93933 - SPORT BIOMECHANICS

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente avrà acquisito le conoscenze necessarie per: - l’analisi del gesto sportivo dal punto di vista cinematico, dinamico ed energetico- l’impiego dei principali strumenti per una caratterizzazione biomeccanica dell’esecuzione di un esercizio motorio al fine di prevenire l’infortunio e migliorare la prestazione.

Contenuti

Parte1. Introduzione, Basi Teoriche e Strumentazione

- Cinematica. Posizione. Gradi di libertà. Sistema di riferimento. Cinematica lineare e angolare (planare e tridimensionale). Trasformazione tra sistemi di coordinate. Cinematica articolare.

- Cinetica: Parametri dei segmenti corporei. Forza e momento torcente. Diagrammi del corpo libero. Impulso e momento lineare e angolare. Dinamica inversa. Energia, lavoro e potenza: conservazione dell'energia meccanica, ergometria ed efficienza meccanica. Cinetica delle articolazioni: momento netto e potenza.

Principio di funzionamento e uso corretto delle seguenti attrezzature/software per l'analisi biomeccanica:

- Stereofotogrammetria: calibrazione, protocolli, errori (strumentali, mislocazione dei punti di repere anatomico, artefatti dei tessuti molli).

- Piattaforma di forza: installazione, calibrazione, errori, frequenza di risonanza.

- Sensori inerziali: accelerometro, giroscopio, magnetometro, MIMU, protocolli di analisi del movimento umano.

- Sistemi metabolici: calibrazione dei sensori, fissi e portatili, precisione e affidabilità.

- GPS: trilaterazione, GPS differenziale, errore (atmosferico, multipath).

- Elettromiografia: origine fisiologica, registrazione e acquisizione, analisi e interpretazione del segnale elettromiografico.

- Pressione plantare: requisiti dei sensori plantari, calibrazione, affidabilità.

- Software OpenSim.

Attività sperimentale nel Laboratorio di Analisi del Movimento: squat, sollevamento, salto verticale e salto con contro movimento; ciclismo; tapis roulant; pull-up.

Parte2. Analisi biomeccanica di sport specifici

- Corsa: Fattori che influenzano il rateo di movimento preferito nelle attività cicliche. Fattori che influenzano le misure biomeccaniche. Cinematica e cinetica della corsa. Biomeccanica in relazione alla performance. Economia della corsa. Fattori biomeccanici e infortuni. Riqualificazione dell'andatura. Biofeedback per la prevenzione degli infortuni. Cambiamenti nella biomeccanica con la fatica. Calzature.

- Salto: Cinematica e cinetica del salto. SALTO IN ALTO: Fasi del salto in alto: rincorsa, stacco, aggiustamenti in aria. SALTO IN LUNGO: Fasi del salto in lungo: rincorsa, stacco, volo, atterraggio. SALTO CON L’ASTA: rincorsa, stacco, piegamento e raddrizzamento dell'asta.

- Lancio: Cinematica e cinetica del lancio. Abilità di lancio. Il volo dei proiettili sportivi. Lanci sotto mano. Lanci sopra mano: LANCIO DEL GIAVELLOTTO, GETTO DEL PESO. Lanci laterali: LANCIO DEL MARTELLO.

- Nuoto: resistenza idrodinamica e le sue componenti: resistenza idrodinamica passiva (resistenza passiva); resistenza alla pressione (resistenza di forma); impatto del momento subacqueo sulla pressione (resistenza di forma); resistenza attiva. Forze propulsive: resistenza e portanza durante le diverse fasi delle azioni di trazione; movimenti delle gambe nel nuoto; contributo del corpo centrale.

Attività sperimentale con dati acquisiti sul campo: sprint, salto in lungo, baseball e stile libero.

Parte3. Gruppo di lavoro degli studenti

Relazione su un campo sportivo specifico scelto dallo studente. Discussione aperta con altri studenti.

Testi/Bibliografia

Zatsiorsky, V. (Ed.). (2008). Biomechanics in sport: performance enhancement and injury prevention (Vol. 9). John Wiley & Sons.

Robertson, D. G. E., Caldwell, G. E., Hamill, J., Kamen, G., & Whittlesey, S. (2013). Research methods in biomechanics. Human kinetics.

Uchida, T. K., & Delp, S. L. (2021). Biomechanics of Movement: The Science of Sports, Robotics, and Rehabilitation. MIT Press.

Metodi didattici

L'esposizione dei concetti teorici avviene in aula. Le esercitazioni al calcolatore si svolgono individualmente e le esercitazioni pratiche si svolgono in gruppi, presso il Laboratorio di Ingegneria Biomedica

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene mediante esame orale: la valutazione riguardo alle conoscenze sugli argomenti delle parti 1 e 2 del corso viene mediata con la valutazione effettuata durante la presentazione durante il workshop (parte 3).

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, videoproiettore, esercitazioni in laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Silvia Fantozzi