UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA DIPARTIMENTO DI SANITÀ PUBBLICA, MEDICINA SPERIMENTALE E FORENSE

Corso di Laurea Magistrale in Scienze e Tecniche delle Attività Motorie Preventive e Adattate

APPROCCIO SPERIMENTALE ALL’USO DEL CRONOMETRO COME STRUMENTO PER LA MISURA DEL COUNTER

MOVEMENT JUMP (CMJ) 

Relatore: Prof. Bruno Magnani Correlatore: Prof. Tiziano Gemelli Tesi di

Laurea Magistrale diClaudia Sarchi

Matricola: 431817

Anno Accademico 2015-2016

APPROCCIO SPERIMENTALE ALL’USO DEL CRONOMETRO COME STRUMENTO PER LA MISURA DEL COUNTER MOVEMENT JUMP (CMJ)

L’OBIETTIVO: Calcolare l’altezza del salto in alto verticale, da fermo (CMJ), misurata con l’utilizzo della pedana a conduttanza in dotazione al sistema MUSCLELAB di ERGOTEST. E confrontare quest’ultima, con quella ricavata inserendo il tempo di volo dello stesso salto, rilevato con un cronometro manuale da parte dei soggetti partecipanti al protocollo di lavoro,nella seguente formula:

H = (g · t2) / 8 · 100

H: altezza salto in cm, g: 9,81 in m/s2, t: tempo di volo in sec.

La seguente equazione è stata ricavata dal moto del proiettile ed è disponibile in letteratura ( Carlock,2004), infatti compare nel seguente articolo.

Attraverso tale formula (H = (g · t2) / 8 · 100)si stimerebbe l’altezza del salto verticale con partenza da fermo,

conoscendo la misura del solo tempo di volo del salto stesso, cioè utilizzando un semplice cronometro per il calcolo.

Il cronometraggio dovrà essere il più accurato possibile e limitato al solo tempo di volo, quindi lo START sarà al momento dello stacco dei piedi dalla pedana e STOP al momento del contatto con il suolo durante la ricaduta. Mentre gli strumenti più sofisticati sono in grado di eseguire questa analisi , i tempi di reazione umani nell’uso del solo cronometro potrebbe portare ad un errore di misura. Un ulteriore quesito riguarderebbe la possibilità di stimare tale errore e trasformarlo in un fattore di correzione attendibile da applicare alla misura grezza.

La valutazione funzionale del salto verticale da fermo

Per stimare la FORZA ESPOLISVA (capacità dinamica muscolare)

Attraverso l’utilizzo di strumentazioni e attrezzature con vario grado di precisione (tappeti a conduttanza, pedane di forza,

telecamere, accelerometri, ecc.)

Attraverso Sargent test, molto utilizzato anche in ambito scolastico dall’insegnante di

educazione fisica, che non prevedono l’utilizzo di particolari strumentazioni, se non

quella di un metro e una parete verticale.

H = (g · t2) / 8. Attraverso tale formula,

ricavando il tempo manualmente con un semplice cronometro.

IL PROTOCOLLO SPERIMENTALE

CHI? Hanno partecipato al protocollo sperimentale sei soggetti di entrambi i sessi (23 ± 2 anni) che hanno eseguito ciascuno, in maniera randomizzata, 10 salti e 10 misurazioni con il cronometro.

METODO: in ogni prova, mentre un soggetto effettuava un salto in alto da fermo con contromovimento (CMJ, Counter Movement Jump) su una pedana a conduttanza in dotazione al sistema MUSCLE LAB di ERGOTEST, contemporaneamente un altro soggetto, con l’uso del cronometro, stimava, risolvendo l’apposita equazione, il tempo di volo dello stesso salto.

La tabella mostra la sequenza randomizzata dei salti e delle misurazioni effettuate durante il protocollo:

• Il valore elevato DS: 10,42 rivela un dispersione dati.• Il tempo di volo misurato manualmente dai soggetti con il cronometro era, per

l’85% dei casi (51 su 60), superiore a quello registrato automaticamente dalla pedana ; mentre il 15 % dei valori ottenuti attraverso il cronometraggio sottostimavano quelli della pedana.

Un primo generale confronto tra le misure stimate con il cronometro e quelle misurate dalla pedana mostra differenze significative (p< 0,05). Lo

possiamo osservare in “ONE- WAY ANOVA DATA”.

One-way ANOVA data

H (c

m)

CRONO MSLAB0

10

20

30

40

50

Inoltre è stata fatta una verifica della normalità di distribuzione dei dati attraverso il TEST di

KOLMOGOROV SMIRNOV: emerge che i dati sono distribuiti in modo parametrico secondo la curva di

normalità.

Dal report generale visto in precedenza si è proceduto a filtrare, per ogni soggetto, le 10 misurazioni effettuate con l’uso del cronometro.

La tabella mostra i valori di media e DS delle misure ottenute da ogni soggetto sia attraverso l’uso del cronometro sia con il riscontro della pedana a conduttanza. Δ misura: differenza tra la misura ottenuta attraverso il calcolo della formula e quella rilevata dalla pedana a conduttanza; notare gli alti valori relativi alla deviazione standard, che rivelano una grande dispersione dei dati.

Per verificare se ci fossero differenze significative nell’errore di misurazione tra i soggetti che hanno partecipato al protocollo di lavoro è stato effettuata un’analisi della varianza (ANOVA). Tale confronto è risultato significativo (p = 0,0464).

Possiamo notare dal grafico l’errore di misurazione tra i soggetti partecipanti al protocollo di lavoro (p < 0,05).

Δ misura: è differenza media tra le misure stimate con l’uso del cronometro e quelle misurate dalla pedana a conduttanza da parte di ogni soggetto.

soggetti

m

isur

a (c

m)

A B C D E F-20

-10

0

10

20

30

40

Successivamente si è proceduto ad effettuare una analisi della correlazione dei dati (Pearson).

In primis è importante evidenziare graficamente quello che emerge dalle tabelle dei dati e cioè che nell’algoritmo utilizzato dalla pedana a

conduttanza di Muscle Lab per il calcolo della misura del salto veniva utilizzata l’equazione oggetto del presente studio.

L’indice di correlazione prossimo all’unità dimostra che nel software della pedana era utilizzata la stessa equazione per il calcolo della misura del salto.

R2: coefficiente di correlazione; MSLAB: misura dei salti rilevati dal software di MSLAB; EQUAZ: misura degli stessi salti inserendo nell’equazione di riferimento il tempo di volo registrato dalla pedana.

15 20 25 30 35 4015

20

25

30

35

40R² = 0.999689080146325

MSLAB (cm)

EQU

AZ

(cm

)

In seguito i dati ricavati dalle misure effettuate sono stati analizzati prima a livello generale considerando la totalità delle prove svolte: il presente grafico mostra la relazione tra le misure dei salti registrate dalla pedana a conduttanza e quelle ottenute attraverso la risoluzione dell’ equazione nella quale venivano inseriti i tempi rilevati con l’uso del cronometro.

15 20 25 30 35 401520253035404550556065

R² = 0.158614376863149

MSLAB (cm)

CR

ON

(cm

)

Successivamente vengono riportate le prove per ogni soggetto.Tutte le correlazioni hanno evidenziato indici bassi e diversi tra i vari soggetti che hanno partecipato al protocollo di lavoro (R2 compreso tra 0,04 e 0,48).

R2: coefficiente di correlazione;MSLAB: misura dei salti rilevati dal software di MSLAB;CRON: misura degli stessi salti inserendo nell’equazione di riferimento il tempo cronometrato del salto.

20 25 30 35 400

10

20

30

40

50

R² = 0.0399592850252315

Soggetto A

MSLAB (cm)

CR

ON

(cm

)

20 25 30 35 402030405060

R² = 0.368693619848379

Soggetto C

MSLAB (cm)

CR

ON

(cm

)

20 25 30 35 40303540455055

R² = 0.156182113910111

Soggetto B

MSLAB (cm)

CR

ON

(cm

)

20 25 30 35 4010305070

R² = 0.0522260109810491

Soggetto D

MSLAB (cm)

CR

ON

(cm

)

15 20 25 30 35 4020

30

40

50

R² = 0.385427496783437

Soggetto E

MSLAB (cm)

CR

ON

(cm

)

20 25 30 35 400

20

40

60

80

f(x) = 1.86861068539198 x − 12.2134750578281R² = 0.476740452937612

Soggetto F

MSLAB (cm)

CR

ON

(cm

)

Infine ho provato ad utilizzare l’equazione di regressione con R2 più significativo, cioè quella relativa al soggetto F (R2 = 0,48; y = 1,8686x - 12,2135) ed applicarla, come sorta di prova di verifica, a tutte misure ottenute con l’uso del cronometro,dove X corrisponde alla misura del salto registrata dalla pedana a conduttanza, Y corrisponde invece alla misura stimata dall’equazione con il tempo cronometrato. In un secondo momento ho limitato l’operazione solo alle misurazioni che sovrastimavano il tempo di volo rispetto a quello registrato automaticamente dalla pedana che costituivano l’85% della totalità delle prove (51 su 60).

20 25 30 35 400

100f(x) = 1.868611 x − 12.21348R² = 0.476740452937612

Soggetto F

MSLAB (cm)CR

ON

(cm

)

Il primo grafico mostra la relazione tra tutte le misure dei salti registrate dalla pedana a conduttanza (MSLAB) e quelle ottenute attraverso la risoluzione della seguente equazione (CRON): y = 1,8686x - 12,2135. R2: coefficiente di correlazione.

15 20 25 30 35 4015

25

35R² = 0.158614376863149

Verifica TOT

MSLAB (cm)

CR

ON

(cm

)

Il secondo grafico mostra la relazione tra le misure dei salti registrate dalla pedana a conduttanza (MSLAB) e quelle ottenute attraverso la risoluzione della seguente equazione: y = 1,8686x - 12,2135. Considerando solo le misurazioni cronometrate che sovrastimavano il tempo di volo rilevato dalla pedana a conduttanza, pari al 85% della totalità delle prove.

CONCLUSIONI La reale misura del tempo di volo del salto facendo uso del cronometraggio manuale

risulta difficoltoso. Si è notato, infatti, che lo stesso soggetto fatica a mantenere un tempo di reazione costante allo stimolo visivo a cui deve far fronte. Durante le prove effettuate nel presente studio, l’85% delle misurazioni cronometrate hanno sovrastimato quelle rilevate dalla pedana, mentre quelle che lo hanno sottostimato sono state pari al 15%;

Emerge una significativa variabilità tra i diversi operatori che rende più complesso standardizzare i risultati;

Le correlazioni tra i dati stimati e quelli misurati dalla pedana sembrano pertanto non essere sufficientemente significative da poter consentire una previsione sufficientemente attendibile dei dati (valori di R2 sostanzialmente bassi);

La migliore equazione di regressione ricavata dall’analisi della prestazione effettuata dal soggetto F, raggiunge un valore quasi accettabile solo se si considerano le misurazioni che sovrastimano i dati della pedana (R2 = 0,40 ), pari al 85% del totale , mentre se si considera l’intero insieme delle misure diventa molto basso (R2 = 0,16);

Per tali ragioni l’applicazione della metodologia utilizzata nel presente studio, non sembra essere ancora sufficientemente attendibile;

È necessario un diverso approccio, probabilmente più complesso, sia nella numerosità del campione sia nella metodologia da utilizzare, da mettere in atto in futuri studi.

Grazie per l’attenzioneSarchi Claudia..

APPROCCIO SPERIMENTALE ALL’USO DEL CRONOMETRO COME STRUMENTO PER LA MISURA DEL COUNTER MOVEMENT JUMP (CMJ)