fêmur em relação à tíbia com média de 1,4  0,06 cm na fase de recuperação e média de 0,9  0,02 cm na fase de propulsão. A flexão do joelho durante o ciclo da pedalada é acompanhada por uma rotação medial da tíbia de aproximadamente 13º.

O torque desenvolvido na articulação do tornozelo é proporcional à distância entre o ponto de fixação da sapatilha ao pedal à articulação do tornozelo . Grappe relata que o posicionamento da cabeça do primeiro metatarso sobre o eixo do pedal é importante por gerar o braço de alavanca mais eficiente, quando a cabeça do primeiro metatarso é posicionada à frente do eixo do pedal o braço de alavanca do tornozelo é reduzido, sendo esse posicionamento útil no tratamento de ciclistas com lesão no tendão de Aquiles.

Os estudiosos Sanner & O’Halloran, Moran e Francis relatam que a tuberosidade anterior da tíbia no plano frontal deve descrever trajetória