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CANDOTTI, C. T. Características biomecânicas e fisiológicas da técnica de pedalada de ciclistas e triatletas. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. Este estudo foi realizado com o propósito de buscar informações, dos pontos de vista biomecânico e fisiológico, que permitissem estudar a técnica da pedalada e a economia de movimento do complexo atleta-bicicleta, criando condições para o estudo de possíveis implicações da técnica da pedalada na economia de movimento dessa modalidade. Os objetivos deste estudo foram os seguintes: (1) comparar a técnica da pedalada de ciclistas e triatletas a partir da análise da força efetiva, do índice de efetividade e da economia de movimento; e (2) verificar a magnitude do sinal eletromiográfico (sinal EMG) de músculos do membro inferior direito. Foram avaliados oito ciclistas e nove triatletas em um cicloergômetro computadorizado, no qual foi acoplado um pedal-plataforma de força computadorizado para a obtenção das componentes normal e tangencial da força aplicada sobre o pedal. Foram testadas quatro diferentes cadências (60, 75, 90 e 105 rpm), cada uma por um período de 3 min, sendo que os sujeitos pedalaram na carga correspondente ao segundo limiar ventilatório individual. Foram registrados, simultaneamente e de forma sincronizada, as componentes normal e tangencial da força aplicada no pedal, os ângulos do pedal e do pé-de-vela, o consumo de oxigênio e a ativação muscular. Os eletrodos foram alinhados longitudinalmente às fibras musculares e fixados sobre a porção central mais proeminente dos músculos glúteo máximo (GM), reto femoral (RF), vasto lateral (VL), bíceps femoral (BF), tibial anterior (TA) e gastrocnêmio medial (GA). O eletrodo de referência foi fixado sobre a face lateral e medial da tíbia. O sinal EMG foi analisado no domínio do tempo, a partir do root mean square (valor RMS), em intervalos de 40 ms (janelamento de Hamming). Para a normalização do sinal EMG, foi utilizado o valor máximo atingido durante a pedalada a 60 rpm, entre as curvas analisadas, sendo expresso em porcentagem. Foram calculadas as magnitudes dos vetores da força resultante e da força efetiva para a obtenção do índice de efetividade da pedalada, utilizando-se a média de 10 ciclos consecutivos de pedalada. Também foi calculada a economia de movimento desse mesmo período. Os resultados demonstraram que ciclistas e triatletas possuem padrões distintos de pedalada, sendo que os ciclistas apresentaram níveis significativamente superiores aos triatletas a 60 e 75 rpm, tanto para a força efetiva quanto para a economia de movimento. Os resultados sugerem que o índice de efetividade não é a melhor garantia de performance técnica, quando comparado a força efetiva, pois não foi encontrada diferença significativa para este índice entre ciclistas e triatletas. A técnica da pedalada interferiu na economia de movimento, uma vez que a força efetiva foi diretamente responsável pelas alterações na economia de movimento. Os resultados desse estudo demonstraram que a magnitude do sinal EMG foi significativamente diferente para o grupo de ciclistas e triatletas: (1) no primeiro quadrante (0º - 90º), para os músculos gastrocnêmio medial (GA) e vasto lateral (VL) na cadência 75 rpm, e para os músculos reto femoral (RF) e VL na cadência 90 rpm; (2) no segundo quadrante da pedalada (90º - 180º), para o músculo VL nas cadências 60 rpm e 105 rpm; e (3) no quarto quadrante da pedalada (270º - 360º), para o músculo tibial anterior (TA) na cadência 105 rpm. Os músculos monoarticulares apresentaram-se ativados em apenas uma fase da pedalada (propulsão ou recuperação), enquanto que os músculos biarticulares foram ativados em ambas as fases (p < 0,05). / CANDOTTI, C. T. Biomechanics and physiological characteristics of the cyclists and triathletes pedaling technique. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. This study was developed in order to search for data in the biomechanical and physiological aspects that allow the study of the pedaling technique and the movement economy, thus creating conditions for the study of possible influences of pedaling technique in movement economy of this modality. The purposes of this study were the following: (1) to compare the cyclist and triathletes pedaling technique from the analysis of effective force, effectiveness index, and movement economy; and (2) to verify the electromyographic signal (EMG signal) magnitude of right lower limb muscles. Eight cyclists and nine triathletes were evaluated in a computerized cycle ergometer, in which was fixed a dynamometric pedal for getting the normal and tangential components of the force applied on the pedal. Four distinct cadences were tested (60, 75, 90, and 105 rpm), each one for a period of 3 min, with the subjects pedaling at the load relating to the second individual ventilatory threshold. The tangential and normal components of the force applied on the pedal, the pedal and crank angles, and the electrical activation of six right lower limb muscles were registered in a simultaneous and synchronized manner. The electrodes were longitudinally lined to muscle fibers and fixed over the muscle belly of six muscles: biceps femoris (BF); vastus lateralis (VL); gluteus maximus (GM); rectus femoris (RF); tibialis anterior (TA); and medial gastrocnemius (GAS). The reference electrode was placed on the tibia. The EMG signal was analyzed in time domain, from root mean square (RMS value), in 40 ms intervals (Hamming). The maximum value reached along the 60-rpm pedaling (in percentage) was used for EMG signal normalization. In order to get the pedaling effectiveness index, the resultant force and effective force magnitudes were calculated, using the 10 consecutive pedaling cycles. Movement economy of the same period was also calculated. The results showed that cyclists and triathletes have different pedaling patterns; and cyclists showed significantly higher levels than triathletes at 60 and 75 rpm, for both effective force and movement economy. The results suggest that effectiveness index is not the best way for evaluating pedaling technique, because there was not significant difference for effectiveness index between cyclists and triathletes. The pedaling technique interfered in movement economy, because effective force was directly responsible for the alterations in movement economy. The results of this study showed that the EMG signal magnitude was significantly different for cyclists and triathletes groups: (1) in the first quadrant (0º - 90º), for GAS and VL in 75 rpm cadence, and for RF and VL in 90 rpm cadence; (2) in the second cycling quadrant (90º - 180º), for VL muscle in 60 rpm and 105 rpm cadences; and (3) in the forth cycling quadrant (271º - 360º), for TA muscle in 105 rpm cadence. The monoarticular muscles showed activation in just one pedaling period (propulsion or recuperation), while biarticular muscles were activated in both periods (p < 0.05).

A obesidade é considerada atualmente como uma doença com proporções epidêmicas. O excesso de peso está relacionado com a falta de atividade física suficiente e tem sido diagnosticado, de forma crescente, desde a infância. Diversos fatores de risco estão ligados à obesidade, como diabetes tipo 2, hipertensão arterial, dislipidemias entre outros. A caminhada apresenta associação com a diminuição desses fatores de risco, além da melhora na saúde ortopédica e metabólica, principalmente em crianças e adolescentes obesos. Embora existam evidências sobre a marcha de adultos e adolescentes obesos, informações sobre a mecânica da marcha de crianças obesas são limitadas. Especificamente, um quadro detalhado dos determinantes mecânicos relacionados à energética da marcha de crianças obesas, para nosso conhecimento, é ausente na literatura. Neste sentido, o objetivo do presente estudo foi verificar os efeitos da obesidade nos parâmetros biomecânicos e metabólicos de crianças, durante a caminhada em diferentes velocidades. Para isso, participaram do estudo 24 crianças, entre sete e nove anos de idade, divididos em dois grupos (grupo de obesos (GO), com n=12 e grupo eutrófico (GE), com n=12), pareados por sexo. Foi realizada uma coleta cinemática (para determinar os componentes espaço-temporais e os componentes do trabalho mecânico) em conjunto com uma coleta metabólica (para determinar o custo energético da caminhada). Foi utilizada estatística descritiva, com médias e desvios padrão, além de análise de variância (ANOVA) de dois caminhos (para verificar os efeitos do grupo e das velocidades de caminhada) e foi utilizado o teste post-hoc de Bonferroni para localizar as diferenças. O nível de significância adotado foi α = 0,05. Os resultados demonstraram que há efeito da obesidade sobre a mecânica e a energética da caminhada de crianças. Crianças obesas utilizam uma estratégia locomotora em que há maior tempo de contato com o solo (em média 14% maior) durante a passada e maior comprimento de passada (em média 9% maior), o que pode estar relacionado com a manutenção da estabilidade entre os grupos. Na análise do trabalho mecânico total (J.kg-1.m-1), não foram identificadas diferenças significativas em nenhuma velocidade, apesar de as crianças obesas apresentarem maior trabalho interno nas maiores velocidades (4km.h-1 no GO foi 0,30 ± 0,04 e no GE foi 0,24 ± 0,04, p=0,022; 5km.h no GO foi 0,42 ± 0,09 e no GE foi 0,33 ± 0,03, p=0,041). A análise dos componentes metabólicos demonstrou importante influência da normalização dos dados, uma vez que, com a normalização pela massa corporal total e com o coeficiente alométrico, o grupo eutrófico apresentou maiores valores na maioria das velocidades, contudo sem a normalização (valores brutos) o custo metabólico foi maior para o grupo obeso em todas as velocidades. Conclui-se que a estratégia locomotora do grupo obeso foi eficiente em aumentar a estabilidade da caminhada, diminuir as diferenças esperadas quanto à realização de trabalho mecânico em relação ao grupo eutrófico, sendo mais econômicas na análise de quantidade de energia consumida por unidade de massa corporal e por unidade de metro percorrido, contudo menos econômicas na análise da quantidade de energia bruta consumida por tempo. / Obesity is currently considered a disease with epidemic proportions. Overweight is related to the lack of physical activity at sufficient level and has been diagnosed from childhood. Several risk factors are associated with obesity, such as type 2 diabetes, hypertension, dyslipidemia and others. Walking practice is associated with a decreased in these risk factors, in addition to improved orthopedic and metabolic health, especially in obese children and adolescents. Although there is evidence about obese adolescents and adults, information regarding the mechanics of the gait of obese children are limited. Specifically, details of the mechanical determinants related to energy gait of obese children, to our knowledge, is absent in the literature. In this regard, the aim of this study was to investigate the obesity effects on biomechanical and metabolic parameters in children during walking at different speeds. The study included 24 children, between seven and nine years old, divided into two groups (obese group (OG), n=12; eutrophic group (EG), n=12), paired by sex. A kinematic collect was performed to determine the spatiotemporal parameters and the mechanical work components with a metabolic collect to determine the walking energy cost. Descriptive statistics were used with means and standard deviations, as well as a two-way ANOVA (to check the effects of the group and speeds) and we used the post-hoc test of Bonferroni to identify the differences. The significance level was α = 0.05. The results showed that there is influence of obesity on mechanics and energetics parameters in children’s walking. Obese children use a locomotors strategy in which there is longer stance time and (on average 14% higher) and greatest stride length (on average 9% higher), and it can be related to the maintenance of stability between groups. In the total mechanical work analyses, no significant differences were identified in any speeds, although obese children showed grater internal work in the higher speeds (4km.h-1 on OG was 0,30 ± 0,04 and on EG was 0,24 ± 0,04, p=0,022; 5km.h on OG was 0,42 ± 0,09 and on EG was 0,33 ± 0,03, p=0,041). The metabolic components analyses showed great influence of the data normalization, because with the normalization, by total body mass and by allometric coefficient normalization, the eutrophic group showed higher values in most speeds, but without normalization the gross metabolic cost was higher for the obese group at all speeds. We concluded that locomotors strategy of the obese group was effective to increase the stability of walking, reduce the expected differences on the achievement of mechanical work in relation to the eutrophic group, being more economical in the amount of energy expenditure by unity of total body mass, however less economic by a gross metabolic analyses.

A obesidade é considerada atualmente como uma doença com proporções epidêmicas. O excesso de peso está relacionado com a falta de atividade física suficiente e tem sido diagnosticado, de forma crescente, desde a infância. Diversos fatores de risco estão ligados à obesidade, como diabetes tipo 2, hipertensão arterial, dislipidemias entre outros. A caminhada apresenta associação com a diminuição desses fatores de risco, além da melhora na saúde ortopédica e metabólica, principalmente em crianças e adolescentes obesos. Embora existam evidências sobre a marcha de adultos e adolescentes obesos, informações sobre a mecânica da marcha de crianças obesas são limitadas. Especificamente, um quadro detalhado dos determinantes mecânicos relacionados à energética da marcha de crianças obesas, para nosso conhecimento, é ausente na literatura. Neste sentido, o objetivo do presente estudo foi verificar os efeitos da obesidade nos parâmetros biomecânicos e metabólicos de crianças, durante a caminhada em diferentes velocidades. Para isso, participaram do estudo 24 crianças, entre sete e nove anos de idade, divididos em dois grupos (grupo de obesos (GO), com n=12 e grupo eutrófico (GE), com n=12), pareados por sexo. Foi realizada uma coleta cinemática (para determinar os componentes espaço-temporais e os componentes do trabalho mecânico) em conjunto com uma coleta metabólica (para determinar o custo energético da caminhada). Foi utilizada estatística descritiva, com médias e desvios padrão, além de análise de variância (ANOVA) de dois caminhos (para verificar os efeitos do grupo e das velocidades de caminhada) e foi utilizado o teste post-hoc de Bonferroni para localizar as diferenças. O nível de significância adotado foi α = 0,05. Os resultados demonstraram que há efeito da obesidade sobre a mecânica e a energética da caminhada de crianças. Crianças obesas utilizam uma estratégia locomotora em que há maior tempo de contato com o solo (em média 14% maior) durante a passada e maior comprimento de passada (em média 9% maior), o que pode estar relacionado com a manutenção da estabilidade entre os grupos. Na análise do trabalho mecânico total (J.kg-1.m-1), não foram identificadas diferenças significativas em nenhuma velocidade, apesar de as crianças obesas apresentarem maior trabalho interno nas maiores velocidades (4km.h-1 no GO foi 0,30 ± 0,04 e no GE foi 0,24 ± 0,04, p=0,022; 5km.h no GO foi 0,42 ± 0,09 e no GE foi 0,33 ± 0,03, p=0,041). A análise dos componentes metabólicos demonstrou importante influência da normalização dos dados, uma vez que, com a normalização pela massa corporal total e com o coeficiente alométrico, o grupo eutrófico apresentou maiores valores na maioria das velocidades, contudo sem a normalização (valores brutos) o custo metabólico foi maior para o grupo obeso em todas as velocidades. Conclui-se que a estratégia locomotora do grupo obeso foi eficiente em aumentar a estabilidade da caminhada, diminuir as diferenças esperadas quanto à realização de trabalho mecânico em relação ao grupo eutrófico, sendo mais econômicas na análise de quantidade de energia consumida por unidade de massa corporal e por unidade de metro percorrido, contudo menos econômicas na análise da quantidade de energia bruta consumida por tempo. / Obesity is currently considered a disease with epidemic proportions. Overweight is related to the lack of physical activity at sufficient level and has been diagnosed from childhood. Several risk factors are associated with obesity, such as type 2 diabetes, hypertension, dyslipidemia and others. Walking practice is associated with a decreased in these risk factors, in addition to improved orthopedic and metabolic health, especially in obese children and adolescents. Although there is evidence about obese adolescents and adults, information regarding the mechanics of the gait of obese children are limited. Specifically, details of the mechanical determinants related to energy gait of obese children, to our knowledge, is absent in the literature. In this regard, the aim of this study was to investigate the obesity effects on biomechanical and metabolic parameters in children during walking at different speeds. The study included 24 children, between seven and nine years old, divided into two groups (obese group (OG), n=12; eutrophic group (EG), n=12), paired by sex. A kinematic collect was performed to determine the spatiotemporal parameters and the mechanical work components with a metabolic collect to determine the walking energy cost. Descriptive statistics were used with means and standard deviations, as well as a two-way ANOVA (to check the effects of the group and speeds) and we used the post-hoc test of Bonferroni to identify the differences. The significance level was α = 0.05. The results showed that there is influence of obesity on mechanics and energetics parameters in children’s walking. Obese children use a locomotors strategy in which there is longer stance time and (on average 14% higher) and greatest stride length (on average 9% higher), and it can be related to the maintenance of stability between groups. In the total mechanical work analyses, no significant differences were identified in any speeds, although obese children showed grater internal work in the higher speeds (4km.h-1 on OG was 0,30 ± 0,04 and on EG was 0,24 ± 0,04, p=0,022; 5km.h on OG was 0,42 ± 0,09 and on EG was 0,33 ± 0,03, p=0,041). The metabolic components analyses showed great influence of the data normalization, because with the normalization, by total body mass and by allometric coefficient normalization, the eutrophic group showed higher values in most speeds, but without normalization the gross metabolic cost was higher for the obese group at all speeds. We concluded that locomotors strategy of the obese group was effective to increase the stability of walking, reduce the expected differences on the achievement of mechanical work in relation to the eutrophic group, being more economical in the amount of energy expenditure by unity of total body mass, however less economic by a gross metabolic analyses.

CANDOTTI, C. T. Características biomecânicas e fisiológicas da técnica de pedalada de ciclistas e triatletas. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. Este estudo foi realizado com o propósito de buscar informações, dos pontos de vista biomecânico e fisiológico, que permitissem estudar a técnica da pedalada e a economia de movimento do complexo atleta-bicicleta, criando condições para o estudo de possíveis implicações da técnica da pedalada na economia de movimento dessa modalidade. Os objetivos deste estudo foram os seguintes: (1) comparar a técnica da pedalada de ciclistas e triatletas a partir da análise da força efetiva, do índice de efetividade e da economia de movimento; e (2) verificar a magnitude do sinal eletromiográfico (sinal EMG) de músculos do membro inferior direito. Foram avaliados oito ciclistas e nove triatletas em um cicloergômetro computadorizado, no qual foi acoplado um pedal-plataforma de força computadorizado para a obtenção das componentes normal e tangencial da força aplicada sobre o pedal. Foram testadas quatro diferentes cadências (60, 75, 90 e 105 rpm), cada uma por um período de 3 min, sendo que os sujeitos pedalaram na carga correspondente ao segundo limiar ventilatório individual. Foram registrados, simultaneamente e de forma sincronizada, as componentes normal e tangencial da força aplicada no pedal, os ângulos do pedal e do pé-de-vela, o consumo de oxigênio e a ativação muscular. Os eletrodos foram alinhados longitudinalmente às fibras musculares e fixados sobre a porção central mais proeminente dos músculos glúteo máximo (GM), reto femoral (RF), vasto lateral (VL), bíceps femoral (BF), tibial anterior (TA) e gastrocnêmio medial (GA). O eletrodo de referência foi fixado sobre a face lateral e medial da tíbia. O sinal EMG foi analisado no domínio do tempo, a partir do root mean square (valor RMS), em intervalos de 40 ms (janelamento de Hamming). Para a normalização do sinal EMG, foi utilizado o valor máximo atingido durante a pedalada a 60 rpm, entre as curvas analisadas, sendo expresso em porcentagem. Foram calculadas as magnitudes dos vetores da força resultante e da força efetiva para a obtenção do índice de efetividade da pedalada, utilizando-se a média de 10 ciclos consecutivos de pedalada. Também foi calculada a economia de movimento desse mesmo período. Os resultados demonstraram que ciclistas e triatletas possuem padrões distintos de pedalada, sendo que os ciclistas apresentaram níveis significativamente superiores aos triatletas a 60 e 75 rpm, tanto para a força efetiva quanto para a economia de movimento. Os resultados sugerem que o índice de efetividade não é a melhor garantia de performance técnica, quando comparado a força efetiva, pois não foi encontrada diferença significativa para este índice entre ciclistas e triatletas. A técnica da pedalada interferiu na economia de movimento, uma vez que a força efetiva foi diretamente responsável pelas alterações na economia de movimento. Os resultados desse estudo demonstraram que a magnitude do sinal EMG foi significativamente diferente para o grupo de ciclistas e triatletas: (1) no primeiro quadrante (0º - 90º), para os músculos gastrocnêmio medial (GA) e vasto lateral (VL) na cadência 75 rpm, e para os músculos reto femoral (RF) e VL na cadência 90 rpm; (2) no segundo quadrante da pedalada (90º - 180º), para o músculo VL nas cadências 60 rpm e 105 rpm; e (3) no quarto quadrante da pedalada (270º - 360º), para o músculo tibial anterior (TA) na cadência 105 rpm. Os músculos monoarticulares apresentaram-se ativados em apenas uma fase da pedalada (propulsão ou recuperação), enquanto que os músculos biarticulares foram ativados em ambas as fases (p < 0,05). / CANDOTTI, C. T. Biomechanics and physiological characteristics of the cyclists and triathletes pedaling technique. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. This study was developed in order to search for data in the biomechanical and physiological aspects that allow the study of the pedaling technique and the movement economy, thus creating conditions for the study of possible influences of pedaling technique in movement economy of this modality. The purposes of this study were the following: (1) to compare the cyclist and triathletes pedaling technique from the analysis of effective force, effectiveness index, and movement economy; and (2) to verify the electromyographic signal (EMG signal) magnitude of right lower limb muscles. Eight cyclists and nine triathletes were evaluated in a computerized cycle ergometer, in which was fixed a dynamometric pedal for getting the normal and tangential components of the force applied on the pedal. Four distinct cadences were tested (60, 75, 90, and 105 rpm), each one for a period of 3 min, with the subjects pedaling at the load relating to the second individual ventilatory threshold. The tangential and normal components of the force applied on the pedal, the pedal and crank angles, and the electrical activation of six right lower limb muscles were registered in a simultaneous and synchronized manner. The electrodes were longitudinally lined to muscle fibers and fixed over the muscle belly of six muscles: biceps femoris (BF); vastus lateralis (VL); gluteus maximus (GM); rectus femoris (RF); tibialis anterior (TA); and medial gastrocnemius (GAS). The reference electrode was placed on the tibia. The EMG signal was analyzed in time domain, from root mean square (RMS value), in 40 ms intervals (Hamming). The maximum value reached along the 60-rpm pedaling (in percentage) was used for EMG signal normalization. In order to get the pedaling effectiveness index, the resultant force and effective force magnitudes were calculated, using the 10 consecutive pedaling cycles. Movement economy of the same period was also calculated. The results showed that cyclists and triathletes have different pedaling patterns; and cyclists showed significantly higher levels than triathletes at 60 and 75 rpm, for both effective force and movement economy. The results suggest that effectiveness index is not the best way for evaluating pedaling technique, because there was not significant difference for effectiveness index between cyclists and triathletes. The pedaling technique interfered in movement economy, because effective force was directly responsible for the alterations in movement economy. The results of this study showed that the EMG signal magnitude was significantly different for cyclists and triathletes groups: (1) in the first quadrant (0º - 90º), for GAS and VL in 75 rpm cadence, and for RF and VL in 90 rpm cadence; (2) in the second cycling quadrant (90º - 180º), for VL muscle in 60 rpm and 105 rpm cadences; and (3) in the forth cycling quadrant (271º - 360º), for TA muscle in 105 rpm cadence. The monoarticular muscles showed activation in just one pedaling period (propulsion or recuperation), while biarticular muscles were activated in both periods (p < 0.05).

CANDOTTI, C. T. Características biomecânicas e fisiológicas da técnica de pedalada de ciclistas e triatletas. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. Este estudo foi realizado com o propósito de buscar informações, dos pontos de vista biomecânico e fisiológico, que permitissem estudar a técnica da pedalada e a economia de movimento do complexo atleta-bicicleta, criando condições para o estudo de possíveis implicações da técnica da pedalada na economia de movimento dessa modalidade. Os objetivos deste estudo foram os seguintes: (1) comparar a técnica da pedalada de ciclistas e triatletas a partir da análise da força efetiva, do índice de efetividade e da economia de movimento; e (2) verificar a magnitude do sinal eletromiográfico (sinal EMG) de músculos do membro inferior direito. Foram avaliados oito ciclistas e nove triatletas em um cicloergômetro computadorizado, no qual foi acoplado um pedal-plataforma de força computadorizado para a obtenção das componentes normal e tangencial da força aplicada sobre o pedal. Foram testadas quatro diferentes cadências (60, 75, 90 e 105 rpm), cada uma por um período de 3 min, sendo que os sujeitos pedalaram na carga correspondente ao segundo limiar ventilatório individual. Foram registrados, simultaneamente e de forma sincronizada, as componentes normal e tangencial da força aplicada no pedal, os ângulos do pedal e do pé-de-vela, o consumo de oxigênio e a ativação muscular. Os eletrodos foram alinhados longitudinalmente às fibras musculares e fixados sobre a porção central mais proeminente dos músculos glúteo máximo (GM), reto femoral (RF), vasto lateral (VL), bíceps femoral (BF), tibial anterior (TA) e gastrocnêmio medial (GA). O eletrodo de referência foi fixado sobre a face lateral e medial da tíbia. O sinal EMG foi analisado no domínio do tempo, a partir do root mean square (valor RMS), em intervalos de 40 ms (janelamento de Hamming). Para a normalização do sinal EMG, foi utilizado o valor máximo atingido durante a pedalada a 60 rpm, entre as curvas analisadas, sendo expresso em porcentagem. Foram calculadas as magnitudes dos vetores da força resultante e da força efetiva para a obtenção do índice de efetividade da pedalada, utilizando-se a média de 10 ciclos consecutivos de pedalada. Também foi calculada a economia de movimento desse mesmo período. Os resultados demonstraram que ciclistas e triatletas possuem padrões distintos de pedalada, sendo que os ciclistas apresentaram níveis significativamente superiores aos triatletas a 60 e 75 rpm, tanto para a força efetiva quanto para a economia de movimento. Os resultados sugerem que o índice de efetividade não é a melhor garantia de performance técnica, quando comparado a força efetiva, pois não foi encontrada diferença significativa para este índice entre ciclistas e triatletas. A técnica da pedalada interferiu na economia de movimento, uma vez que a força efetiva foi diretamente responsável pelas alterações na economia de movimento. Os resultados desse estudo demonstraram que a magnitude do sinal EMG foi significativamente diferente para o grupo de ciclistas e triatletas: (1) no primeiro quadrante (0º - 90º), para os músculos gastrocnêmio medial (GA) e vasto lateral (VL) na cadência 75 rpm, e para os músculos reto femoral (RF) e VL na cadência 90 rpm; (2) no segundo quadrante da pedalada (90º - 180º), para o músculo VL nas cadências 60 rpm e 105 rpm; e (3) no quarto quadrante da pedalada (270º - 360º), para o músculo tibial anterior (TA) na cadência 105 rpm. Os músculos monoarticulares apresentaram-se ativados em apenas uma fase da pedalada (propulsão ou recuperação), enquanto que os músculos biarticulares foram ativados em ambas as fases (p < 0,05). / CANDOTTI, C. T. Biomechanics and physiological characteristics of the cyclists and triathletes pedaling technique. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. This study was developed in order to search for data in the biomechanical and physiological aspects that allow the study of the pedaling technique and the movement economy, thus creating conditions for the study of possible influences of pedaling technique in movement economy of this modality. The purposes of this study were the following: (1) to compare the cyclist and triathletes pedaling technique from the analysis of effective force, effectiveness index, and movement economy; and (2) to verify the electromyographic signal (EMG signal) magnitude of right lower limb muscles. Eight cyclists and nine triathletes were evaluated in a computerized cycle ergometer, in which was fixed a dynamometric pedal for getting the normal and tangential components of the force applied on the pedal. Four distinct cadences were tested (60, 75, 90, and 105 rpm), each one for a period of 3 min, with the subjects pedaling at the load relating to the second individual ventilatory threshold. The tangential and normal components of the force applied on the pedal, the pedal and crank angles, and the electrical activation of six right lower limb muscles were registered in a simultaneous and synchronized manner. The electrodes were longitudinally lined to muscle fibers and fixed over the muscle belly of six muscles: biceps femoris (BF); vastus lateralis (VL); gluteus maximus (GM); rectus femoris (RF); tibialis anterior (TA); and medial gastrocnemius (GAS). The reference electrode was placed on the tibia. The EMG signal was analyzed in time domain, from root mean square (RMS value), in 40 ms intervals (Hamming). The maximum value reached along the 60-rpm pedaling (in percentage) was used for EMG signal normalization. In order to get the pedaling effectiveness index, the resultant force and effective force magnitudes were calculated, using the 10 consecutive pedaling cycles. Movement economy of the same period was also calculated. The results showed that cyclists and triathletes have different pedaling patterns; and cyclists showed significantly higher levels than triathletes at 60 and 75 rpm, for both effective force and movement economy. The results suggest that effectiveness index is not the best way for evaluating pedaling technique, because there was not significant difference for effectiveness index between cyclists and triathletes. The pedaling technique interfered in movement economy, because effective force was directly responsible for the alterations in movement economy. The results of this study showed that the EMG signal magnitude was significantly different for cyclists and triathletes groups: (1) in the first quadrant (0º - 90º), for GAS and VL in 75 rpm cadence, and for RF and VL in 90 rpm cadence; (2) in the second cycling quadrant (90º - 180º), for VL muscle in 60 rpm and 105 rpm cadences; and (3) in the forth cycling quadrant (271º - 360º), for TA muscle in 105 rpm cadence. The monoarticular muscles showed activation in just one pedaling period (propulsion or recuperation), while biarticular muscles were activated in both periods (p < 0.05).

A obesidade é considerada atualmente como uma doença com proporções epidêmicas. O excesso de peso está relacionado com a falta de atividade física suficiente e tem sido diagnosticado, de forma crescente, desde a infância. Diversos fatores de risco estão ligados à obesidade, como diabetes tipo 2, hipertensão arterial, dislipidemias entre outros. A caminhada apresenta associação com a diminuição desses fatores de risco, além da melhora na saúde ortopédica e metabólica, principalmente em crianças e adolescentes obesos. Embora existam evidências sobre a marcha de adultos e adolescentes obesos, informações sobre a mecânica da marcha de crianças obesas são limitadas. Especificamente, um quadro detalhado dos determinantes mecânicos relacionados à energética da marcha de crianças obesas, para nosso conhecimento, é ausente na literatura. Neste sentido, o objetivo do presente estudo foi verificar os efeitos da obesidade nos parâmetros biomecânicos e metabólicos de crianças, durante a caminhada em diferentes velocidades. Para isso, participaram do estudo 24 crianças, entre sete e nove anos de idade, divididos em dois grupos (grupo de obesos (GO), com n=12 e grupo eutrófico (GE), com n=12), pareados por sexo. Foi realizada uma coleta cinemática (para determinar os componentes espaço-temporais e os componentes do trabalho mecânico) em conjunto com uma coleta metabólica (para determinar o custo energético da caminhada). Foi utilizada estatística descritiva, com médias e desvios padrão, além de análise de variância (ANOVA) de dois caminhos (para verificar os efeitos do grupo e das velocidades de caminhada) e foi utilizado o teste post-hoc de Bonferroni para localizar as diferenças. O nível de significância adotado foi α = 0,05. Os resultados demonstraram que há efeito da obesidade sobre a mecânica e a energética da caminhada de crianças. Crianças obesas utilizam uma estratégia locomotora em que há maior tempo de contato com o solo (em média 14% maior) durante a passada e maior comprimento de passada (em média 9% maior), o que pode estar relacionado com a manutenção da estabilidade entre os grupos. Na análise do trabalho mecânico total (J.kg-1.m-1), não foram identificadas diferenças significativas em nenhuma velocidade, apesar de as crianças obesas apresentarem maior trabalho interno nas maiores velocidades (4km.h-1 no GO foi 0,30 ± 0,04 e no GE foi 0,24 ± 0,04, p=0,022; 5km.h no GO foi 0,42 ± 0,09 e no GE foi 0,33 ± 0,03, p=0,041). A análise dos componentes metabólicos demonstrou importante influência da normalização dos dados, uma vez que, com a normalização pela massa corporal total e com o coeficiente alométrico, o grupo eutrófico apresentou maiores valores na maioria das velocidades, contudo sem a normalização (valores brutos) o custo metabólico foi maior para o grupo obeso em todas as velocidades. Conclui-se que a estratégia locomotora do grupo obeso foi eficiente em aumentar a estabilidade da caminhada, diminuir as diferenças esperadas quanto à realização de trabalho mecânico em relação ao grupo eutrófico, sendo mais econômicas na análise de quantidade de energia consumida por unidade de massa corporal e por unidade de metro percorrido, contudo menos econômicas na análise da quantidade de energia bruta consumida por tempo. / Obesity is currently considered a disease with epidemic proportions. Overweight is related to the lack of physical activity at sufficient level and has been diagnosed from childhood. Several risk factors are associated with obesity, such as type 2 diabetes, hypertension, dyslipidemia and others. Walking practice is associated with a decreased in these risk factors, in addition to improved orthopedic and metabolic health, especially in obese children and adolescents. Although there is evidence about obese adolescents and adults, information regarding the mechanics of the gait of obese children are limited. Specifically, details of the mechanical determinants related to energy gait of obese children, to our knowledge, is absent in the literature. In this regard, the aim of this study was to investigate the obesity effects on biomechanical and metabolic parameters in children during walking at different speeds. The study included 24 children, between seven and nine years old, divided into two groups (obese group (OG), n=12; eutrophic group (EG), n=12), paired by sex. A kinematic collect was performed to determine the spatiotemporal parameters and the mechanical work components with a metabolic collect to determine the walking energy cost. Descriptive statistics were used with means and standard deviations, as well as a two-way ANOVA (to check the effects of the group and speeds) and we used the post-hoc test of Bonferroni to identify the differences. The significance level was α = 0.05. The results showed that there is influence of obesity on mechanics and energetics parameters in children’s walking. Obese children use a locomotors strategy in which there is longer stance time and (on average 14% higher) and greatest stride length (on average 9% higher), and it can be related to the maintenance of stability between groups. In the total mechanical work analyses, no significant differences were identified in any speeds, although obese children showed grater internal work in the higher speeds (4km.h-1 on OG was 0,30 ± 0,04 and on EG was 0,24 ± 0,04, p=0,022; 5km.h on OG was 0,42 ± 0,09 and on EG was 0,33 ± 0,03, p=0,041). The metabolic components analyses showed great influence of the data normalization, because with the normalization, by total body mass and by allometric coefficient normalization, the eutrophic group showed higher values in most speeds, but without normalization the gross metabolic cost was higher for the obese group at all speeds. We concluded that locomotors strategy of the obese group was effective to increase the stability of walking, reduce the expected differences on the achievement of mechanical work in relation to the eutrophic group, being more economical in the amount of energy expenditure by unity of total body mass, however less economic by a gross metabolic analyses.