Embora o futebol se apresente como o desporto mais popular do mundo, poucos estudos foram publicados no campo da sua biomecânica, principalmente acerca da influência da utilização de chuteiras na performance e no risco de lesão do atleta.
A prática deste desporto evoluiu consideravelmente em termos de intensidade estando associado também um aumento do risco intrínseco de lesão. Neste contexto, as chuteiras podem desempenhar um papel importante no aumento da exposição a lesões. As propriedades de tração das chuteiras em relvado natural e artificial têm sido apontadas como possíveis responsáveis por lesões agudas e crónicas no futebol [1]. Habilidades atléticas e técnicas como a velocidade, a força, o salto vertical, a resistência e a reatividade são cada vez mais exploradas e melhoradas com vista a uma melhoria da performance do atleta [22].
No Futebol, a incidência de lesões é bastante superior em jogo quando comparada ao treino [6]. Um estudo prospetivo com 266 atletas profissionais de futebol de cinco países europeus encontrou 30.5 lesões a cada 1000 horas de jogo e 5.8 lesões por cada 1000 horas de treino [7]. Quinze porcento foram lesões graves com paragens superiores a 4 semanas [7].
A incidência de lesões num desporto como o futebol acarreta custos elevados, rondando os 1,6 Biliões de Dólares por ano segundo um estudo de 2011 [23].
As lesões mais comuns são as lesões musculares dos isquiotibiais (12%), lesões musculares dos adutores (9%), entorse de tornozelo (7%), lesões musculares do quadríceps (5%) e entorse do joelho (5%) [24]. A maioria destas lesões está relacionada com mecanismos intrínsecos (ou seja, não diretamente relacionados a uma interação com o ambiente externo, bola ou outro jogador) e está localizada nos membros inferiores [24].
Muitos investigadores acreditam que o tipo de calçado e a superfície onde o desporto é praticado influenciam o risco de lesão no futebol uma vez que as caraterísticas das chuteiras e do piso influenciam a tração durante os movimentos de rotação e, consequentemente podem também aumentar o risco de lesão do tornozelo e do joelho [4].
Alguns estudos sobre o efeito do tipo de superfície no risco de lesão revelaram resultados controversos uma vez que enquanto uns encontraram um aumento do risco de lesão e outros verificaram uma diminuição do mesmo [4]. A maioria desses estudos não eram prospetivos, tinham uma amostra reduzida e usavam diferentes superfícies sintéticas com condições e graus de desgaste diferentes [4].
Em 2006, Ekstrand et al. compararam os padrões de lesão de 290 atletas profissionais de 10 clubes de futebol europeu em relvado sintético com 204 atletas profissionais em relvado natural [8]. Não foram encontradas diferenças na frequência e na gravidade das lesões entre os dois grupos em situação de jogo ou treino [8].
Mais recentemente, Ekstrand et al. (2010) concluíram que apesar da taxa global de lesões ser semelhante entre os dois tipos de superfície o padrão de lesões é diferente [9]. Acredita-se que o risco de lesão está diretamente relacionado com o comportamento da tração na interface chuteira-superfície, principalmente influenciando a resistência à rotação do antepé [4].
É uma crença comum na indústria do calçado de futebol que este deve oferecer boa tração para movimentos de aceleração e mudança de direção no campo [4]. No entanto, para movimentos de rotação do antepé quanto maior a tração, maior o risco de lesão. Um estudo de Villwock et al. (2009) testou 10 modelos diferentes de chuteiras em relvado natural e relvado sintético tendo sido encontrados picos de torque e resistência rotacional mais altos em superfícies sintéticas [10].
Em 2010, Mueller et al. combinaram testes mecânicos, classificações de perceção, avaliações biomecânicas e pontuações de desempenho em quatro chuteiras com designs de sola diferentes. Em relação à aceleração, às mudanças de direção e aos movimentos de rotação as forças de reação ao solo mostraram grandes diferenças, em especial para os parâmetros de força e cisalhamento [11].
Feedback dos Atletas
O conforto é visto como fator primordial na escolha do tipo de calçado [25]. A desadequação ergonómica da chuteira é geralmente associada a uma sensação de desconforto que acarreta um risco de lesão aumentado [26;27].
Um estudo de 2011 concluiu que a desadequação das chuteiras leva a uma diminuição da eficiência do movimento e é desfavorável à performance e à prevenção de lesões [26].
Um estudo [3] foi realizado entre 1998 e 2006 através de um questionário a 250 atletas de futebol masculino com finalidade de determinar as caraterísticas mais desejáveis que os jogadores pretendem para o seu calçado de jogo. Os indivíduos classificaram de entre algumas caraterísticas quais as cinco que consideravam mais importantes e entre essas, da mais (1) para a menos (5) importante. Às restantes caraterísticas foi atribuída uma classificação (6). O conforto do calçado foi a propriedade mais bem classificada, seguido da estabilidade e boa tração [3].
Em 2006 foi aplicado o mesmo questionário a 73 atletas masculinos e 69 atletas femininos [4]. Ao comparar os resultados, em relação aos homens as caraterísticas de estabilidade, tração e baixo peso do calçado tornaram-se ainda mais importantes. Tal pode ser explicado pelo facto de nos últimos anos o futebol ter evoluído para um jogo mais potente e mais rápido em que movimentos rápidos em campo podem ser melhorados com boa tração, estabilidade e peso reduzido [4]
Em relação às atletas do sexo feminino as suas preferências assemelharam-se às dos masculinos ainda que valorizassem mais caraterísticas como a proteção contra lesões [4]. Althoff et al. (2010) considera o futebol feminino menos agressivo e mais lento [5]. No entanto, a incidência de lesões do ligamento cruzado anterior é maior nas mulheres do que nos homens pelo que chuteiras com menor tração podem contribuir para a diminuição do risco de lesão [4].
Distribuição da Pressão Plantar
Eils et al. (2004) examinaram as pressões plantares na chuteira para quatro movimentos específicos do futebol: corrida, sprint, mudança de direção e remate [12]. Foram encontradas diferenças relevantes nos padrões de carregamento entre os diferentes movimentos ainda que não houvessem diferenças significativas relativamente à superfície de jogo [12]. Eils et al., em 2004, e Wong et al., em 2007, e Henning, posteriormente em 2011, concluíram que a partir dos seus estudos de distribuição de pressão no pé, o bordo medial da superfície plantar pode estar mais predisposto a lesão no futebol [12;13]. Altas pressões sob a cabeça do primeiro metatarso são evidentes, refletindo um substancial carregamento medial do antepé principalmente durante uma mudança de direção brusca, explicando a alta incidência de distúrbios nesta região do pé no futebol [4;14].
Pitões e Propriedades de Tração
A medição das propriedades de tração das chuteiras é muito limitada quando se utilizam dispositivos mecânicos porque a capacidade de replicar o movimento exato em campo, os vetores de força e as caraterísticas do solo torna-se muito difícil [4]. A distribuição da carga e da pressão no pé não é uniforme e, com diferentes movimentos ocorrem padrões de pressão plantar que dependem do tempo, da estrutura do pé, do peso corporal e da natureza dinâmica do movimento [4]. Além disso, existe uma adaptação neuromotora do atleta ao calçado pelo que, por estas razões é quase impossível simular ou reproduzir a carga mecânica do pé em laboratório.
Os pitões desempenham um papel fundamental no processo de tração sendo que, em condições ótimas, influenciam a velocidade em apenas 3% [30]. Ainda assim, em alta competição, 3% pode ser um fator decisivo. Presume-se que o número e a distribuição dos pitões na chuteira visa a distribuição do stress, redução dos picos de pressão e melhoria da estabilidade e conforto embora não exista uma definição ideal do seu posicionamento devido à grande variabilidade morfológica dos pés [30].
A influência dos pitões na performance pode ser alterada pela rigidez do solo sendo que, no caso de um piso duro, a chuteira não afunda e o contacto não é feito na totalidade. Neste tipo de piso, provavelmente o aumento do número de pitões melhoraria a distribuição da pressão e a sua altura deve ser controlada a fim de maximizar a penetração e uma melhor distribuição ao longo de toda a sola [30].
No entanto, o aumento do número de pitões e a sua distribuição pela chuteira deve constituir um fator muito importante de estudo a fim de evitar uma resistência exagerada às rotações axiais.
Henning (2011) através de um teste (Functional Traction Course Test – FTC) que consistia num circuito com mudanças de direção e corrida concluiu que, dependendo do tipo de piso, do tipo de chuteira e do tipo de pitões existiam grandes variações no tempo de execução do percurso. Para uma sapatilha sem pitões, o tempo de execução aumentou 26%. Correr em diferentes superfícies (piso molhado ou seco) resultou em diferenças do tempo de corrida de aproximadamente 20% e a modificação do tipo de pitões e/ou da sua geometria resultou numa diferença de cerca de 3% [4].
A grande questão no que diz respeito a este tema centra-se em encontrar um equilíbrio ótimo entre tração, penetração e distribuição da pressão pelo pé que não limite em exagero a rotação axial para não existir um aumento da probabilidade de incidência de lesões como o caso da rutura do ligamento cruzado anterior [30].
Biomecânica e Amplitudes de Movimento
Do ponto de vista dinâmico, durante a corrida existe uma pronação natural do pé [32;33].
Com o aumento das distâncias de corrida no futebol moderno, os atletas estão cada vez mais expostos a estes fenómenos e a tendência de pronação e aumento do stress no compartimento medial do pé agravam-se em movimentos como corrida lateral, mudanças de direção de 45º, salto e aterragem [34;35].
A sobrecarga medial no pé pode dar origem a complicações graves como fraturas de stresse do 1º metatarso [30]. Além disso, a pronação excessiva também é descrita como fator de risco para distúrbios patelofemorais, tendinopatia do tendão de Aquilles e fasceíte plantar [30]. Ainda assim, foi também observado em alguns atletas a sobrecarga no bordo externo do pé tendo sido concluído que, nestes casos, a hipersupinação constitui também um fator de risco para a incidência de lesões como entorses do tornozelo em inversão [30].
Por outro lado, do ponto de vista estático, as tensões relacionadas com o peso corporal são distribuídas pelo pé, principalmente sobre três áreas. Posteriormente, 50% do peso recai sobre o calcâneo enquanto que o arco anteromedial suporta 35% e o arco anterolateral suporta 15% [36].
Uma vez que na prática do futebol profissional as superfícies de jogo (relvado natural) têm um potencial de compressibilidade e tendo em conta que segundo a distribuição estática do peso corporal é sobre o calcâneo que recai a maior parte deste, existirá então uma tendência natural para que a região posterior do pé afunde mais [30]. Ou seja, a posição de referência estática de um atleta de futebol no campo é caraterizada por uma ligeira dorsiflexão.
Durante uma corrida de velocidade reduzida entre os 3m/s e os 5m/s, o calcanhar impacta com o solo com uma força de cerca de 2 vezes o peso corporal [30]. A tendência para a dorsiflexão é tanto maior quanto mais deformável for o terreno.
Além disso, um atleta com chuteiras tem tendencialmente um ângulo de dorsiflexão aumentado em cerca de 7º comparativamente a ténis de corrida tanto na posição ortostática como durante a fase média de apoio da corrida [37].
Esta posição inicial do tornozelo diminui a amplitude de movimento de dorsiflexão restante disponível e pode estar correlacionada com o alto stresse ao qual o tendão de Aquiles e o tricípite sural estão sujeitos. Segundo Walter (2002), este em atletas com chuteiras comparativamente a ténis de corrida [37].
Do mesmo modo, uma limitação na dorsiflexão do tornozelo é caraterizada como fator que predispõe à incidência de entorses do tornozelo e lesões da sindesmose [30]. O ligamento tibioperoneal inferior é tensionado com o aumento da dorsiflexão pelo que, em casos mais graves pode acarretar comprometimento da sindesmose.
Esta postura inicial de dorsiflexão promove microtraumatismos de repetição da região anterior da articulação tibiotársica que resultam no desenvolvimento de uma inflamação crónica com remodelação óssea e fibrótica que leva a um desenvolvimento anatómico e limitação irreversível da dorsiflexão [30].
Esta posição patológica da tibiotársica constitui um ponto de partida para lesões da cadeia posterior. A limitação da dorsiflexão é caraterizada como fator de risco para distúrbios posteriores como doença de Sever, fasceíte plantar e tendinopatia do tendão de Aquiles.
Cada vez mais tem sido relacionada a predisposição decorrente deste fator para lesões da cadeia posterior com a alta incidência de complicações musculares como o caso do tricípite sural, isquiotibiais e até mesmo dos eretores da coluna [30,38,39].
Proprioceção
Um feedback sensorial desajustado acarreta défices do controlo propriocetivo, existindo uma elevada correlação com a incidência de alguns tipos de lesões, principalmente a entorse do tornozelo [28]. Em jogadores de futebol este risco é ainda mais elevado porque lhe está associada a fadiga que acarreta um défice de estabilidade crescente com o decorrer do jogo e consequentemente também um aumento do risco de lesão [29].
Minimalismo, tipos de chuteira e a sua influência na velocidade máxima da bola e na precisão do remate
A tendência minimalista do calçado de desporto é caraterizada pelo peso muito reduzido, ligeira espessura da sola, ligeiro desnível antero-posterior e uma pala reduzida ou inexistente com o objetivo de fornecer ao atleta uma sensação o mais natural possível [30]. Obviamente, estão associadas limitações como reduzida proteção contra choques e, consequentemente, um maior risco de lesão [30;43].
Em 2002, Amos e Morag [44] mencionaram que ao utilizar chuteiras mais leves, a velocidade do remate é maior. No entanto, Henning e Sterzing (2010) referiram que o aumento da energia inercial relacionada com o peso da chuteira compensa qualquer redução da energia cinética associada à velocidade mais reduzida [22].
O tempo de contacto entre o pé e a bola durante o remate com o peito do pé é menor que 10ms [15]. Devido ao tempo reduzido de impacto foram registadas forças aplicadas na ordem dos 3000N através de viodeografia de alta velocidade a 5.000 Hz [16]. Durante a fase de impacto, o pé sobre uma abdução, eversão e flexão plantar sendo que o remate não pode ser visto apenas como um impacto mas sim como movimento complexo [16]. O pé acompanha a bola mais de 25cm e os autores sugerem que mais de 50% da velocidade da bola é determinada sem a contribuição da energia potencial da deformação da bola [16].
Caraterísticas como a técnica, força muscular e caraterísticas antropométricas são importantes na execução do remate, justificando as diferenças entre os homens e as mulheres [16].
Sterzing & Henning (2008) realizaram várias experiências para averiguar a influência das propriedades da chuteira na velocidade do remate [17]. Uma melhor tração para o membro de apoio foi apontada como vantajosa no aumento da velocidade do remate enquanto que a rigidez da sola e o peso da chuteira não tiveram qualquer influencia [17].
Em relação ao tipo de material que constitui a chuteira, a velocidade da bola pode diminuir até 1,2% se o atrito entre a bola e a parte superior da chuteira for muito alto ou muito baixo [17]. Numa situação de baixo atrito a energia é perdida pelo deslizamento da bola sobre a parte superior da chuteira enquanto que, em casos de atrito elevado a fricção é alta e é gerada rotação adicional na bola reduzindo a sua energia translacional [18]. A rigidez ou elasticidade da sola também tem sido apontada como possível influenciadora fornecendo energia extra através de um mecanismo de ressalto. No entanto, não existem conclusões esclarecedoras.
Em 1971, Plagenhoef relatou num estudo de caso que um jogador aplicaria mais força no remate se o fizesse descalço [19]. Os resultados de Henning (2009) corroboraram esta afirmação. Através de uma análise de vídeo concluíram que, ainda que mais doloroso, são atingidas velocidades mais altas da bola uma vez que com o pé descalço os atletas possuem um maior grau de flexão plantar que resulta num melhor encaixe mecânico entre o pé e a perna resultando numa massa de impacto efetiva maior [20].
A precisão do passe e do remate são caraterísticas importantes para o sucesso no futebol [4]. Desta forma, um estudo de Henning et al. (2009) propôs-se a verificar a influência do design da chuteira na precisão do remate [21]. Para a medição da precisão do remate foi colocado um alvo eletrónico a 10m do atleta e 115cm acima do solo. Realizaram-se 20 execuções para um de cinco tipos de chuteira selecionados e 20 repetições descalços. Os resultados revelaram um desvio de cerca 20% comparativamente ao melhor resultado obtido, revelando que com o pé descalço a precisão do remate é reduzida [21]. Entre os cinco tipos de chuteira observaram-se diferentes de mais de 10% o que nos leva a considerar a probabilidade do tipo de chuteira influenciar a precisão do remate [21]. Provavelmente o tipo de material influencia o atrito e a fricção entre a chuteira e a bola causando maior ou menor rotação e deslizamento e consequentemente influenciando a precisão do remate [21].
Uma possível explicação para o facto de descalços a precisão ser significativamente inferior é o facto das proeminências ósseas do pé criarem picos de pressão não homogéneos [21]. Como conclusão deste estudo verificou-se também que com chuteira a pressão é distribuída de forma mais homogénea e que o tipo de material de que é constituída influencia a precisão do remate [21].
Cordões e Altura do Corte
Muitas vezes os atletas tendem a preferir adquirir chuteiras um ou dois tamanhos abaixo de modo a não existirem folgas dentro do calçado [24]. No entanto, a compressão do antepé pode desenvolver problemas como Hállux Valgus, quintus valgus, calos e lesões nas unhas [24;31].
No que diz respeito à altura do corte, surgiu recentemente um novo design no mercado e carateriza-se por se extender até acima do tornozelo. O debate sobre a altura do corte do tornozelo não é novo e tem-se relacionado com a influência nas lesões da tibiotársica, nomeadamente as entorses [30].
No entanto, a eficiência do corte alto na prevenção deste tipo de lesões permanece controversa [40]. Recentemente foi verificado que a utilização de chuteiras de corte alto pode causar um atraso na pré-ativação e uma diminuição na amplitude de eversão ativa [41].
Apesar de no basquete a utilização de calçado de corte alto ter vindo a ser uma prática frequente até então, a rigidez, o tipo de material e o tipo de solo não podem ser comparados ao futebol [30]. Ainda assim, na NBA, cada vez mais se tem optado por calçados de corte médio ou baixo [30].
Considerações Finais
- Há poucas evidências de que lesões traumáticas ou por sobreuso estejam relacionadas às diferentes condições de tração do piso sintético em relação ao relvado natural. Uma explicação possível para este facto é uma adaptação provável do comportamento do movimento dos jogadores ajustando-se às diferentes condições de tração, evitando determinados gestos desportivos de maior risco.
- As medições de distribuição de pressão não servem apenas para projetar calçados mais confortáveis mas também são usadas para entender a carga do pé durante diferentes movimentos específicos do futebol. A partir desse conhecimento, o posicionamento estratégico dos pitões pode servir para melhorar o comportamento de tração do calçado durante diferentes movimentos.
- Além disso, a velocidade máxima da bola e a precisão do remate e do passe podem ser influenciadas pelo design e tipo de material da chuteira. Surpreendentemente, os jogadores de futebol atingem velocidades de remate mais altas quando o fazem descalços mas, a precisão no remate descalço fica comprometida.
- O aumento da homogeneidade da pressão de contato entre a região superior da chuteira e a bola aumentará a precisão do remate.
- Combinar vários recursos de calçados para otimizar o desempenho e também proteger o jogador de lesões é uma tarefa desafiadora para o futuro.
- A otimização da ergonomia deve ser um ponto importante a desenvolver como o suporte do arco plantar, uso de materiais que reduzam os picos de pressão que podem ser potencialmente patológicos e melhoria da perceção de conforto.
- A estrutura da chuteira deve contribuir para a preservação da amplitude de movimento de dorsiflexão e, consequentemente da exposição a patologias agudas e crónicas associadas à limitação articular.
- Não há evidência que suporte a utilização do corte alto de tornozelo no futebol nem a utilização de chuteiras com peso muito reduzido.
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