Biomeccanica del tiro con l'arco: studio Ahmad 2014

È uno studio preliminare di strumentazione: gli autori mettono addosso a un arciere quattro apparecchi insieme e mostrano che cosa si riesce a registrare durante un tiro. Il soggetto è uno solo, un allenatore esperto di 23 anni, destrimano, 180 centimetri e 84 chili, che tira con il ricurvo al coperto stando su una pedana di forza. Gli strumenti sono due telecamere ad alta velocità sincronizzate a 150 fotogrammi al secondo con 12 marcatori su polsi, gomiti e spalle, un modulo EMG a 1000 Hz su deltoide e flessore delle dita del braccio della corda, una pedana di forza sotto il piede sinistro e un sensore di volume del polso sanguigno al dito per ricavare frequenza cardiaca e bande di variabilità.

Sulla linea di forza, il gomito del soggetto non è allineato: dall'alto l'angolo misurato è di 45 gradi, di lato la linea è quasi dritta con una leggera deviazione. Gli autori notano che un gomito fuori linea è comune negli arcieri del ricurvo e che, con una distanza piccola dalla linea, l'assetto resta accettabile.

Sull'EMG, i due muscoli seguono lo stesso andamento nelle tre fasi: ampiezza bassa mentre si imposta l'arco, massima a pieno allungo e in mira, con il flessore delle dita sopra i 2,5 millivolt fra 0,7 e 1,4 secondi, poi un aumento a 1,6 secondi e un crollo brusco al rilascio. Il deltoide ha lo stesso profilo con ampiezze più alte.

Sulla pedana, il carico sul piede sinistro arriva a un massimo di 44,12 chili su 84 di peso totale, con le tre fasi collocate fra 0 e 1,2 secondi per la trazione, 1,2 e 2,8 per la mira e 2,8 e 4 per il rilascio. Il carico non è costante durante trazione e mira, l'arciere lo stabilizza avvicinandosi al tiro, e subito dopo il rilascio il peso sul piede sinistro cala di colpo per un istante.

Sulla parte cardiaca, la frequenza media delle tre prove è 112,10 battiti al minuto e la banda ad alta frequenza vale il 46,88% della potenza, con un rapporto fra bassa e alta frequenza di 0,80. Nelle tre frecce segnate, la banda alta vale 47,83, 40,19 e 50,51 e i punteggi sono 8, 7 e 8.

Il soggetto è un allenatore esperto, selezionato dagli autori, che ha tirato al coperto con arco ricurvo stando con il piede sinistro sulla pedana di forza. Le misure sono state prese tutte nello stesso momento, quindi parte degli strumenti era indossata: l'EMG e il sensore al dito.

Le due telecamere EPIX erano disposte per riprendere la vista dall'alto e quella sagittale durante trazione, mira e rilascio, sincronizzate e impostate a 150 fotogrammi al secondo. Per ricostruire la linea di forza sono stati applicati 12 marcatori riflettenti su polsi, gomiti e spalle, e gli angoli e le distanze sono stati ricavati con il software XCAP.

L'EMG di superficie, con un modulo Shimmer, ha registrato a 1000 Hz il deltoide destro e il flessore delle dita destro: gli autori spiegano di aver scelto quei due perché sono i muscoli in cui si concentra l'attività e quelli che possono portare a infortunio. Il segnale è stato raccolto nelle tre fasi di trazione, mira e rilascio.

La pedana di forza AMTI ha registrato la forza di reazione al suolo. Solo il piede sinistro era sulla pedana, perché la piattaforma è piccola rispetto all'apertura della posizione dell'arciere. I dati sono stati raccolti per cinque secondi, di cui sono stati usati i primi quattro, cioè la durata effettiva del tiro, e analizzati con il software BioAnalysis per ottenere la distribuzione del peso millesimo per millesimo. Peso e altezza del soggetto erano stati misurati prima.

Il biofeedback usa un sensore di volume del polso sanguigno applicato al dito, che illumina il dito con luce infrarossa e misura la luce riflessa, che cambia a ogni battito. L'apparecchio è stato calibrato per circa 60 secondi; poi l'arciere ha tirato, rilasciando dopo tre secondi di mira contati al cronometro, e i punti sono stati letti dalla fotografia del bersaglio. L'analisi è con il software BioGraph Infiniti.

Non c'è nessuna analisi statistica: lo studio riporta tracciati, valori singoli e tre prove segnate.

Il soggetto è uno, e le frecce segnate sono tre. Questo decide cosa si può ricavare dallo studio: una dimostrazione di strumenti, non un risultato trasferibile. Gli autori lo presentano come studio preliminare, ma le conclusioni vanno molto oltre: scrivono che tutti i parametri biomeccanici considerati sono associati alla prestazione dell'arciere, e quell'affermazione, su un arciere e tre frecce, non ha base. Nessuna correlazione è stata calcolata, nonostante lo scopo dichiarato nell'abstract sia proprio correlare le misure biomeccaniche con la prestazione; nel testo non compare nessun test statistico.

Il legame fra concentrazione e punteggio è il punto più debole. Si basa su tre frecce: banda ad alta frequenza 47,83 con 8 punti, 40,19 con 7 e 50,51 con 8. Tre frecce non distinguono nulla, e due di esse hanno lo stesso punteggio. Da questo gli autori concludono che il livello di frequenza è direttamente legato alla prestazione.

Nei dati del tiro ci sono due incoerenze che si controllano a mano. Il testo dice che durante il tiro il peso sta più sul piede destro che sul sinistro, ma l'unica misura disponibile dà un massimo di 44,12 chili sul piede sinistro su 84 di peso totale, cioè più della metà: la misura e la frase dicono il contrario. E la descrizione delle tre frecce parla di una prima freccia nel giallo e di una terza vicina al giallo, mentre i punteggi sono 8 e 8: su una visuale da gara l'8 è nel rosso, non nel giallo.

Altri dettagli indeboliscono la lettura. L'asse dei tempi dei due grafici EMG è etichettato in secondi in un caso e in minuti nell'altro, pur descrivendo lo stesso tiro. L'ampiezza dell'EMG è data in millivolt grezzi, senza normalizzazione su una contrazione massima, quindi non è confrontabile con altri studi né fra i due muscoli in modo rigoroso, e sono proprio i due muscoli a essere confrontati. La frequenza cardiaca di 112 battiti è definita alta rispetto a una «frequenza normale di 90», che non è un valore di riposo normale. Il riferimento di buon equilibrio è posto a metà del peso corporeo su ciascun piede, cioè 42 chili, assunto e non misurato: la posizione dell'arciere non è simmetrica rispetto alla linea di tiro, e una sola pedana sotto un piede non permette di ricavare la distribuzione.

Sulla linea di forza, l'angolo di 45 gradi è letto da un fotogramma con marcatori, senza ripetizioni né stima dell'errore, e il ragionamento si chiude su se stesso: il soggetto è stato scelto perché è un allenatore esperto, e dal fatto che il suo gomito sia solo leggermente fuori linea gli autori concludono che si tratta di un arciere esperto e competente. L'introduzione, infine, presenta come principi stabiliti alcune affermazioni di scuola, per esempio che le forze vadano massimizzate sulle ossa e minimizzate sui muscoli, e la prospettiva finale, che i principianti potranno essere portati al livello degli élite in poco tempo, non viene da nessun dato di questo lavoro.

Da questo lavoro non si ricavano conclusioni, ma si ricava un quadro dei tempi dentro un singolo tiro, ed è la parte utile. Sulla pedana, la trazione occupa circa il primo secondo e due decimi, la mira dal secondo e due decimi al secondo e otto decimi, il rilascio e il seguito gli ultimi secondi. Sull'EMG, l'attività dei muscoli del braccio della corda è bassa mentre si imposta l'arco, massima a pieno allungo e in mira, e crolla di colpo al rilascio. È la scansione che chi si riprende in video riconosce, messa accanto a due misure che il video non dà.

Il dato più interessante è quello che succede dopo il rilascio: il peso sul piede sinistro cala di colpo per un istante. È una misura del contraccolpo che passa nel corpo, e dice che il tiro non finisce quando la freccia parte. Vale la pena notare anche che durante trazione e mira il carico non era costante e che l'arciere lo stabilizzava avvicinandosi al tiro: la stabilità non è una posizione che si prende, è qualcosa che si costruisce nei secondi che precedono.

Sulla linea di forza, l'osservazione che resta è quella degli autori stessi: in questo arciere il gomito non era allineato, dall'alto di 45 gradi, e loro la considerano una condizione comune nel ricurvo e accettabile finché la distanza dalla linea è piccola. È un'indicazione di scuola, non una misura di quanto costi un disallineamento in punti.

Due cose, invece, non si possono portare via. Che la concentrazione misurata al dito predica il punteggio: poggia su tre frecce, con punteggi 8, 7 e 8. E qualunque conclusione sulla distribuzione del peso fra i due piedi: la pedana stava sotto un piede solo, e il testo dell'articolo dice il contrario di quello che dice la sua unica misura.