PROPOSTA METODOLÓGICA PARA DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO DO SELIM APLICADA AO CICLISMO INDOOR: ESTUDO DE CASO

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1 PROPOSTA METODOLÓGICA PARA DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO DO SELIM APLICADA AO CICLISMO INDOOR: ESTUDO DE CASO Cassiano Pinzon Jamil Silva Brites Eduardo Nabinger UCS Ney Francisco Ferreira Resumo: O objetivo deste estudo foi desenvolver uma proposta metodológica para determinação da posição do selim aplicada ao ciclismo, com base em parâmetros biomecânicos, ergonômicos e antropométricos, específico para a modalidade indoor. A aquisição dos dados foi feita através de pedais instrumentados e cinemetria, sendo analisado o comportamento angular do pedal e das articulações, além do alinhamento vertical entre a face da patela e o eixo do pedal para a posição do pé-de-vela a 90. A posição adotada como de referência, aquela regulada pelo ciclista em estudo, não apresentou ângulos e alinhamento conforme descritos na literatura, porém, através da criação de um modelo virtual, pode-se chegar a um novo posicionamento, o qual apresentou características relevantes se comparado com o proposto no estado da arte. Palavras chave: ciclismo, ciclismo indoor, altura do selim, cinemática, metodologia. 1. Introdução A bicicleta é um dos meios de transporte mais utilizados no mundo, sendo também o que mais cresce em número de usuários, tanto com objetivo de lazer, treinamento físico, reabilitação ou prática competitiva (CARMO, 2002). Segundo Silva et al. (2002), dentro do processo evolutivo da bicicleta, um dos maiores destaques foi a possibilidade de seu uso para avaliação orgânica e funcional, como também para treinamento específico da modalidade de ciclismo feito em recinto fechado indoor. Surge então a bicicleta ergométrica, posteriormente a bicicleta estacionária, e, conseqüentemente o ciclismo indoor. A carência de informações a respeito das características ergonômicas do ciclismo faz com que muitos praticantes utilizem a bicicleta com desajustes, que associados a um desconforto podem ser um dos fatores de abandono do esporte (CARMO, 2002). Embora ciclistas competitivos considerem o posicionamento importante e despendam uma parcela de seu treinamento para buscar informações relevantes a este tipo de problema, demais ciclistas, que utilizam de suas bicicletas por intervalos de tempo menores, comumente assumem posturas equivocadas na bicicleta, o que pode prejudicar o conforto, afetando negativamente a prática (PEQINI, 2005). Não é diferente no ciclismo indoor, pois a falta de informação junto aos praticantes é um fator contribuinte ao posicionamento inadequado do usuário da modalidade. Quando o ciclista pedala com o selim muito baixo e/ou avançado pode ocorrer uma flexão ou uma movimentação médio-lateral excessiva do joelho, enquanto que com o selim muito alto e/ou recuado pode ocorrer uma tensão excessiva dos músculos posteriores da coxa podendo ocasionar lesões como, por exemplos, tendinites (GARRICK et al., 2001). De acordo com LOWE et al. (2004), ajustes discretos na bicicleta, como por exemplo, pequenas alterações no ângulo de inclinação do selim podem minimizar dores relacionadas ao ciclismo. Em especial, àquelas relacionadas com problemas urológicos e andrológicos causados pelo estresse devido à pressão sobre o períneo no contato com o selim (SALAI et al., 1999; Leibovitch et al., 2005). O objetivo deste estudo foi desenvolver uma proposta metodológica para determinação da posição do selim aplicada ao ciclismo, com base em parâmetros biomecânicos, ergonômicos e antropométricos descritos na literatura. Específico para a modalidade de ciclismo indoor, em especial o modelo apresentado por Pinzon (2009). Dessa forma, foi previsto os seguintes objetivos específicos: levantamento antropométrico e técnica de pedalada (ângulo do pedal), coleta de imagens e vídeos, simulações e análise de movimentos em modelo virtual, comparações angulares entre modelo e atleta, determinação da melhor posição para o selim, baseado em ângulos do modelo. 2. Materiais e métodos A amostra deste estudo foi composta por um professor de ciclismo indoor, com experiência de dez anos na modalidade, aplicando em média vinte aulas semanais em diferentes academias de Porto Alegre RS. Este concordou com os itens abordados no termo de consentimento proposto. O ciclista foi submetido ao ensaio, pedalando em uma bicicleta estacionária, indoor, de fabricação nacional, marca Movebike, 2010, com ajustes de selim, tanto na altura quanto no carrinho, conforme ilustrado na figura 1. 1

2 Figura 1 Bicicleta estacionária (Movebike, 2010). A partir da posição adotada pelo ciclista, aquela que o professor está adaptado a usar em suas aulas, o mesmo permaneceu na posição sentado, pedalando em uma cadência entre 50 e 70 rpm, durante o tempo de três minutos. Os pedais de uso comum da bicicleta foram substituídos por pedais instrumentados, determinando o ângulo do pedal (figura 2) relativo ao pé-de-vela, denominado a partir deste como PDV, com potenciômetros (sensor model 601 HE vishay/spectrol), adaptados no eixo dos pedais. Estas informações foram convertidas por uma placa analógico-digital de resolução igual a 12 bits, para o sistema de aquisição de dados (SAD), que posteriormente foram processadas as médias pelo software Matlab, Nesta etapa definiram-se instantes determinantes para a leitura dos ângulos, divisões do ciclo da pedalada em função do ângulo do PDV, figura 4. A fase denominada ciclo completo corresponde à totalidade do ciclo correspondendo ao intervalo angular do PDV entre 0 a 360, figura 4A. A fase de propulsão corresponde à primeira metade do ciclo, intervalo entre 0 a 180, e a fase de recuperação corresponde à segunda metade do ciclo, intervalo de 180 a 360, segundo Burke, 1996, figura 4B. Os quatro quadrantes I, II, III e IV correspondem a intervalos de 90, figura 4C e os setores correspondem aos quadrantes defasados de 45 identificados pelos quatro movimentos característicos destes setores: Ponto Morto Superior (PMS), Potência, Ponto Morto Inferior (PMI) e recuperação, figura 4D, descritos por Hinault, Figura 4 Fases da pedalada, (Nabinger, 2006). Para a filmagem da pedalada foram fixados marcadores reflexivos, figura 5, em pontos anatômicos de referência no trocânter maior, epicôndilo lateral, maléolo lateral, IV metatarso e centro de rotação do pedal. Figura 2 Ângulo do pedal, (Nabinger, 2006). Para determinação dos ângulos articulares de interesse (joelho e tornozelo) e dos dados antropométricos (comprimento da coxa, perna, planta e PDV), figura 3, a coleta dos dados foi feita através de cinemetria, com o uso de vídeos bidimensionais para aquisição de imagens, perpendicular ao plano de movimento, a uma distância de aproximadamente 3 m, permitindo a aquisição de imagens para o cálculo dos ângulos no plano sagital, posteriormente determinados por intermédio da inserção das imagens no software SolidWorks, Figura 3 Ilustração dos dados a serem coletados. Figura 5 Marcadores reflexivos (leds). O estudo foi feito por meio da aplicação de técnicas e parâmetros biomecânicos propostos por Burke e Pruitt para avaliação do posicionamento corporal na bicicleta, sendo que o ângulo máximo relativo do joelho (ângulo interno formado entre a coxa e perna) deveria estar entre 150 a 155. Também, com o pé-de-vela posicionado na horizontal (PDV à 90 ), verificou-se o alinhamento vertical entre a face da patela e o eixo do pedal. Após o levantamento antropométrico e angular da pedalada do ciclista, foi criado um modelo virtual com características geométricas idênticas aos parâmetros coletados, para com este desenvolver uma análise de movimento que permite a aquisição de dados cinemáticos através do suplemento disponível no software SolidWorks, 2009 apresentado como SolidWorks Motion. Com as imagens reais e o modelo virtual, pôde-se fazer uma análise comparativa entre os ângulos apresentados. Assim, com o modelo virtual, determinouse a melhor condição para o posicionamento correto do selim, proporcionando condições angulares iguais as propostas por Burke e Pruitt,

3 3. Resultados A figura 6 representa o ângulo do pedal ao longo do ciclo do PDV, determinado pela média dos ciclos durante o tempo de aquisição dos dados, com o uso de pedais instrumentados. Figura 6 Ângulo do pedal. Figura 9 Ângulos e distâncias com o PDV a 180. As figuras 7, 8, 9 e 10 representam o ciclista em sua posição referência, aquela que o mesmo determinou como à usual, com seus ângulos e distâncias levantadas em cada fase da pedalada, ou seja, respectivamente no início e ou fim de cada quadrante. Figura 10 Ângulos e distâncias com o PDV a 270. Figura 7 Ângulos e distâncias com o PDV a 0. Segue na figura 11, o modelo virtual com características geométricas idênticas aos parâmetros coletados no início do ciclo da pedalada (PDV a 0 ). Figura 8 Ângulos e distâncias com o PDV a 90. Figura 11 Modelo virtual do ciclista. 3

4 Nas figuras 12, 13 e 14, tem-se o deslocamento angular do Joelho, Tornozelo e Pedal, respectivamente, dados estes que foram adquiridos por intermédio da análise de um ciclo de pedalada do modelo virtual. A mesma variação aconteceu no ângulo máximo do tornozelo, pois os dados não apresentam mesmo instante de coleta. Tabela 2 - Ângulo do Tornozelo, modelo Real e Virtual Ângulo do Real Virtual Tornozelo Mínimo ( ) 108 / PDV / PDV 0 Máximo ( ) 133 / PDV / PDV 200 Amplitude ( ) Figura 12 Deslocamento angular do Joelho. Figura 13 Deslocamento angular do Tornozelo. Em análise aos modelos apresentados (real e virtual), podemos afirmar que os mesmos apresentam semelhanças significativas quando colocados em confronto. Dessa forma, determinou-se uma nova posição para o selim, baseada somente no modelo virtual, já que a posição atual, adotada pelo ciclista, apresentou o ângulo máximo do joelho inferior a 150. Outro fator importante é a questão do alinhamento vertical entre a face da patela e o eixo do pedal com o PDV a 90, figura 8. O mesmo apresentou desalinhamento, estando com a regulagem do carrinho do selim desajustado demasiadamente para frente. Dessa forma, na figura 14, apresenta-se o novo modelo virtual e seus respectivos deslocamentos angulares. Figura 14 Deslocamento angular do Pedal. Nas tabelas 1 e 2, apresentam-se comparações entre os resultados apresentados pelos dois modelos, real e virtual. Podemos observar que temos pequenas variações quanto aos valores, pois estes não foram levantados no mesmo instante do ciclo, como por exemplo, o valor máximo do ângulo do joelho foi de 141 no modelo real, enquanto o modelo virtual apresentou um valor igual a 144, porém, o real teve sua leitura com o PDV a 180 enquanto o virtual a 165. Tabela 1 Ângulo do Joelho, modelo Real e Virtual Ângulo do Real Virtual Joelho Mínimo ( ) 68 / PDV 0 67 / PDV 340 Máximo ( ) 141 / PDV / PDV 165 Amplitude ( ) Figura 14 Novo modelo virtual e seus respectivos deslocamentos angulares. Esse novo modelo virtual foi construído de forma que os deslocamentos angulares do joelho apresentassem valores mínimos e máximos dentro do proposto pela literatura, além de que, o alinhamento entre a face da patela e o eixo do pedal com o PDV a 90, necessariamente deveria estar na vertical, figura 15. 4

5 Aos colegas e parceiros Jamil Brites da Silva e Eduardo Nabinger, pela dedicação e disponibilidade despendida para realização deste estudo. 7. Referências bibliográficas 1. Burke ER, Pruitt AL (2003) Body positioning for cycling.in Burke ER (Ed.) High Tech Cycling. 2. Carmo JC, Nascimento FAO, Costa JC, Rocha AF. Instrumentação para aquisição e avaliação das forças exercidas nos pedais por ciclistas. Braz J Biomech 2002;2(3): Figura 15 Alinhamento vertical entre a face da patela e o eixo do pedal. 4. Discussão Os resultados obtidos sinalizaram que o professor ciclista deste estudo não estava apresentando em sua posição referência, aquela confortável ao seu critério de ajuste, os ângulos descritos como ideais ao ciclismo. Em análise detectou-se uma altura de selim igual a 715 mm (distância entre centro do PDV e o topo do selim), em uma angulação de 75, figura 7. Nesta condição, retratouse que o selim apresentava-se demasiadamente baixo e com inclinação agressiva, pois, a linha vertical determinada a partir do centro do pedal era para estar alinhada com a face da patela, quando a posição do PDV estivesse no final do primeiro quadrante. Assim, foi proposto uma nova simulação virtual, corrigindo a altura e a angulação do selim, apresentando ângulos e alinhamentos mais adequados para o ciclista em estudo. 5. Conclusões Através da análise biomecânica, ergonômica e antropométrica, determinou-se uma nova posição para o selim, aplicada a bicicleta em estudo, apresentando uma distância de 730 mm entre o centro de giro do PDV e o topo do selim, com uma angulação de 72 de inclinação em relação ao solo. Esta nova posição, diferente da inicial, atende aos dois requisitos propostos para o estudo, ou seja, ângulo máximo na articulação do joelho entre 150 e 155, e alinhamento vertical entre a face da patela e o eixo do pedal, quando este se encontra na posição horizontal. Com isso, infere-se que a metodologia proposta garante uma altura de selim que se baseia no ângulo máximo do joelho e no alinhamento vertical da face da patela e o eixo do pedal, proporcionando uma inclinação do mesmo dentro das especificações determinadas. 6. Agradecimentos Gostaríamos de dedicar este trabalho ao grande professor e amigo Fernando Gonçalves Amaral, por todos os ensinamentos e exemplos deixados. 3. Diefenthaeler, F.; Avaliação dos efeitos da posição do selim na técnica de pedalada de ciclistas: estudo de casos. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Garrick JG, Webb DR. Lesões esportivas: diagnóstico e administração. 1 ed. São Paulo: Editora Roca; Hinault,B.,1988. Ciclismo de Estrada, Ed Presença. Lisboa 6. Leibovitch I, Mor Y. The vicious cycling: bicycling related urogenital disorders. Eur Urol 2005; 47(3): Lida, Itiro.; Ergonomia Projeto e Produção. 2ª Ed. ver. e ampl., São Paulo: Blucher, Lowe BD, Scharader SM, Breintensten MJ. Effect of bicycle saddle designs on the pressure to the perineum of the bicyclist. Med Sci Sports Exerc 2004;36(6): Nabinger, E.; Análise Dinamométrica Tridimensional da Pedalada de Ciclistas. Tese de Doutorado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da, Porto Alegre, Pequini SM. Ergonomia aplicada ao design de produtos: um estudo de caso sobre o design de bicicletas. [Tese de Doutorado Programa de Pós- Graduação emarquitetura e Urbanismo]. São Paulo (SP): Universidade de São Paulo; Pinzon, C. Patente publicada nos termos PCT sob o n WO em 17 de dezembro de Salai M, Brosh T, Blankstein A, Oran A, Chechik A. Effect of changing the saddle angle in the incidence of low back pain in recreational bicyclists. Br J Sports Med 1999;33(6): Silva, R. A. S.; Oliveira, H. B.; Prevenção de Lesões no Ciclismo Indoor: uma proposta metodológica. Revista Brasileira de Ciência e Movimento, Brasília, v. 10, p ,