validazione gps

UniversitàdiPisa‐CentroTecnicoFederalediCoverciano‐UniversitàdiVerona
Master in Teoria e Tecnica della
Preparazione atletica nel Calcio
“Validazione del GPS a 10 Hz della
SpinItalia e confronto delle potenze
espresse su navette a diverse velocità
con l’equazione proposta da Colli sulla
determinazione indiretta del VO2”
[email protected]
Relatore
Candidato
Roberto Colli
Crepaz Stefano
INDICE
Introduzione
Potenza Metabolica e Modello Prestativo nel Calciatore
La Tavola Sinottica
Materiali e metodi
GPS
GPS SpinItalia
Radar Apparato Laser
Elaborazione della Tesi e Risultati
Primo Protocollo
Secondo Protocollo
Terzo Protocollo
Conclusioni
Bibliografia
Introduzione
Il lavoro proposto mira a dare basi più solide e scientifiche
all’utilizzo del GPS nell’ambito sportivo e ancora più
specificatamente nel Calcio.
Il primo ambito del nostro studio ha il compito di validare la
misurazione con il GPS SpinItalia a 10 Hz valutando diverse
accelerazioni e decelerazioni svolte da 10 giocatori, su
distanze differenti, tramite il confronto con i dati raccolti
dall’apparato Laser nelle stesse esercitazioni.
Un altro aspetto descritto e analizzato riguarda l’analisi di un
circuito codificato, con cambi di direzione di vario grado,
svolto, in successione, a velocità sempre crescente per
confrontare i dati riguardanti il Gps con la metratura reale e
valutarne la validità della misurazione.
Il terzo ambito di ricerca riguarda lo studio delle navette a
10 e 20 metri e la determinazione indiretta del VO2 tramite il
calcolo della Potenza Metabolica con il GPS.
La Potenza Metabolica e il
Modello Prestativo nel
Calciatore
Esistono ormai molteplici studi, soprattutto attraverso la match analysis, mirati a
definire il modello prestativo del calciatore.
Sappiamo così che, in una partita di calcio, il giocatore, indipendentemente dal
ruolo che ricopre sul campo, svolge molte accelerazioni e decelerazioni, seguite o
precedute da fasi di cammino o corsa a media-bassa velocità.
Come possiamo, quindi, continuare a calcolare e definire l’alta intensità nel calcio
attraverso il raggiungimento di alte velocità (>18 km/h o addirittura >22 km/h)?
In nostro soccorso è uscito nel 2010 un rivoluzionario studio svolto dal professor
Di Prampero e collaboratori dal titolo “Energy Cost and Metabolic Power in Elite
Soccer: A New Match Analysis Approach” uscito sulla rivista internazionale
Medicine Science & Sports Exercise e ripreso e tradotto in italiano dalla rivista
Scienza & Sport.
L’articolo scientifico del prof. Pietro Enrico di Prampero et al. (2010) è il lavoro
finale che include tutta una serie di studi che hanno contribuito - chi prima chi
dopo - allo sviluppo e miglioramento del calcolo della potenza metabolica dalle
velocità e soprattutto dalle accelerazioni.
Mi preme porre l’accento su come il calcolo della potenza metabolica, come
prodotto tra velocità e costo energetico, sia presente nella letteratura
internazionale dagli anni ’50.
L’innovazione recente è stata quella di implementare il costo energetico in
accelerazione partendo da assunti matematici e geometrici.
La pendenza del corpo (derivante dallo ‘status accelerativo’ del soggetto) è
proporzionale all’intensità della variazione di velocità, e tutto ciò è stato
equiparato – riconoscendo qualche limite nell’approccio – ad un soggetto che
corre a velocità costante in salita, con la pendenza del corpo che in questo caso
viene posta come % della slope del terreno.
Questo stratagemma geniale, conoscendo dalla letteratura della scuola di
Margaria moltissimi studi in cui viene calcolato il costo energetico della corsa a
varie velocità in salita e discesa, è servito per implementare al calcolo della
potenza metabolica il tassello mancante che riguardava, appunto, il lavoro per
metro percorso (J/m) prodotto da un soggetto in accelerazione e decelerazione.
L’equazione più recente che il prof. di Prampero ha ritenuto opportuno inserire
nel calcolo della potenza è quella del prof. Minetti, che ha pubblicato nel 2001
uno studio dal titolo: “Energy cost of walking and running at extreme uphill and
downhill slopes”.
In questo lavoro possiamo osservare la funzione descritta dal fisiologo milanese
che evidenzia i costi energetici di cammino e corsa a diverse velocità e pendenze,
utili poi per inserire i valori di C.E. più alti nella formula (ad esempio durante gli
sprint in cui l’accelerazione è alta ma la velocità raggiunta è bassa).
Qui di seguito ho inserito il grafico preso direttamente dal paper originale di
Minetti con l’equazione appena descritta riferentesi alla corsa.
Tabella 1
Tornando allo studio del professor Di Prampero possiamo dire che al suo interno
sono state analizzate centinaia di partite, attraverso la Match Analysis, con
l’obiettivo di codificare quali fossero realmente le caratteristiche dell’alta intensità
e valutare quale fosse la reale richiesta metabolica del calciatore.
Il professor Colli ha presentato insieme al Professor Di Prampero in vari convegni
AIPAC i dati raccolti da alcuni preparatori di Serie A e delle rispettive Categoria
Primavera e ha potuto così elaborare alcune interessanti tabelle che denotano la
totale inadeguatezza del definire alta intensità solo il raggiungimento di velocità
superiori ad un certo limite in km/h.
Il professor Colli ha poi elaborato insieme all’ing. La Gala un software che
permette di estrapolare dai dati GPS le potenze espresse dai singoli giocatori nei
singoli movimenti e nella totalità della partita.
Nella tabella 1 vengono evidenziati i dati riguardanti atleti di Serie A e categoria
Primavera, in cui la colonna di sinistra permette di catalogare le potenze espresse
in base ai W/kg prodotti.
Tabella 2
Questa seconda tabella invece è evidenziato come sia elevato il tempo in cui i
livelli di Potenza Metabolica espressi siano tra 0 e 20 W/kg, inserendo anche i
dati in Joule per il calcolo del lavoro totale svolto.
Tabella 3
EE=EnergyExpenditure
Sono stati in seguito messi a confronto i dati raccolti con le velocità raggiunte dai
soggetti, per poter ancora una volta confermare che il valutare la velocità come
parametro d’intensità sia un grave errore essendo il calcio uno sport situazionale
e non “lineare” e che determinate velocità raggiunte non possono essere valutate
come unico parametro per l’alto livello.
Tabella 4
Possiamo così notare quanta parte della partita sia svolta a velocità relativamente
basse mentre i livelli di potenza sono elevati e la valutazione del lavoro svolto dal
soggetto debba comprendere anche i preziosi dati di potenza espressa.
Tabella 5
È stato così possibile definire quale fosse la reale distribuzione delle azioni ad alta
intensità, ogni quanto il giocatore toccava potenze elevate, che tipo di attività
svolge tra un’azione ad alta intensità.
Appare interessante notare, sempre nella tabella 4, come il 62% delle azioni
sopra la MPA (>20 W/kg) si esaurisca entro 2 secondi.
Dopo questi 2” il calciatore si sposta nella zona più “aerobica” della sua
prestazione, recuperando lo sforzo fatto, ma per un tempo limitato.
Infatti notiamo che il passaggio tra azione aerobica ed anaerobica avviene con
una certa frequenza e con un recupero medio di 10”, anche se sarà più utile
vedere la distribuzione dei tempi di tale recupero in quanto la deviazione
standard ci appare molto variabile.
Solamente il 6,6% delle azioni dura per un tempo superiore ai 6” ed è
interessante notare che quando lo sforzo si prolunga oltre i 2” la potenza media
erogata cresce e tende ad aumentare anche il tempo di recupero.
Grafico 1
Questo interessante grafico, prodotto sempre dal gruppo di studio del professor
Colli, ci aiuta a capire più chiaramente alcuni aspetti del nuovo modello
prestativo:
- solo lo 0,8% delle azioni sopra la MPA (>20 W/kg) dura oltre 10” ed il massimo
riscontrato è stato di 14 secondi.
- per quanto riguarda l’aspetto dei recuperi, invece, nel grafico, ci accorgiamo
che le azioni sopra la MPA una volta su due vengono reiterate entro 5”, e questo
è un dato estremamente importante per l’allenamento.
È infatti, sotto gli occhi di tutti che un giocatore, finché è interessato all’azione,
tende ad occupare lo spazio e quindi a fare azioni intense separate da brevi
pause; questo per evitare un ricorso eccessivo alla glicolisi anaerobica e utilizzare
maggiormente il creatinfosfato (CP) che può essere ripristinato in pochi secondi.
Quando poi la palla passa in un altro settore dove è meno interessato, il
giocatore si prende le sue pause più lunghe.
Inoltre possiamo dire che si perde il riferimento e la validità di sistemi di
allenamento come RSA (Repeated Sprint Ability):
- Azioni massimali di 6” sono molto rare e soprattutto non sono mai così
consecutive;
- Nella prima ripetizione della RSA, il sistema aerobico è intorno al basale
raggiungendo il valore standard della partita intorno alla 2°-3° ripetizione: ciò
induce ulteriormente un’elevata produzione di energia per via anaerobica con
un’ampia e immotivata (per il modello) produzione di lattato precoce;
- Nel test si parte da fermo mentre quasi tutte le azioni accelerative nel calcio
partono da velocità medie di 5-12 km/h;
- Nella fase di recupero la RSA prevede pause da fermo mentre nel calcio si
cammina o corre a medio-bassa velocità e si attuano anche azioni di media ed
elevata intensità.
Diventa così evidente che è necessario trovare altri sistemi di valutazione più
attinente allo sforzo che andrà a fare il nostro giocatore, anche da un punto di
vista biomeccanico, e soprattutto, che non conduca all’esaurimento il giocatore di
calcio (che nella gara si guarda bene dal raggiungerlo) facendogli produrre quote
ingenti di acido lattico che mai potranno essere ottenute in partita.
Per quanto riguarda invece lo studio delle accelerazioni è utile un grafico che
analizza in modo chiaro che le accelerazioni dipendono sempre dalla velocità di
partenza in cui il soggetto svolge quest’accelerazione.
L’accelerazione non è, quindi, assoluta perché, se il soggetto sta a velocità
bassissime (0-8 km/h), accelera molto fino anche a 5-7 m/s2.
Se, invece, si trova a 18-22 km/h la sua accelerazione sarà solo di 2-3 m/s2, pur
se massimale.
Dobbiamo quindi essere in grado durante la partita di leggere insieme i due
valori e poter stabilire se il giocatore sta accelerando al massimo con due velocità
molto diverse.
Il grafico sottostante, numero 2, ci dice che anche se aumenta la velocità
massima raggiunta dal soggetto, la pendenza della retta tra velocità ed
accelerazione non cambia (l’equazione della velocità in accelerazione è sempre
quella di P.E. di Prampero).
Grafico 2
Questo ha permesso di utilizzare questo indice di accelerazione massimale
dipendente dalla velocità ed abbiamo ottenuto questa sottostante, la quale ci
evidenzia che in partita si sviluppano il 20% delle accelerazioni oltre il 50% della
massima possibile, a qualsiasi velocità, mentre tutte le altre sono azioni di
accelerazione moderata.
Tabella 6
Per quanto riguarda invece le decelerazioni si può dire che:
- solo per il 5% delle decelerazioni il calciatore frena massimamente (<-5 m/s2);
- molte di più (37%) sono le decelerazioni medie importanti ma non massimali.
Bisogna ricordarsi, però, che il concetto del rapporto tra velocità ed accelerazione
(grafico 4) non ci risulta nelle frenate, intendendo che quando il soggetto decide
di frenare nel minor tempo possibile, riesce ad applicare anche a velocità alte
(≥20 km/h) decelerazioni considerevoli dell’ordine di -10/-12ms-2.
In effetti, le frenate avvengono a parità di velocità molto più rapidamente delle
accelerazioni (es. frenare da 20 km/h può avvenire in 500 ms mentre accelerare
fino a raggiungere velocità di 20 km/h avviene in ≈ 1”5 -2”).
Tabella 7
Un altro parametro interessante riguarda i cambi di direzione (CdD), la loro
ampiezza ed il rapporto con la potenza e la velocità.
I cambi di direzione (tabella 7) sono presenti in misura elevatissima (circa 1000
con angoli superiori ai 30°) e oltre 800 sono con angoli > 30° ma anche
sviluppati a potenze superiori ai 20 watt/kg.
In pratica sviluppiamo un CdD > 30° e a W/kg > 20 ogni 17-18”.
Risultano così lontani dalla prestazione tutti i lavori fatti su distanze troppo
lunghe e con corsa in linea.
Tabella 8
È utilissimi quindi mettere in rapporto il CdD sia con la potenza, che con la
velocità.
La tabella 8 ci mostra che per CdD ad angoli abbastanza aperti (fino a 30°) vi
sono circa il 17% di azioni sopra la MPA che diminuiscono sotto al 10% se invece
l’angolo del CdD è più chiuso di 90° e di conseguenza più impegnativo.
Tabella 9
Ciò significa che non dobbiamo trascurare il CdD con piccola ampiezza perché
molto spesso con esso avviene un’azione di intensità elevata e soprattutto a
velocità elevata.
In questo caso ci viene in aiuto la tabella 9 dei CdD in rapporto alla velocità:
quando effettuiamo un CdD oltre 90° quasi sempre la velocità è molto bassa
(55,6% entro 4 km/h) perché evidentemente dobbiamo frenare per poter
effettuare tale azione.
Tabella 10
Con gli angoli più aperti fino a circa 60° siamo in grado di effettuare qualche CdD
anche a velocità più elevata, ma sempre massimo un 15%, mentre la velocità
con cui spesso effettuiamo i CdD a questi angoli è compresa tra 4 e 8 km/h.
Durante lo studio è stato effettuato anche un controllo con GPS di una partitina
finale svolta su un campo 60x65 metri, quindi con le porte messe al limite
dell’area.
Questa partita era libera da vincoli tecnici e di tocco di palla.
Molto spesso si pensa che se facciamo giocare durante l’allenamento, otteniamo
un impegno mentale, coordinativo e metabolico maggiore da parte dei giocatori.
Ciò, si può ottenere se i parametri della gara vengono in parte rispettati (tabella
10).
Tabella 11
La tendenza invece è quella che la partitella di fine allenamento venga sviluppata
spesso su superfici molto più modeste, dove ogni singolo giocatore, che nella
gara vera deve coprire circa 300 m2 di campo, a volte ne deve coprire solo 100150 m2.
Ciò cambia molto come vediamo da questi dati (tabella 15), dove si nota che
l’impegno metabolico è molto basso (simile ai possessi palla); anche le azioni
muscolari e coordinative come accelerazioni, decelerazioni intense e CdD sono
neanche la metà di quelle che vengono sviluppate in partita.
A conferma di ciò, notiamo che in queste partitelle finali i giocatori tendono a
prendersi, soprattutto, delle pause di recupero molto più lunghe rispetto alla
gara.
Tabella 12
Quando i giocatori ricevono palla, o la palla è dalle loro parti, hanno un impegno
metabolico simile alla gara producendo potenze sopra la MPA del 39%; viene
però nettamente penalizzata la fase a velocità media, quando il giocatore, persa
la palla, deve correre per coprire lo spazio che lo separa dai compagni della
difesa.
Il professor Armando Fucci, partendo dallo studio svolto dal professor Colli, ha
fatto svolgere delle esercitazioni in campo e questa è la tabella che ne mostra i
risultati secondo il calcolo della potenza metabolica:
Dimensioni
N°Calciatori Portieri
Tempo
Potenza
55x65m
8vs8
2
10'
8,8 W/kg
55x65m
6vs6
2
8'-10'
<10 W/kg
55x40
4vs4
2
8'-10'
12-13 W/kg
40x16
3vs3
no
6'-6'
12-13 W/kg
Tabella 13
Si possono così avere dei riferimenti relativi ad alcune esercitazioni svolte
normalmente nelle squadre e poter così ragionare su quali possano essere
allenanti e più vicine alle partita.
La Tavola Sinottica
Analizzando le molteplici partite a disposizione è stato così possibile definire cosa
fosse, in termini di prestazione, la partita per un giocatore di Serie A.
Ne è derivata una tavola sinottica elaborata dal professor Colli e dal suo gruppo
di studio di cui fanno parte Preparatori di Serie A e Preparatori di serie minori che
hanno condiviso i propri dati e li hanno messi a disposizione del Professore.
Attraverso di essa è, ora, possibile valutare i parametri fondamentali della
prestazione dell’atleta e nello specifico anche il singolo allenamento o la singola
esercitazione riferendolo alla situazione di gara.
In questa tabella vengono presentati i dati relativi ad una partitella finale
dell’allenamento di un squadra di serie A in cui si affrontavano 2 squadre in 10 vs
10 su un campo ristretto con le porte poste al limite delle 2 aree:
Tabella 14
È possibile così evidenziare, anche attraverso i colori, su quali parametri abbiamo
centrato l’obiettivo prefissato e su quali invece dobbiamo integrare con un
supplemento ulteriore.
Il colore rosso incida che il parametro non è stato raggiungo in senso inferiore e
naturalmente la gradazione del colore rispecchia la “gravità” della differenza
rispetto al modello prestativo; il colore verde indica la vicinanza al modello
prestativo mentre i gradi del giallo (non presenti nella tabella precedente)
indicano che un parametro è stato utilizzato in maniera troppo ampia.
Questa utilissima tavola definisce alcuni parametri fondamentali che andiamo a
descrivere in successione, come sono presenti nella parte superiore della tabella:
- potenza media della prestazione in W
- il Vo2 medio dell’attività svolta
- la distanza al minuto percorsa dal soggetto
- la percentuale di accelerazione interna al soggetto
- la percentuale di decelerazione interna
- il numero di cambi di direzione maggiori di 20 W/min
- il numero di cambi di direzione maggiori di 30 gradi in ogni minuto
- la distanza equivalente che corrisponde alla distanza percorsa dal soggetto se
trasformasse in una corsa in linea il lavoro totale effettuato
- la percentuale della distanza equivalente invece definisce il differenziale tra la
distanza percorsa e la distanza equivalente
- la percentuale di lavoro sopra i 16 km/h
- la percentuale riguardante il sistema anaerobico
A questa tabella possiamo riferire il nostro singolo allenamento e la nostra intera
seduta per poterne valutare così la vicinanza al modello di gara.
Per completezza di informazione e maggiore chiarezza inserisco qui sotto due
ulteriori tabelle.
Una riguarda il grafico del Gps del soggetto, che ha svolto le 2 prove a distanza
di sei mesi, sia con i dati relativi alle velocità raggiunte sia con i dati di potenza.
La seconda invece descrive il grafico con la traslazione dei movimenti fatti sul
campo e i vari valori di potenza definiti anch’essi dai diversi colori.
Grafico 3
In blu naturalmente sono evidenziate le velocità raggiunte, mentre in rosso le
potenze espresse.
Da notare che ancora una volta ci viene confermato in fatto che valutare solo con
la velocità raggiunta non può essere un parametro per valutare l’alta intensità,
ma è utile valutare la qualità del lavoro svolto dal soggetto.
Grafico 4
Possiamo così notare attraverso le aree e i colori quali e quanti movimenti ad alta
intensità ha svolto il soggetto nell’esercitazione proposta.
Materiali e Metodi
Il GPS
Il Sistema di Posizionamento Globale, è un sistema di posizionamento e
navigazione satellitare che fornisce posizione ed orario in ogni condizione
meteorologica, ovunque sulla Terra, o nelle sue immediate vicinanze, ove vi sia
un contatto privo di ostacoli con almeno quattro satelliti del sistema.
Il sistema GPS è liberamente accessibile da chiunque dotato di ricevitore GPS.
Il suo grado attuale di accuratezza è dell'ordine dei metri, in dipendenza dalle
condizioni meteorologiche, dalla disponibilità e dalla posizione dei satelliti rispetto
al ricevitore, dalla qualità e dal tipo di ricevitore, dalla riflessione del segnale,
dagli effetti della ionosfera, della troposfera e della relatività.
Il sistema di posizionamento si compone di tre segmenti: il segmento spaziale
(space segment), il segmento di controllo (control segment) ed il segmento
utente (user segment).
Il segmento utente: il ricevitore GPS
Il principio di funzionamento si basa su un metodo di posizionamento sferico, che
consiste nel misurare il tempo impiegato da un segnale radio a percorrere la
distanza satellite-ricevitore.
Poiché il ricevitore non conosce quando è partito il segnale dal satellite, per il
calcolo della differenza dei tempi il segnale inviato dal satellite è di tipo orario,
grazie all'orologio presente sul satellite.
Il ricevitore calcola l'esatta distanza di propagazione dal satellite a partire dalla
differenza, dell'ordine dei microsecondi, tra l'orario pervenuto e quello del proprio
orologio perfettamente sincronizzato con quello a bordo del satellite.
L'orologio a bordo dei ricevitori GPS è molto meno sofisticato di quello dei
satelliti, non è quindi altrettanto accurato sul lungo periodo e deve essere
corretto molto frequentemente.
La sincronizzazione di tale orologio avviene all'accensione del dispositivo
utilizzando l'informazione che arriva dal quarto satellite, e viene continuamente
aggiornata.
Se il ricevitore avesse un orologio al cesio perfettamente sincronizzato gli
basterebbero 3 satelliti, ma nella realtà non è così dunque il ricevitore deve
risolvere un sistema di 4 incognite: latitudine, longitudine, altitudine e tempo; per
riuscirci ci vogliono 4 equazioni: 3 non sono sufficienti.
GPS Spinitalia
Il Global Position System (GPS) adottato per il confronto simultaneo della spazio
percorso e quindi la misura della velocità derivata è stato lo SpinItalia con
frequenza di campionamento ogni 100 ms ovvero 10 Hz.
Il sistema utlizza una porta USB in grado di rendere l’interfaccia leggibile tramite
l’estrazione dei file di testo salvati dal momento dell’accensione del dispositivo.
La memoria risulta essere proporzionale alla scelta della secure digital (SD) che
con 2 GB di base permette l’archiviazione di diverse ore d’allenamento-test.
Immagine 1
Apparato Laser
L’apparato laser per la misura della distanza/tempo utilizzato in questo studio e
definito dalla letteratura come “Gold Standard” è il LAVEG Sport (Jenoptik, Jena,
Germania) LDM-300C che campiona alla frequenza di 100 Hertz.
Presenta la possibilità di scaricare i dati una volta registrati tramite interfaccia
RS232, e ed ha una risoluzione pari al mm su scala variabile.
Il software, permette un’analisi del tracciato molto accurata rendendo disponibile
la costruzione di una curva velocità-tempo o anche in funzione della distanza
percorsa.
Inoltre tra le opzioni avanzate c’è la funzione smoothing che rende leggibili
istantaneamente i grafici.
Lo strumento è definito, dalla casa tedesca, molto preciso e affidabile, la
devizione standard sulla distanza misurata per velocità da 0,3 m/s in poi risulta
essere dell’ordine di 5 mm (per superfici con un coefficiente di riflesso r > 20%).
Immagine 2
Elaborazione della Tesi
e Risultati
Lo studio proposto in questa tesi ha l’obiettivo di validare in maniera ancora più
forte l’uso dei Gps in ambito sportivo e in particolare nello specifico il GPS
SpinItalia a 10 Hz.
Per fare ciò il primo protocollo svolto aveva l’obiettivo di confrontare i dati del
Radar Apparato Laser LAVEG Sport, precedentemente descritto e preso come
GOLD STANDARD, con i dati raccolti dal GPS.
Gli atleti che hanno partecipato avevano queste caratteristiche:
Abbiamo fatto svolgere ai nostri atleti, così, 5 diverse esercitazioni:
- corsa con fasi di accelerazioni e decelerazioni basse (su 30m)
- corsa con fasi di accelerazioni e decelerazioni moderate (30m)
- corsa con fasi di variazioni brusche di velocità (50m)
- corsa con percorso a navetta submax (20m)
- corsa con percorso a navetta massimale (20m)
A seguire presentiamo i dati di uno solo di questi 10 atleti e andiamo ad
analizzarne la progressione.
In tutte le accelerazioni e decelerazioni è stato chiesto ai soggetti di fermarsi
completamente all’arrivo e poi ripartire, per valutare con totale chiarezza la fase
di arresto e di ripartenza.
Grafico 5
Nel primo grafico (Grafico 5) possiamo notare il primo esercizio svolto in cui era
richiesto al soggetto di svolgere i 30 metri con accelerazioni e decelerazioni
basse.
Da notare la percentuale minima della differenza nella misurazione, -1%, tra il
dato raccolto con il Radar e il dato raccolto con il GPS, per quanto riguarda la
velocità in km/h.
In questo ulteriore grafico (numero 6) è stato possibile analizzare, invece, i dati
delle corsa con la richiesta fatta ai soggetti di svolgere un accelerazione e
decelerazione media sempre nel percorrere la distanza di 30 metri.
Anche in questo caso è stato lampante, sia a livello grafico che a livello numerico,
la pochissima differenza percentuale tra le due misurazioni ed è notabile la quasi
totale sovrapposizione nelle fasi di accelerazione mentre c’è un leggero distacco,
sempre in numero bassissimo, all’inizio della fase di decelerazione.
Grafico 6
Il grafico 7, invece, descrive graficamente e numericamente la richiesta data al
soggetto di attuare accelerazioni e decelerazioni intense su una distanza
maggiore, 50 metri. Evidente anche qui che nel metraggio e nelle velocità non ci
si distacca molto tra i due dati raccolti.
Grafico 7
Nel grafico 8 entriamo a parlare del lavoro su navetta. La richiesta è stata di
svolgere la navetta sui 20 metri in modo sub-massimale e i dati come vediamo
successivamente hanno anche qui confermato la validità dei dati GPS con un
errore del 2%.
Grafico 8
L’ultima tabella, che riguarda la validazione tramite confronto con i dati Gold
Standard del Radar, ha come presupposto la richiesta al soggetto di fare la
navetta sui 20 metri in modo sub-massimale. L’errore anche qui è del -1%.
Grafico 9
Per maggiore chiarezza e per riassumere in un certo modo tutti i dati della
comparazione tra i GPS SpinItalia e l’acceleratore Laser, abbiamo riassunto i dati,
le differenze e le distanze in un'unica tabella che evidenzia ancora una volta la
validità dei dati GPS.
Tabella 14
Il secondo protocollo di lavoro aveva invece un obiettivo differente:
La valutazione quantitativa e qualitativa della corretta misurazione delle distanze
tramite GPS SpinItalia a 10Hz su percorso non lineare.
Questo protocollo è nato come risposta ad una delle principali critiche o dubbi
posti sull’utilizzo del GPS, cioè quello riguardo alla possibile perdità di precisione
con l’aumentare delle velocità raggiunte dal soggetto valutato.
Attraverso l’utilizzo di un dettato sonoro (beep a 3” o 5”) da rispettare, i soggetti
hanno percorso alcuni giri del circuito a diverse velocità.
Come riferimento spaziale sono stati posizionati degli evidenziatori distanti tra di
loro a seconda della speed (es. 8,5 km/h con fischio ogni 5” su 144 m = 12
cinesini).
La prima velocità che è stata richiesta ai soggetti è di 8,5 Km/h.
Come nel protocollo precedente per ragioni di “spazio” nella tesi sono presentati i
grafici di un solo soggetto.
Grafico 10
A velocità di 8,5 Km/h la distanza coperta dal GPS a 10 Hz = 139,7 m su 144 m
misurati con ruota metrica con quindi la differenza nell’ordine del -3%.
Grafico 11
Nella seconda esecuzione il tratto era da completare a velocità pari a 11 Km/h. in
questo caso la metratura calcolata dal GPS è stata di 137,8 m contri i 144 reali.
L’errore è stato quindi del 4,3% tra i due differenti di misurazione.
Grafico 12
Alla velocità di 14 km/h la metratura misurata è stata di 137,6 m contro i 144
reali con un margine di errore, quindi, calcolabile in 4.4%.
Grafico 13
L’ultima velocità richiesta ai soggetti è stata di 18 km/h. La misurazione della
metratura percorsa è stata di 141,2 m sul totale di 144 m con un errore minimo
nell’ordine del 1,9%.
È possibile così avere un più chiaro riferimento alle caratteristiche del protocollo
attraverso questi punti successivamente elencati.
Il Gps SpinItalia a 10 Hz:
- ha un errore sulla distanza di percorsi non lineari del 2-4%*;
- è molto soddisfacente per le indicazioni degli angoli dei cambi di direzione
(CdD);
- è soddisfacente per le misure lineari inferiori a 10 m;
- è molto preciso per le misure superiori ai 10 m;
Questi dati si riferiscono ai primi 5 soggetti dei 10 analizzati. Il resto dei dati è in
elaborazione e sarà utilizzato dal professor Colli e colleghi per successive
pubblicazioni e studi in merito al Gps.
Possiamo così affermare che la sua precisione non dipende dalla velocità cui il
soggetto svolge l’esercitazione.
Il terzo protocollo deriva dalla comparazione tra i dati di Potenza Metabolica
sulle navette a 10 e 20 metri derivanti dalla formula elaborata dal professor Di
Prampero con le potenze derivate da una formula trovata nel 2007 dal Professor
Colli sulle navette stesse che proponiamo qui di seguito.
Quella sulle navette di 20 m che useremo per verificarne l’attendibilità è la
seguente:
VO2 (ml·min·kg-1) = Cnavetta x V (m·s-1) =
(0,0673 x Vel2-1,2732 x Vel + 11,576) x (Vel/3,6)
Dove la velocità è calcolata sul tempo di percorrenza ed è espressa in km/h.
Per arrivare ai dati di potenza è stato usata la formula di comparazione del W/kg
data dal costo energetico VO2/2,9.
Ne è derivato un confronto tra le potenze espresse con i dati del laser e le
potenze estrapolate dai Gps.
Grafico 14
La potenza metabolica calcolata dai dati cinematici con il Laser e col GPS sono
molto congruenti all’indicazione della misura del VO2 nella prova a navetta di
20m, proposta da Colli nel 2007 tramite la sua equazione di 2° grado.
Conclusioni
Dai nostri tre protocolli è possibile arrivare a delle chiare conclusioni
che andranno ulteriormente, crediamo, confermate dall’elaborazione
dei successivi cinque soggetti, i quali dati sono in elaborazione e
quindi non inseribili all’interno di questa tesi.
Ecco ciò che è emerso dal nostro studio:
- Il GPS SpinItalia a 10 Hz risulta molto attendibile, con una lieve
riduzione nell’ordine del 2-4% sulla distanza misurata dal Laser a 100
Hz.
- La Potenza Metabolica calcolata con i due sistemi, Radar e Gps,
tende ad avere anch’essa un errore ridotto del 2-4%.
- La Potenza Metabolica calcolata dai dati cinematici con il Laser e col
GPS sono molto congruenti all’indicazione della misura del VO2 nella
prova a navetta di 20 m, proposta dal professor Colli nel 2007 tramite
la sua equazione di 2o grado.
Bibliografia
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