L’attività di gara del calciatore professionista è da molti anni oggetto di ricerche. Nel corso degli ultimi decenni, numerosi studi hanno indagato il carico fisiologico al quale è sottoposto il calciatore, soprattutto attraverso misure dirette di alcuni parametri metabolici (temperatura corporea, frequenza cardiaca, lattacidemia, consumo di ossigeno). Questi metodi spesso si rilevano troppo macchinosi e non consentono la valutazione dell’impegno istante per istante. Inoltre le alte intensità, che costituiscono spesso momenti cruciali in una gara, sono attualmente stimate valutando le fasi nelle quali la velocità è elevata (sprint); purtroppo questo tipo di approccio non tiene conto delle continue accelerazioni e decelerazioni che il calciatore compie durante la partita. Negli ultimi anni le riprese video si sono affermate come strumento efficace nello stimare, grazie alla misura degli spostamenti sul campo, l’impegno del calciatore attraverso il tempo impiegato, le distanze coperte e le relative velocità di percorrenza, tenendo conto delle accelerazioni e decelerazioni. Scopo del nostro studio è quello di ricavare un metodo per la valutazione dei substrati energetici utilizzati dal calciatore durante la partita, analizzata con questo approccio innovativo, il quale è sicuramente un valido supporto per stimare con maggiore precisione la percentuale di utilizzazione di grassi e carboidrati durante le varie fasi della gara, istante per istante. In questo modo vogliamo dare un contributo per strutturare una accurata gestione multidisciplinare del calciatore professionista, riuscendo a definire un piano dietetico mirato, per ogni tipologia di allenamento.
Video Match Analysis
Negli ultimi anni si è assistito al moltiplicarsi degli studi basati su riprese video delle partite di calcio e successiva rielaborazione al computer delle immagini raccolte. Tale metodo è oggi utilizzato da molte squadre professionistiche di alto livello in tutta Europa e ha consentito notevoli progressi nella valutazione dell’impegno individuale, nell’analisi degli aspetti tattici e nella conseguente pianificazione dell’allenamento. I sistemi più recenti permettono di seguire gli spostamenti sul terreno di gioco dei 22 giocatori, dell’arbitro e della palla nell’arco di tutti i 90 minuti. I parametri che possono essere ricavati e analizzati sono le distanze coperte e le relative velocità di percorrenza, il possesso di palla, la distanza dai compagni di reparto e quella tra i diversi reparti; il tutto è in continua evoluzione.
Diverse sono le pubblicazioni internazionali che riportano il profilo prestativo del calciatore che emerge da valutazioni fatte attraverso questa tecnologia. Per valutare più dettagliatamente le prestazioni individuali dal punto di vista fisico, il metodo attualmente più sfruttato consiste nel creare arbitrariamente delle classi di velocità e prendere in considerazione il tempo trascorso e lo spazio percorso da ogni giocatore all’interno di tali fasce. Abbiamo detto che mediamente il calciatore trascorre il 70% del tempo della gara a bassa intensità (marcia o corsa lenta), mentre durante il restante 30% esegue mediamente 150-250 azioni di 15-20 metri a intensità elevata. Nell’ambito dell’alta intensità, l’attenzione si focalizza principalmente sulle fasi di sprint, ovvero i momenti della gara nei quali il giocatore supera una certa velocità di corsa che varia a seconda degli Autori tra i 19 e i 25 km/h. Gli sprint, così definiti, costituiscono il 5-10% della distanza totale percorsa durante una gara, corrispondente all’1-3% del tempo di gioco, hanno una durata media di 2-4 s e si ripetono ogni 90 s circa.
Sprint = alta velocità?
Un’analisi di questo tipo, per quanto molto dettagliata, non tiene conto delle continue accelerazioni e decelerazioni effettuate dall’atleta e fortemente caratterizzanti la sua prestazione. Infatti non sarebbero solamente le fasi di gara ad altissima intensità (intesa come elevata velocità di corsa, definita sprint) a richiedere un massiccio impegno metabolico, ma ciascun istante nel quale il valore accelerazione è elevato, anche quando la velocità è bassa.
È più semplice chiarire questa banale considerazione mediate un esempio. Consideriamo due automobili che percorrono entrambe 100 km; la prima li percorre in autostrada a velocità elevata e costante, mentre la seconda in città a velocità bassa con un’alternanza continua di accelerazioni e decelerazioni dovute al traffico, ai semafori…
L’analisi della “prestazione” attraverso fasce di velocità potrebbe concludere che la prima automobile è la più performante, perché percorre tutti i 100 km ad alta velocità. La verifica del consumo delle due autovetture permetterebbe una valutazione altrettanto evidente, ma del tutto diversa: è la seconda automobile ad aver sostenuto il tragitto più impegnativo perché ha consumato più litri di carburante! Grazie a questo semplice esempio possiamo affermare che possono esserci più criteri per analizzare un fenomeno. In questo caso, il primo è basato sulla velocità e il secondo sul consumo energetico.
Applicando le stesse considerazioni al calcio, un attento osservatore potrebbe empiricamente verificare che un giocatore è molto più affaticato dopo aver effettuato esercitazioni ad alta intensità in spazi ristretti nei quali non è possibile raggiungere velocità elevate piuttosto che durante ripetute di potenza aerobica submassimali della stessa durata nelle quali la velocità è comunque sostenuta. Quale dei due criteri presentati in precedenza ci consente di avere un quadro esauriente di quanto accade da un punto di vista fisiologico nell’atleta calciatore?
Il concetto di alta intensità
Appare piuttosto evidente che ragionare esclusivamente in termini di velocità per stabilire le intensità di qualsiasi fase di gioco fornisce un quadro solo parziale circa il reale impegno del giocatore. Infatti, un impegno metabolico elevato deve essere sostenuto dal calciatore sia nelle fasi di gioco caratterizzate da corse ad alta velocità sia in quelle contraddistinte da accelerazioni marcate nelle quali la velocità è spesso molto bassa. È ragionevole ridefinire il criterio di valutazione della performance utilizzato dai sistemi tradizionali di video match analisi in modo che l’alta intensità (o sprint) non sia rappresentata solo dalle fasi ad alta velocità, ma che altrettanto siano considerate le fasi nelle quali l’accelerazione è elevata. La letteratura scientifica è molto ricca di studi riguardanti l’energetica e la biomeccanica della corsa a velocità costante, con relative misure del lavoro meccanico e stime dirette e indirette del dispendio energetico. Il numero di studi dedicati all’analisi della corsa in accelerazione (e in decelerazione), invece, è piuttosto scarso, data la problematicità di qualsiasi genere di approccio energetico a questo tipo di esercizio. I pochi lavori esistenti si concentrano su alcuni aspetti meccanici dello sprint, oppure considerano approcci indiretti alla sua energetica.
Una proposta arriva dallo studio proposto da Di Prampero et al. (2005)33, il quale presenta alcune caratteristiche che ben si integrano con l’implementazione di un sistema di match analisi. Grazie a questo approccio è possibile una diversa valutazione dell’impegno metabolico del calciatore che tenga in considerazione anche il ruolo dell’accelerazione.
Corsa in accelerazione e corsa in salita
Il modello proposto da Di Prampero et al. (2005)33 consente di stimare il costo energetico (CE) della corsa in accelerazione assimilandola alla corsa in salita a velocità costante. La figura 3A ci permette di descrivere nel dettaglio le forze che agiscono su un soggetto che sta accelerando in avanti mentre corre su un terreno piano. È interessante osservare che questa configurazione, inclinando il terreno fino a portare il corpo verticale (figura 3B), è analoga a quella di un soggetto che corre in salita a velocità costante. In questo sistema la pendenza dell’ipotetica salita è tanto maggiore quanto più è elevata l’accelerazione espressa dal soggetto. Siccome il costo energetico della corsa in salita a velocità costante è stato studiato da diversi Autori, diventa piuttosto semplice risalire a quello della corsa in accelerazione una volta determinata la corrispondente pendenza del terreno. Inoltre, nota la velocità istantanea del soggetto (v), è possibile determinare anche la potenza metabolica (P) espressa dal soggetto grazie a una semplice moltiplicazione:
P = CE * v
Questo parametro sembra essere il più adatto a sintetizzare in un’unica grandezza l’incidenza contemporanea che hanno velocità e accelerazione nel determinare un’intensità di esercizio.
Figura 3A-3B. Schema del modello teorico proposto da Di Prampero (2005).
I sistemi di video match analisi consentono di individuare velocità e accelerazione istantanea a una frequenza di 25 Hz e sembrano essere (assieme ai GPS, oggetto di recentissimi studi a riguardo) i dispositivi più indicati per applicare il modello descrittivo. È utile chiarire come velocità e accelerazione intervengano contemporaneamente nel generare una certa potenza metabolica (Figura 4).
Figura 4. Curve iso-potenziali determinate in funzione della velocità di corsa (asse Y) e dell’accelerazione/decelerazione (asse X).
Un valore elevato di potenza metabolica può essere raggiunto a un’alta velocità: ad esempio, correre a una velocità costante pari a 16 km/h sull’erba permette di esprimere una potenza metabolica di circa 20 W*kg-1. Per questo motivo non è del tutto improprio utilizzare le fasce di velocità quale criterio per stabilire le intensità di gioco. Tuttavia, è possibile raggiungere ugualmente una potenza notevole anche a velocità basse, qualora si esprima contemporaneamente un’accelerazione elevata. Quindi, una valutazione basata solo sulla velocità fornisce una stima solo parziale dell’intensità di gioco. Il grafico aiuta a chiarire questo concetto perché mette in relazione velocità di corsa e accelerazione (o decelerazione), identificando curve iso-potenziali: alla velocità di 9 km/h (linea orizzontale tratteggiata) la potenza metabolica corrispondente è di circa 13 W*kg-1; alla stessa velocità, ma con una contemporanea accelerazione di 1 o 2,4 m*s-2, la potenza metabolica aumenterà fino a 20 e 35 W*kg-1, rispettivamente. Questa osservazione ci aiuta a precisare i limiti di un’analisi “tradizionale” basata sulle fasce di velocità: la velocità di 9 km/h sarebbe classificata sempre come una bassa intensità (jogging), mentre l’impegno metabolico potrebbe essere estremamente diverso in funzione dell’accelerazione espressa a tale velocità.
Calcoli effettuati
In linea con lo studio Di Prampero, la durata della partita è stata di 95 minuti circa, il dispendio energetico stimato è risultato di 1212±104 kcal. È stata effettuata un’analisi per categorie di potenza (W*kg-1):
- VLP (Very Low Power, 0-4 W*kg-1)
- LP (Low Power, 4-8 W*kg-1)
- IP (Intermediate Power 8-12 W*kg-1)
- IEP (Intermediate Elevate Power 12-16 W*kg-1)
- EP (Elevate Power 16-20 W*kg-1)
- MP 1 (Maximum Power1 20-35 W*kg-1)
- MP 2 (Maximum Power2 35-50 W*kg-1)
- MP 3 (Maximum Power3 55-90 W*kg-1)
Il grafico 1 mostra il tempo medio impiegato in ciascuna categoria di Potenza durante l’intero arco della partita analizzata (95 minuti circa).
Grafico 1. Rappresentazione grafica del tempo (minuti)impiegato nelle varie categorie di wattaggio analizzate.
Dall’energia spesa espressa in Joule, ricavati dalla valutazione con Video Match Analysis, per ogni singola categoria di wattaggio abbiamo ottenuto la potenza erogata (W*kg-1) dai calciatori mediante la seguente formula:
P = E / T(s)
Dove E è l’energia e T è il tempo in secondi impiegato nella categoria di wattaggio analizzata.
Il passo successivo è stato quello di mettere in relazione i W*kg-1 erogati con i mlO2*min-1 consumati. Utilizzando la seguente formula siamo stati in grado di risalire al consumo ossigeno in ogni fascia di wattaggio a partire dai W*kg -1 erogati.
- watt = j*s-1
- 1ml o2 ̴ 21 Joule
Quindi si ottiene la seguente formula per il consumo di ossigeno:
Rate VO2 consumption = P * (60/21)
Dove P è la potenza erogata in W*kg-1. A giustificazione del fatto che la misura del consumo di ossigeno è espressa in mlO2*min-1, mentre i watt sono espressi in Joule*s, occorre moltiplicare la potenza (P) per 60 (secondi). Il tutto viene diviso per 21, poiché 1 mlO2 è uguale a 20,93 Joule ( ̴ 21 Joule).
A questo punto risulta di facile intuizione, ricavare la % VO2 max, avendo misurato preventivamente, per ciascun giocatore il Massimo consumo di ossigeno.
Rifacendoci allo studio di J.A. Romijn (1993)38, abbiamo ripreso il grafico che mette in relazione la %VO2max e la percentuale di utilizzazione dei substrati energetici (grafico 2), siamo risaliti all’equazione della curva che mette in relazione l’uso dei carboidrati come substrato energetico e la % di VO2max, ricavando poi la curva rossa che indentifica l’uso dei grassi a scopo energetico, sempre in relazione dell’intensità dell’esercizio.
Grafico 2. Uso relativo di Grassi (curva Rossa) e Carboidrati (curva Blue) come substrati energetici in relazione all’intensità dell’esercizio.Romijn et al.(1993)39
Ricostruendo il seguente grafico (grafico 3), utilizzando lo come nomogramma, abbiamo successivamente stimato le varie percentuali di utilizzazione di grassi e carboidrati durante la partita analizzata con video Match Analysis, a seconda della percentuale della VO2 max.
Grafico 3. Uso relativo di Carboidrati come substrati energetici in relazione all’intensità (EQUAZIONE)
Avendo stimato il consumo calorico in kcal siamo risaliti ai grammi di carboidrati e grassi ossidati in tutta la partita (tabella 1) e rispettivamente in ogni categoria di wattaggio preso in considerazione per ogni calciatore (tabella 2).
Grafico 4. Rapporto tra Potenza erogata nelle singole fasce di wattaggio e la percentuale di VO2max.
Successivamente è stato possibile approfondire quali siano le differenze prestative tra i vari ruoli attraverso l’analisi del dispendio energetico nelle differenti categorie di potenza metabolica. Ciò che emerge, è perfettamente in linea con i risultati avuti da Di Prampero e i suoi collaboratori (2005)33. Ciò che è emerso permette di compiere delle considerazioni interessanti che hanno risvolti non solo legati alla fitness atletica del giocatore, al campo tecnico-tattico, ma anche legati al supporto nutrizionale da effettuare durante la partita.
Per effettuare questa analisi, abbiamo raggruppato alcune categorie di wattaggio ottenendone quattro:
- LOW POWER:
VLP (Very Low Power, 0-4 W*kg-1) + LP (Low Power, 4-8 W*kg-1);
- INTERMEDIATE POWER:
- IP (Intermediate Power 8-12 W*kg-1) + IEP (Intermediate Elevate Power 12-16 W*kg-1);
- HIGH POWER:
- EP (Elevate Power 16-20 W*kg-1) + MP 1 (Maximum Power1 20-35 W*kg-1);
- MAXIMUM POWER:
- MP 2 (Maximum Power2 35-50 W*kg-1) + MP 3 (Maximum Power3 55-90 W*kg-1).
Tabella 1. Utilizzazione di carboidrati in grammi (g CHO) e percentuale (% CHO) e grassi (g FAT - %FAT)
Discussioni
Il modello di analisi descritto consente la stima del costo energetico e della potenza metabolica. Tuttavia, il tecnico e il nutrizionista che operano sul campo e che devono raccogliere informazioni utili per programmare il proprio intervento non sono affatto abituati a ragionare attraverso queste grandezze. Per questa ragione è utile introdurre altri parametri che permettano di avere una descrizione più precisa riguardo la prestazione del calciatore, ma soprattutto permettono di confrontare prestazioni di atleti diversi che sembrano esprimere la stessa performance se valutata in base alle grandezze “tradizionali” (distanza totale, tempo e distanza per fasce di velocità) e, invece, possono produrre intensità di gioco anche molto differenti tra loro.
Con il nostro lavoro abbiamo voluto dare un contributo aggiuntivo, alla valutazione della prestazione del calciatore professionista. Utilizzando questo innovativo metodo di analisi basata sulla ripresa video, il quale non prende in considerazione esclusivamente la distanza percorsa e la velocità, ma misura accuratamente anche le accelerazioni e le decelerazioni, siamo riusciti a dare una stima dell’impegno metabolico effettivo del calciatore in maniera molto accurata. Ciò permette all’equipe medica e tecnica che lavora nelle varie squadre di valutare al meglio il reale sforzo compiuto in partita, i metabolismi energetici coinvolti, la potenza erogata. Il tecnico insieme al preparatore atletico da un lato potranno programmare allenamenti mirati, e un riscaldamento pre partita ideale, in preparazione dello sforza di gara, che il giocatore si accingerà ad affrontare. Mentre il Nutrizionista, riuscirà con maggior rigore a strutturare un piano dietetico mirato e personalizzato a seconda del dispendio misurato per ogni calciatore, potendo stimare con il nostro metodo, anche il consumo dei substrati energetici. Insieme ad un’accurata valutazione della composizione corporea, applicare questo metodo di video analisi, e stima dei substrati energetici, da noi proposto, anche all’allenamento, permetterà di ideare dei piani dietetici commisurati alle varie fasi della preparazione durante l’anno, ma anche a dare un’idea dell’andamento della prestazione fisica del calciatore durante l’evolversi della stagione, andando a sviscerare eventuali “cali di forma” ricorrenti nel campionato, data la mole di impegni settimanale, oltre gli allenamenti, a cui il calciatore deve sottostare.
Potrebbe essere strutturato quindi un piano dietetico per ogni tipologia di allenamento, a seconda dell’impegno metabolico effettivo (e non distanza percorsa e velocità) in esso implicato e quindi ai substrati energetici utilizzati.
Dai risultati ottenuti possiamo notare come ci sia un consumo di carboidrati pari a g 187±20 e di grassi pari a g 52±4, corrispondente rispettivamente ad una percentuale di 62±2% e 38±2 % sull’intero arco della partita.
Considerando il fatto che spesso, i calciatori devo affrontare in media 2 partite settimanali, ravvicinate in termini temporali, e che nonostante ciò si continuino ad allenare negli altri giorni, ci fa pensare che si facile che il giocatore possa andare in deficit energetico, ma soprattutto non riesca a ricostituire le riserve di glicogeno deplete dopo la prima gara, o peggio, che non sia in grado di ripristinare i livelli ottimali di glicogeno dopo ogni allenamento, arrivando alla competizione con un potenziale energetico attribuibile alle riserve epatiche e muscolari di glicogeno, scarso, con un ovvia ripercussione sulla prestazione in gara.
Avendo una stima dei carboidrati utilizzati in ogni tipologia di allenamento, è possibile fornire ad ogni singolo giocatore il giusto apporto di nutrienti, immediatamente dal termine dell’esercizio e nelle ore successive, per favorire un recupero ottimale. Ciò permetterebbe all’atleta di affrontare al meglio l’allenamento del giorno dopo, mantenendo uno stato di forma ottimale durante l’arco della stagione (Figura 8 A). Spesso infatti l’errata gestione della nutrizione del calciatore comporta il decadimento dello stato di forma, con un’inevitabile ripercussione della performance in partita (Figura 8 B).
A)
Figura 8 (A-B). Errata gestione del periodo di recupero tra un allenamento e l’altro (A). Giusta gestione del periodo di recupero(B).
B)
Sicuramente, pertanto, approfondire la valutazione del dispendio energetico, risalendo inoltre all’utilizzazione dei substrati che ne deriva, in base all’impegno metabolico sostenuto, permetterà di ottimizzare la gestione del calciatore professionista.
Prospettive future
Auspichiamo di poter approfondire con ulteriori studi la nostre considerazioni, potendo avere a disposizione un numero cospicuo di partite analizzate, contribuendo a dare un’immagine sempre più dettagliata del dispendio energetico nel calcio professionistico. Prossimo passo del nostro gruppo, è quello di poter applicare tale metodica di analisi all’allenamento del calciatore, stimandone di volta in volta il dispendio energetico e l’utilizzazione dei substrati energetici, strutturando un piano dietetico personalizzato per ogni tipologia di allenamento.
Monitorando a lungo termine, durante l’arco dell’intera stagione il livello di performance, tramite specifici test fisici e un’accurata valutazione della composizione corporea, cercheremo di valutare l’efficacia del nostro approccio, paragonando inoltre i risultati complessivi della squadra e quelli dei singoli calciatori con le passate stagioni.
DOTT. Francesco Fagnani