La valutazione della prestazione di salto viene usata di routine negli ambienti sportivi d’élite per definire le priorità di allenamento, monitorare la fatica, individuare fattori di rischio di infortunio e guidare la riabilitazione, e per confrontare gli atleti con i loro avversari. I due test più comuni sono il countermovement jump (CMJ), un salto balistico con ciclo allungamento-accorciamento (stretch-shortening cycle, SSC) lento, cioè con tempo di movimento superiore a 250 ms (in genere tra 500 e 750 ms), e il drop jump, reattivo, con SSC veloce (tempo di contatto al suolo inferiore a 250 ms).
Purtroppo le procedure di test, il calcolo delle metriche dai dati forza-tempo (quando si usano le pedane di forza) e la scelta delle metriche stesse sono raramente standardizzati in modo adeguato, il che aumenta l’errore di misura e ne riduce l’utilità 1 2 3. Questo fa crescere l’entità della variazione necessaria per poterla considerare significativa: la variazione osservata deve essere maggiore dell’errore di misura per avere un significato. La mancanza di standardizzazione rende difficili anche i confronti tra studi, perché le differenze di procedura possono incidere in modo rilevante sui valori calcolati dai dati forza-tempo 1 2. Ancora più problematico è confrontare le variazioni di prestazione quando professionisti diversi che lavorano con gli stessi atleti hanno usato procedure diverse.
Anche aspetti semplici della procedura, come il cue verbale, possono modificare in modo evidente la prestazione di salto. Per esempio, l’istruzione «salta più in alto che puoi» produce altezze di salto maggiori e tempi di movimento più lunghi rispetto a «salta più veloce che puoi», che dà tempi di movimento più brevi e altezze minori (vedi l’esempio in Tabella 1).
Tabella 1. Confronto tra cue verbali diversi sulle metriche del countermovement jump
È importante anche ricordare che nella maggior parte dei test di salto lo slancio delle braccia va eliminato, con l’atleta che tiene le mani sui fianchi. Lo slancio delle braccia può aumentare la velocità verso il basso e quindi la quantità di moto, aumentando la stimolazione dell’SSC, e questo può far crescere l’altezza del salto. Il movimento delle braccia verso l’alto, poi, aumenta anch’esso la quantità di moto della persona durante la fase propulsiva, alzando ancora l’altezza del salto 4 5. Un aumento dell’altezza del salto può quindi dipendere semplicemente da una migliore coordinazione degli arti, e non da una maggiore produzione di forza degli arti inferiori.
Countermovement jump
Quando lo si valuta con le pedane di forza, il CMJ si compone di una fase di pesata (weighing), una fase di scarico (unweighting), una fase di frenata (braking), una fase propulsiva (propulsion), una fase di volo e una fase di atterraggio, anche se le prime quattro sono probabilmente le più importanti. Ogni fase va identificata attraverso eventi chiave riconoscibili sui dati forza-tempo o sui dati velocità-tempo (Figura 1), ma si possono usare anche i dati spostamento-tempo.
L’inizio della fase di unweighting si identifica di solito con un primo calo della forza (idealmente superiore a 5 deviazioni standard della forza registrata nel secondo di pesata, meno 30 ms) 6. La fase di unweighting finisce e inizia la fase di braking nel punto in cui si raggiunge la massima velocità verticale negativa e comincia la decelerazione, che corrisponde anche al ritorno della forza al valore del peso corporeo 7 8. Un corpo non può iniziare a decelerare finché la forza applicata non supera il suo peso.
La fine della fase di braking e l’inizio della fase propulsiva coincidono con il momento in cui la velocità negativa torna a zero e poi diventa positiva 7. Questo corrisponde al punto più basso del baricentro della persona (cioè alla posizione più bassa dello squat). La fase propulsiva finisce e inizia la fase di volo quando la forza scende sotto 5 deviazioni standard della forza registrata durante la fase di volo (a volte si usa una soglia arbitraria, per esempio meno di 20 N, a seconda del software), a indicare che la persona non è più in contatto con la pedana 1 2 7. La fase di volo finisce e inizia la fase di atterraggio quando la forza supera 5 deviazioni standard della forza registrata durante il volo, anche qui talvolta con una soglia arbitraria (per esempio più di 20 N) 1 2 7.
La fase di atterraggio termina quando l’atleta ha applicato un impulso netto equivalente al proprio impulso propulsivo netto, in base al teorema dell’impulso e della quantità di moto 7.
Anche quando tutte le procedure di test e i metodi di analisi sono standardizzati correttamente, raramente i professionisti sono d’accordo su quali siano le metriche più adatte da valutare. La confusione sulla scelta delle metriche dipende con ogni probabilità dal loro numero (oltre 100 per il solo CMJ), oggi calcolate istantaneamente dal software della maggior parte delle pedane commerciali, e dalla varietà di metriche riportate in letteratura. A questo si aggiungono la mancanza di una formazione biomeccanica formale in molti utilizzatori di pedane e la duplicazione di alcune metriche negli stessi sistemi commerciali.
Per esempio, time to take-off e movement time sono la stessa cosa: si calcolano dal momento in cui l’atleta inizia il contromovimento fino a quando lascia la pedana, anche se le soglie usate per definire questi eventi possono variare 1 2 3, soprattutto tra software commerciali diversi. Altre metriche, come il rate of velocity development, non andrebbero proprio usate, perché esiste già un termine biomeccanico corretto, in questo caso accelerazione: il rate of velocity development non è quindi soltanto ridondante, ma privo di senso.
Quali metriche? L’approccio più logico per scegliere le metriche di qualsiasi test di salto è partire dalla biomeccanica che determina la prestazione. È chiaro che in qualsiasi salto la metrica di prestazione principale è l’altezza, ma dobbiamo capire come viene raggiunta. L’altezza del salto è determinata dalla velocità del baricentro allo stacco. La velocità di stacco è determinata dall’impulso netto (cioè forza × tempo) prodotto durante la fase propulsiva, diviso per la massa dell’atleta: è il cosiddetto impulso propulsivo netto relativo 9 10 11.
Questo mostra che l’altezza del salto da sola non dà tutte le informazioni necessarie per capire se la prestazione dell’atleta è cambiata in modo significativo o se l’atleta è affaticato. Una semplice variazione della massa corporea può incidere molto sulla prestazione di salto. Se si monitora il salto dopo una gara per capire se l’atleta è affaticato, è quindi indispensabile tenere conto di eventuali variazioni di massa corporea, che possono mascherare la fatica: con una massa minore serve un impulso propulsivo netto più basso per ottenere la stessa velocità di stacco 12.
Inoltre, anche a massa invariata, lo stesso impulso propulsivo si può ottenere con una forza propulsiva netta media più bassa e una fase propulsiva più lunga, cosa che di solito avviene attraverso un contromovimento più profondo. Un contromovimento più profondo dà alla persona più spostamento e, di solito, più tempo per accelerare durante la fase propulsiva. Oltre all’altezza del salto, quindi, è importante considerare anche le componenti dell’impulso propulsivo netto relativo e come sono cambiate in risposta all’allenamento o alla gara.
Per semplificare, può essere più comodo considerare insieme l’altezza del salto e il time to take-off, perché un contromovimento più profondo comporta spesso, ma non sempre, un time to take-off più lungo. Il time to take-off però comprende le fasi di unweighting, braking e propulsione: una sua variazione da sola non sempre spiega la variazione della prestazione di salto, a meno di considerare le componenti dell’impulso propulsivo netto relativo (cioè massa corporea, durata della fase propulsiva e forza propulsiva netta media). Questo significa che dobbiamo considerare le seguenti metriche (Figura 2):
- Altezza del salto
- Time to take-off
- Massa corporea
- Forza propulsiva netta media
- Durata della fase propulsiva
Oltre a queste metriche può essere utile sapere se è cambiata la profondità del contromovimento, che probabilmente modifica la durata della fase propulsiva. Le metriche elencate si concentrano sulla fase propulsiva, ma alcuni professionisti possono voler capire anche come è stato eseguito l’intero movimento, o come è cambiato in risposta all’allenamento (adattamento cronico), alla gara (fatica) o alla riabilitazione da infortunio. Per questo è importante capire come ogni fase influenza quella successiva.
Durante la fase di unweighting (cioè l’avvio della discesa, prima che inizi la fase di braking), la velocità del movimento verso il basso incide direttamente sulle richieste della fase di braking, in base alla relazione impulso-quantità di moto. Più alta è la velocità durante la fase di braking, maggiore è la quantità di moto della persona (quantità di moto = massa × velocità). Per decelerare completamente e fermarsi in fondo al contromovimento (cioè alla fine della fase di braking), l’impulso di frenata prodotto deve eguagliare la quantità di moto accumulata durante l’unweighting. Un impulso più efficiente si ottiene in un tempo breve, cioè con una forza media più alta concentrata in poco tempo, e questo è stato dimostrato avvenire spontaneamente con l’aumento della forza degli arti inferiori 13 14 15 16.
Va detto che una velocità più alta durante l’unweighting può aumentare l’altezza del salto, attraverso una maggiore stimolazione dell’SSC, perché i fusi neuromuscolari rilevano sia l’entità sia la velocità di allungamento dell’unità muscolo-tendinea. Un salto più alto, però, si ottiene solo se la persona ha la capacità di generare forza sufficiente, con la giusta rapidità, per produrre in modo efficiente l’impulso di frenata necessario a decelerare. La maggiore stimolazione dell’SSC dovrebbe aumentare l’energia elastica immagazzinata nei tessuti connettivi, aumentare il reclutamento delle unità motorie ad alta soglia e sincronizzarne il reclutamento: ognuno di questi effetti aumenta l’entità e la rapidità della produzione di forza durante la fase propulsiva.
È interessante notare che una forza media più alta durante la fase di braking porta a una forza più alta a velocità zero (il passaggio dalla frenata alla propulsione), e quindi a una forza netta più alta all’inizio della fase propulsiva. Questa forza netta più alta all’inizio della propulsione può aumentare l’impulso netto della fase propulsiva, e con esso l’altezza del salto.
Le metriche di rapporto come il modified reactive strength index (RSImod) sono sempre più diffuse, ma qualsiasi metrica di rapporto porta con sé dei problemi. L’RSImod è l’altezza del salto (in metri) divisa per il time to take-off (in secondi). L’RSI viene di solito espresso in unità arbitrarie (AU) per evitare confusione, perché la sua unità sarebbe m·s⁻¹, la stessa della velocità. Il problema principale però non è questo: lo stesso rapporto si può ottenere con componenti diverse, e un rapporto più alto non sempre significa una prestazione migliore (Tabella 2).
Se guardiamo gli atleti della Tabella 2, per esempio, in base all’RSImod gli atleti 3 e 4 sono equivalenti (RSImod = 0,67), ma l’atleta 4 salta 20 cm più in alto, pur con un time to take-off nettamente più lungo (300 ms in più). Se l’obiettivo è la capacità di saltare il più in alto possibile, l’atleta 4 è il migliore dei quattro, ma il time to take-off indica che deve lavorare sull’esprimere forza più rapidamente. L’atleta 3, al contrario, esprime forza rapidamente, ma quella forza non basta, nel breve tempo di movimento, a produrre un impulso netto abbastanza alto da dare un salto più alto.
Tabella 2. RSImod, altezza del salto e time to take-off in quattro atleti
Confronti simili si possono fare tra gli atleti 1 e 2: stessa altezza del salto, ma RSImod molto diversi per via della netta differenza nel time to take-off, da cui si conclude che l’atleta 2 è più capace di produrre forza rapidamente in un compito balistico con SSC lento (cioè il CMJ). Su queste basi si raccomanda di considerare le differenze di altezza del salto e di time to take-off tra gli atleti, per avere un quadro semplice e chiaro di come ottengono la loro prestazione: questo rende l’RSImod superfluo.
Drop jump
Nel drop jump l’atleta si lascia cadere da un box di altezza prestabilita (senza fare un passo e abbassare il baricentro), atterra con le caviglie in flessione plantare e una flessione minima di ginocchia e anche (è un compito a dominanza di caviglia) e rimbalza rapidamente dal suolo (in meno di 250 ms) per eseguire un salto (Figura 3A). È diverso dal depth jump, che è un compito balistico e non sfrutta l’SSC veloce, perché la maggiore flessione di anche e ginocchia allunga il tempo di contatto al suolo, come mostrato nella Figura 3B.
Dal punto di vista dell’analisi dei dati forza-tempo, il drop jump è probabilmente un po’ più complesso del CMJ. Di solito si dà per scontato che la persona cada esattamente dall’altezza del box da cui si lascia andare. Numerosi ricercatori hanno però dimostrato che altezza del box e altezza di caduta coincidono raramente, con un’altezza di caduta che varia del ±20% rispetto all’altezza del box 17 18 19 20. Per dare un’idea, con un box di 40 cm l’altezza di caduta può variare tra 32 e 48 cm (vedi Tabella 3).
Dipende da quanto la persona è sicura di sé: se lo è, salta giù dal box e alza il proprio baricentro; se lo è meno (cosa comune negli atleti infortunati e in chi non conosce il compito), scende con un passo abbassando il baricentro. L’ideale sarebbe tenere conto dell’altezza di caduta e non dell’altezza del box, perché i confronti tra atleti, tra studi o nel tempo siano corretti: una variazione dell’altezza di caduta modifica la velocità con cui l’atleta arriva al suolo 19. Qualsiasi differenza di velocità cambia quindi la quantità di moto dell’atleta, e con essa l’impulso necessario a decelerarlo prima dell’inizio della fase propulsiva, in base alla relazione impulso-quantità di moto.
Tabella 3. Effetto della variazione dell’altezza di caduta sulla velocità del baricentro e sulla quantità di moto al contatto con il suolo, nel drop jump
Finora nessuno ha indicato una soglia definitiva di differenza accettabile tra altezza del box e altezza di caduta. Per semplificare e ridurre la variabilità rispetto al 20% osservato 17 18 19 20, una soglia del 10%, o idealmente del 5%, può essere la scelta migliore, perché una certa variabilità di strategia ci sarà sempre e sul campo il tempo per valutare gli atleti è poco, soprattutto se si eseguono più test.
Sarebbe utile anche valutare il drop jump da più altezze del box (per esempio 20, 40 e 60 cm), in modo che l’atleta resti sfidato dal test man mano che progredisce, ma anche perché gli atleti meno allenati non trovino il compito troppo impegnativo. Quando un atleta progredisce e mostra tempi di contatto molto brevi e altezze di salto elevate dal box più basso, il margine di miglioramento è minimo, perché il tempo disponibile per produrre un impulso propulsivo si riduce moltissimo. Per questo è indispensabile valutare la prestazione su più altezze del box. Nelle valutazioni longitudinali, passare a un box più alto mai usato prima dall’atleta non permette un confronto nel tempo: non è corretto confrontare prestazioni ottenute da altezze diverse, perché le richieste della frenata sono diverse.
Un altro punto importante: il drop jump serve a valutare la forza reattiva e la funzione dell’SSC veloce, quindi una prova va considerata valida solo se il tempo di contatto al suolo resta sotto la soglia massima di 250 ms. Questo aspetto viene spesso trascurato, e in molti studi pubblicati i tempi di contatto superano i 250 ms (in quel caso si dovrebbe parlare di depth jump, che comporta un’escursione angolare di anche e ginocchia maggiore rispetto al drop jump): quegli studi quindi non valutano la funzione dell’SSC veloce e la forza reattiva, ma di fatto la funzione dell’SSC lento (vedi Figura 3). Osservando un drop jump, all’atterraggio la flessione di anche e ginocchia deve essere minima, con un compito fortemente dominato dalla caviglia, in netto contrasto con il CMJ o il depth jump.
Quali metriche? La metrica più riportata è il reactive strength index (RSI). Come per l’RSImod (Tabella 2), però, non va mai riportato da solo, perché è il rapporto tra altezza del salto e tempo di contatto al suolo, che vanno sempre riportati insieme all’RSI. È importante perché, come per qualsiasi metrica di rapporto, lo stesso valore di RSI può nascere da molte combinazioni diverse di altezza del salto e tempo di contatto, e senza le componenti il dato può trarre in inganno il professionista, l’allenatore o l’atleta 21.
Concentrarsi semplicemente su altezza del salto e tempo di contatto al suolo, verificando se l’atleta è caduto dall’altezza del box, dovrebbe quindi bastare per avere una visione d’insieme della prestazione nel drop jump (Figura 4). Se si monitora nel tempo, è importante considerare anche eventuali variazioni della massa dell’atleta, perché questa, insieme all’altezza di caduta, cambia in modo rilevante le richieste delle fasi di frenata e di propulsione. Per una comprensione più profonda, conoscere le componenti dell’impulso propulsivo può dare ulteriori indicazioni su come è stata ottenuta l’altezza del salto di rimbalzo (Figura 4).
Simmetria tra arti
La simmetria tra gli arti è un’ossessione comune tra i professionisti, che vogliono assicurarsi che la differenza tra i due lati non superi il 10% o il 15%. Alcuni atleti però sono intrinsecamente asimmetrici per le richieste del loro sport (per esempio chi corre in pista, per via della curva, chi pratica il salto in lungo e così via). Va considerato anche che, qualunque sia il metodo di calcolo dell’asimmetria 22, si tratta comunque di un rapporto (la prestazione di una gamba rispetto all’altra), e lo stesso rapporto può presentarsi con livelli di prestazione molto diversi.
Un atleta, per esempio, può essere perfettamente simmetrico ma con entrambi gli arti deboli, oppure simmetrico e forte, e il secondo caso comporta un rischio di infortunio più basso. Se allora l’atleta forte è più forte del 50% rispetto a quello debole, ma ha un’asimmetria del 16%, è davvero a rischio di infortunio più alto, visto che entrambi i suoi arti sono più forti di quelli dell’atleta debole? Bishop et al. 22 hanno mostrato anche come il metodo usato per calcolare l’asimmetria influenzi il valore ottenuto: è quindi importante usare sempre lo stesso metodo di calcolo e, se si confrontano i dati di un individuo con dati pubblicati, verificare che i metodi coincidano.
Bisogna poi stabilire quali metriche forza-tempo considerare per valutare l’asimmetria, e cosa fare se l’entità o la direzione dell’asimmetria cambiano da una metrica all’altra o da un test all’altro, come riportato in letteratura 23 24. Nel CMJ, per esempio, l’impulso propulsivo netto potrebbe essere simmetrico, ma la fase propulsiva più lunga su una gamba e la forza propulsiva netta media più alta sull’altra. Come lo interpreteremmo? In base all’impulso propulsivo netto il salto sarebbe simmetrico, ma l’asimmetria cambierebbe lato a seconda che si guardi la durata o la forza netta media.
Va ricordato anche che Lake et al. 25 hanno riportato un accordo limitato tra le asimmetrie calcolate su forza di picco e su forza media, sia nella fase di frenata sia in quella propulsiva del CMJ. Per questo hanno suggerito di non usare in modo intercambiabile valori di picco e valori medi, e di considerare separatamente le diverse fasi del salto.
Sarebbe quindi meglio definire soglie o valori obiettivo raccomandati per durate e forze (idealmente espresse in rapporto alla massa corporea, così da essere confrontabili e raggiungibili per persone di corporatura diversa) e guardare prima questi valori. Solo dopo valutare se ci sono asimmetrie marcate che non ci aspettiamo. Per un saltatore in lungo o in alto, per esempio, ci aspettiamo che la gamba di stacco superi l’altra.
Prestazione e riabilitazione
Molti professionisti guardano metriche diverse a seconda che valutino un atleta per orientare l’allenamento della prestazione o per monitorare i progressi della riabilitazione. Dal punto di vista biomeccanico però questo non ha senso, perché in entrambi i casi serve una visione d’insieme. Prima di tutto bisogna capire come sta rendendo l’atleta rispetto alle sue prestazioni precedenti, per esempio quanto in alto salta in ciascun test. Se c’è un deficit, va affrontato nella fase successiva dell’allenamento o della riabilitazione.
Poi bisogna capire come ha ottenuto quella prestazione, guardando metriche come il time to take-off o la durata delle fasi di unweighting, braking e propulsione del CMJ, per capire se la sua strategia di movimento è cambiata. In riabilitazione è frequente che la durata delle fasi aumenti perché l’atleta si muove con più cautela, e questo può cambiare anche all’interno della stessa seduta di allenamento o di riabilitazione. Differenze di strategia simili si osservano anche nel drop jump, con un aumento del tempo di contatto al suolo per avere più tempo sia per decelerare sia per accelerare, che porta a una maggiore flessione articolare e a una riduzione della forza netta media prodotta.
Sia nella prestazione sia nella riabilitazione vale la pena confrontare la prestazione dell’atleta con quella di atleti comparabili riportata negli studi pubblicati. Come detto sopra, però, è indispensabile verificare che i dati siano stati raccolti e analizzati in modo comparabile. Questi dati possono fornire obiettivi adeguati da raggiungere con l’atleta; in questo caso conviene confrontare inizialmente l’atleta con le medie pubblicate, ma fissare gli obiettivi a una o due deviazioni standard sopra la media, perché nessun atleta vuole essere nella media.
Sintesi
Standardizzare le procedure di test e di analisi dei dati è indispensabile perché i dati siano confrontabili tra un momento e l’altro. È altrettanto indispensabile, quando si confrontano i dati di un individuo con quelli pubblicati, che le procedure di test e di analisi siano comparabili. Una buona conoscenza di base della biomeccanica del salto aiuta molto a interpretare le metriche ottenute e a decidere come proseguire l’allenamento o la riabilitazione. Se si usano metriche di rapporto, le loro componenti sono probabilmente più informative del rapporto stesso e non vanno trascurate.
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