O tópico principal desta tese de doutorado foi a efficiência da braçada no nado crawl. A tese foi composta e dividida em três artigos originais, com o objetivo de: (1) investigar as relações existentes entre a eficiência da braçada e a potência de membros superiores na determinação da velocidade máxima do nado crawl, (2) estimar os efeitos da pernada na velocidade de nado e no cálculo da eficiência da braçada no nado crawl, e (3) comparar os diferentes métodos utilizados para estimativa da eficiência da braçada e identificar os principais preditores biofísicos da velocidade máxima em 200 m crawl utilizando apenas os braços. Diferentes métodos foram utilizados para quantificar a eficiência da braçada, como o modelo da “roda de pás” (estudos 1, 2, e 3), a razão entre a velocidade de nado e a velocidade deslocamento da mão (estudo 3), e o método utilizando o MAD System (estudo 3). A contribuição da pernada foi estimada individualmente, considerando as diferenças de velocidade de nado para uma determinada frequência gestual, em diferentes intensidades. Os componentes úteis e não-úteis para a potência mecânica total exercida pela braçada foram obtidos por meio de protocolos fora d’água (utilizando um ergômetro de brações específico; estudo 1) e dentro d’água (utilizando o MAD System; estudo 3), combinados com medidas fisiológicas e biomecânicas, incluindo a eficiência da braçada. A velocidade máxima em 200 m teve como determinantes o equilíbrio entre variáveis biomecânicas (75% das variâncias pôde ser explicado pela potência mecânica externa e a eficiência da braçada; 98% das variâncias pôde ser explicado pela potência mecânica externa, eficiência propulsiva e o coeficiente de arrasto) e variáveis fisiológicas (98% das variâncias pôde ser explicado pela potência metabólica total e o custo energético). Ainda, a contribuição da pernada para a velocidade de nado aumentou com o aumento da frequência de braçadas (e da velocidade). Assim, ajustes individuais relativamente à contribuição da pernada devem ser considerados no cálculo da eficiência da braçada ao se nadar o nado crawl “completo” (usando braços e pernas). Por fim, os diferentes métodos fornecem valores de eficiência significativamente diferentes, embora haja concordância entre os mesmos. Portanto, valores de eficiência da braçada devem ser interpretados com cautela, considerando o método utilizado. / The main topic of this thesis was the arm stroke efficiency in front crawl swimming. Hence, it was developed in three original articles aiming to: (1) investigate the interplay between propelling efficiency and arm’s power output in determining the maximal speed in front crawl swimming, (2) estimate the effects of leg kick on the swimming speed and on arm stroke efficiency in front crawl, and (3) to compare different methods to assess the arm stroke efficiency and to identify the main biophysical predictors of maximal speed in 200 m swimming with the arms only. Different approaches were used to quantify the arm stroke efficiency. For instance, the paddle-wheel model (studies 1, 2, and 3), the ratio forward speed/hand speed (study 3), and the MAD System approach (study 3). The leg kick contribution was estimated individually, considering the differences in speed at paired stroke frequencies, in a range of speeds. Useful and non-useful components of the total mechanical power exerted by the arm stroke were obtained from dry land (using a customized arm-crank ergometer; study 1) and swimming protocols (using the MAD System; study 3), combined to the assessment of physiological and biomechanical parameters, including the arm stroke efficiency. The maximal speed in 200 m was determined by the balance between biomechanical (75% of the variances explained by the external mechanical power and the arm stroke efficiency; 98% of the variances explained by the external mechanical power, the arm stroke efficiency and the speed-specific drag) and physiological parameters (98% of the variances explained by the total metabolic power and the energy cost of swimming). Moreover, leg kick contribution to forward speed increased from low to maximal stroke frequencies (and speeds) and individual adjustments to the leg kick contribution should be considered when assessing the arm stroke efficiency in “full front crawl stroke” front crawl. Furthermore, the different methods provided significantly different values of arm stroke efficiency, although they agreed with each other. Therefore, arm stroke efficiency data should be interpreted carefully, considering the method used.

O tópico principal desta tese de doutorado foi a efficiência da braçada no nado crawl. A tese foi composta e dividida em três artigos originais, com o objetivo de: (1) investigar as relações existentes entre a eficiência da braçada e a potência de membros superiores na determinação da velocidade máxima do nado crawl, (2) estimar os efeitos da pernada na velocidade de nado e no cálculo da eficiência da braçada no nado crawl, e (3) comparar os diferentes métodos utilizados para estimativa da eficiência da braçada e identificar os principais preditores biofísicos da velocidade máxima em 200 m crawl utilizando apenas os braços. Diferentes métodos foram utilizados para quantificar a eficiência da braçada, como o modelo da “roda de pás” (estudos 1, 2, e 3), a razão entre a velocidade de nado e a velocidade deslocamento da mão (estudo 3), e o método utilizando o MAD System (estudo 3). A contribuição da pernada foi estimada individualmente, considerando as diferenças de velocidade de nado para uma determinada frequência gestual, em diferentes intensidades. Os componentes úteis e não-úteis para a potência mecânica total exercida pela braçada foram obtidos por meio de protocolos fora d’água (utilizando um ergômetro de brações específico; estudo 1) e dentro d’água (utilizando o MAD System; estudo 3), combinados com medidas fisiológicas e biomecânicas, incluindo a eficiência da braçada. A velocidade máxima em 200 m teve como determinantes o equilíbrio entre variáveis biomecânicas (75% das variâncias pôde ser explicado pela potência mecânica externa e a eficiência da braçada; 98% das variâncias pôde ser explicado pela potência mecânica externa, eficiência propulsiva e o coeficiente de arrasto) e variáveis fisiológicas (98% das variâncias pôde ser explicado pela potência metabólica total e o custo energético). Ainda, a contribuição da pernada para a velocidade de nado aumentou com o aumento da frequência de braçadas (e da velocidade). Assim, ajustes individuais relativamente à contribuição da pernada devem ser considerados no cálculo da eficiência da braçada ao se nadar o nado crawl “completo” (usando braços e pernas). Por fim, os diferentes métodos fornecem valores de eficiência significativamente diferentes, embora haja concordância entre os mesmos. Portanto, valores de eficiência da braçada devem ser interpretados com cautela, considerando o método utilizado. / The main topic of this thesis was the arm stroke efficiency in front crawl swimming. Hence, it was developed in three original articles aiming to: (1) investigate the interplay between propelling efficiency and arm’s power output in determining the maximal speed in front crawl swimming, (2) estimate the effects of leg kick on the swimming speed and on arm stroke efficiency in front crawl, and (3) to compare different methods to assess the arm stroke efficiency and to identify the main biophysical predictors of maximal speed in 200 m swimming with the arms only. Different approaches were used to quantify the arm stroke efficiency. For instance, the paddle-wheel model (studies 1, 2, and 3), the ratio forward speed/hand speed (study 3), and the MAD System approach (study 3). The leg kick contribution was estimated individually, considering the differences in speed at paired stroke frequencies, in a range of speeds. Useful and non-useful components of the total mechanical power exerted by the arm stroke were obtained from dry land (using a customized arm-crank ergometer; study 1) and swimming protocols (using the MAD System; study 3), combined to the assessment of physiological and biomechanical parameters, including the arm stroke efficiency. The maximal speed in 200 m was determined by the balance between biomechanical (75% of the variances explained by the external mechanical power and the arm stroke efficiency; 98% of the variances explained by the external mechanical power, the arm stroke efficiency and the speed-specific drag) and physiological parameters (98% of the variances explained by the total metabolic power and the energy cost of swimming). Moreover, leg kick contribution to forward speed increased from low to maximal stroke frequencies (and speeds) and individual adjustments to the leg kick contribution should be considered when assessing the arm stroke efficiency in “full front crawl stroke” front crawl. Furthermore, the different methods provided significantly different values of arm stroke efficiency, although they agreed with each other. Therefore, arm stroke efficiency data should be interpreted carefully, considering the method used.

O tópico principal desta tese de doutorado foi a efficiência da braçada no nado crawl. A tese foi composta e dividida em três artigos originais, com o objetivo de: (1) investigar as relações existentes entre a eficiência da braçada e a potência de membros superiores na determinação da velocidade máxima do nado crawl, (2) estimar os efeitos da pernada na velocidade de nado e no cálculo da eficiência da braçada no nado crawl, e (3) comparar os diferentes métodos utilizados para estimativa da eficiência da braçada e identificar os principais preditores biofísicos da velocidade máxima em 200 m crawl utilizando apenas os braços. Diferentes métodos foram utilizados para quantificar a eficiência da braçada, como o modelo da “roda de pás” (estudos 1, 2, e 3), a razão entre a velocidade de nado e a velocidade deslocamento da mão (estudo 3), e o método utilizando o MAD System (estudo 3). A contribuição da pernada foi estimada individualmente, considerando as diferenças de velocidade de nado para uma determinada frequência gestual, em diferentes intensidades. Os componentes úteis e não-úteis para a potência mecânica total exercida pela braçada foram obtidos por meio de protocolos fora d’água (utilizando um ergômetro de brações específico; estudo 1) e dentro d’água (utilizando o MAD System; estudo 3), combinados com medidas fisiológicas e biomecânicas, incluindo a eficiência da braçada. A velocidade máxima em 200 m teve como determinantes o equilíbrio entre variáveis biomecânicas (75% das variâncias pôde ser explicado pela potência mecânica externa e a eficiência da braçada; 98% das variâncias pôde ser explicado pela potência mecânica externa, eficiência propulsiva e o coeficiente de arrasto) e variáveis fisiológicas (98% das variâncias pôde ser explicado pela potência metabólica total e o custo energético). Ainda, a contribuição da pernada para a velocidade de nado aumentou com o aumento da frequência de braçadas (e da velocidade). Assim, ajustes individuais relativamente à contribuição da pernada devem ser considerados no cálculo da eficiência da braçada ao se nadar o nado crawl “completo” (usando braços e pernas). Por fim, os diferentes métodos fornecem valores de eficiência significativamente diferentes, embora haja concordância entre os mesmos. Portanto, valores de eficiência da braçada devem ser interpretados com cautela, considerando o método utilizado. / The main topic of this thesis was the arm stroke efficiency in front crawl swimming. Hence, it was developed in three original articles aiming to: (1) investigate the interplay between propelling efficiency and arm’s power output in determining the maximal speed in front crawl swimming, (2) estimate the effects of leg kick on the swimming speed and on arm stroke efficiency in front crawl, and (3) to compare different methods to assess the arm stroke efficiency and to identify the main biophysical predictors of maximal speed in 200 m swimming with the arms only. Different approaches were used to quantify the arm stroke efficiency. For instance, the paddle-wheel model (studies 1, 2, and 3), the ratio forward speed/hand speed (study 3), and the MAD System approach (study 3). The leg kick contribution was estimated individually, considering the differences in speed at paired stroke frequencies, in a range of speeds. Useful and non-useful components of the total mechanical power exerted by the arm stroke were obtained from dry land (using a customized arm-crank ergometer; study 1) and swimming protocols (using the MAD System; study 3), combined to the assessment of physiological and biomechanical parameters, including the arm stroke efficiency. The maximal speed in 200 m was determined by the balance between biomechanical (75% of the variances explained by the external mechanical power and the arm stroke efficiency; 98% of the variances explained by the external mechanical power, the arm stroke efficiency and the speed-specific drag) and physiological parameters (98% of the variances explained by the total metabolic power and the energy cost of swimming). Moreover, leg kick contribution to forward speed increased from low to maximal stroke frequencies (and speeds) and individual adjustments to the leg kick contribution should be considered when assessing the arm stroke efficiency in “full front crawl stroke” front crawl. Furthermore, the different methods provided significantly different values of arm stroke efficiency, although they agreed with each other. Therefore, arm stroke efficiency data should be interpreted carefully, considering the method used.