O feito histórico obtido em Outubro de 2019 pelo atleta queniano Eliud Kipchoge ao baixar a barreira das 2h numa distância igual à da maratona (42,196km), fez disparar as discussões em torno da tecnologia envolvida nas sapatilhas utilizadas pelos atletas. Embora sabendo que o feito foi conseguido mediante condições excecionais (hora do dia com temperatura, humidade e vento ideais, escolha de atletas pace makers que se revezaram em distâncias determinadas e posicionavam por forma a melhorar a aerodinâmica do protagonista, entre outras) e, portanto, não tendo sido homologada esta marca, a discussão alastrou e tem colocado em causa a queda dos recordes oficiais masculinos e femininos conseguidos no atletismo de estrada nos últimos 4 anos, altura de que há registo da introdução da nova tecnologia de calçado. Refiro-me às distâncias de 10km, meia maratona e maratona.
O espanto da queda das marcas obtidas tem levado à desconfiança geral dos media especializados e do público quanto ao incremento das performances com recurso à tecnologia do calçado desportivo. O organismo internacional que regula a modalidade (World Athletics) emitiu publicamente a sua posição no inicio deste ano por intermédio de adendas ao regulamento do calçado desportivo utilizado pelos atletas (1). Para as opiniões mais críticas, este posicionamento pecou por ser tardio pois pode ter sido injusto para com os atletas que não foram patrocinados pela marca que lançou a tecnologia. Para outras opiniões mais conservadoras, pecou por ser permissivo e poder abrir uma caixa de pandora no que respeita ao desenvolvimento tecnológico alienando “a verdade desportiva” e atribuindo a obtenção dos registos a um híbrido homem/máquina, ou seja, um feito tecnológico e não fisiológico.
O acontecimento tem sido mesmo apelidado de doping mecânico ou doping tecnológico. Sobre isto, sem querer emitir qualquer tipo de qualificações ou juízos, concordarão que são expressões no mínimo fortes, sonantes, inequivocamente com perjúrio da modalidade e seus protagonistas. Apelam à atenção não só de leitores de notícias desportivas como também a um público generalista, quer pela curiosidade que o termo doping desperta e não raras vezes a fim de julgamentos públicos aos acusados e/ou prevaricadores, quer pela curiosidade e fascínio inatos dos humanos acerca dos seus próprios desenvolvimentos tecnológicos, respetivamente. Seguindo uma lógica no apuramento de factos, as questões que se colocam de seguida são: o desenvolvimento tecnológico do calçado de corrida atropelou de facto as regras? Melhoria de performance com recurso à tecnologia terá necessariamente de significar a violação da ética desportiva? Se efetivamente existem incrementos da performance, qual ou quais os referenciais a partir dos quais se pode atribuir a qualificação de doping mecânico? Que outros argumentos claros e distintos podem ter estado na base das decisões da World Athletics?
É com base nestas e noutras questões que me propus escrever este artigo tendo por suporte alguma literatura (a pouca disponível) sobre o tema por forma a podermos ter acerca deste uma visão imparcial e sem inclinações sentimentais com o passado.
Breve apresentação do novo calçado de corrida
No essencial, os novos modelos direcionados para performance distinguem-se dos demais por 3 novas características: 1) placa em fibra de carbono ao longo de toda a sola, ultrapassando ligeiramente o alcance dos dedos dos pés, isto é, prolonga-se até à zona mais dianteira da sapatilha; 2) material da sola constituído por um elastómero designado de PEBA ou PEBAX, diferente dos comuns EVA e TPU usados habitualmente nas sapatilhas de competição e anteriores recordistas e, 3) uma maior altura das solas das sapatilhas (cerca de 31mm).
Fig. 1 – composição da sapatilha (imagem adaptada do site www.nike.com)
Existe realmente melhoria de performance?
Creio ser esta a primeira pergunta que deverá ser colocada. Quer os estudos levados a cabo pela marca, quer alguns dos estudos independentes a esta têm chegado a um valor de melhoria de performance na ordem dos 4% no custo energético. Este valor tem sido o grande slogan da publicidade. Vejamos o que nos diz a literatura dedicada ao tema.
Hoogkamer (2018), levou a cabo um estudo com 18 atletas bem treinados (VO2max 72.1 +/- 3,4 ml/kg/min e com marcas recentes aos 10000m abaixo de 31 min) a fim de comparar o custo energético despendido quando os sujeitos usavam um modelo protótipo ou usavam outros 2 modelos estabelecidos no mercado e usados em recentes marcas homologadas na maratona. Os ensaios foram realizados a 3 diferentes velocidades: 14, 16 e 18km/h. Em qualquer patamar de velocidade foi verificado uma poupança energética na ordem dos 4% entre o modelo protótipo (com as características apresentadas acima) e os 2 outros modelos. De acordo com os autores, uma poupança energética dessa ordem significa, segundo os seus cálculos e extrapolações, um aumento de aproximadamente 3,4% na velocidade do recorde do mundo da altura na maratona (2:02:57), ou seja, uma marca que rondaria 1:58:47.
Também Barnes (2018), com uma amostra de 24 sujeitos (12 masculinos e 12 femininos) bem treinados (masculinos: VO2 max: 74,5 +/- 4,8; femininos: VO2 max: 62,1 +/- 3,5) comparou ensaios entre 3 modelos de sapatilhas: protótipo, um modelo de estrada e um de pista. A economia de corrida entre o protótipo e o modelo de estrada foi de 4,2%. O mais curioso é que também em comparação com o modelo de pista de tartan e por isso especializado, o protótipo de estrada apresentou resultados superiores na ordem de 2,6% de melhoria na economia de corrida.
Hunter (2019) numa amostra com 19 sujeitos com marcas inferiores a 32 min aos 10km, curiosamente obteve resultados que variaram desde 0 a 6,4% na economia de corrida. Como é curioso de observar nesse estudo, a amplitude de resultados foi a maior comparativamente aos outros estudos. Houve indivíduos que não revelaram qualquer benefício com o protótipo, o que deixa uma interessante questão para futuras pesquisas: que tipo de atletas ou que características anatómicas, biomecânicas ou antropométricas poderão beneficiar mais desta nova tecnologia?
A que foram atribuídas essas melhorias na economia de corrida?
Recordemos as 3 grandes diferenças apontadas acima entre o novo modelo e os anteriores e vejamos o que a investigação sugere.
Placa em fibra de carbono ao longo de toda a sapatilha – apesar de ser comum na constituição das sapatilhas de pista a sola ser composta por material que lhe confere rigidez, foi a primeira vez que se viu esta inovação em calçado de estrada. Hoogkamer (2019), após o seu primeiro estudo no qual visou aferir as diferenças de custo energético entre sapatilhas, voltou a testar o mesmo protótipo. Desta vez, conjuntamente com a sua equipa, procurou perceber que diferenças mecânicas poderiam existir entre os modelos de sapatilhas e que consequências cinemáticas e cinéticas decorriam daí. Os autores concluíram que o facto de existir uma placa de carbono na sola que lhe confere rigidez até ao final da sapatilha e impedindo por exemplo a dorsiflexão da articulação metatarsofalangica, aumenta o efeito de alavanca no pé com respeito ao tornozelo. Também Barnes (2018) sugeriu essa explicação para os seus resultados. O efeito de alavanca aumentada com recurso a solas mais rígidas também já tinha sido estudado primeiramente por Roy (2006). Todavia, ao contrário do espectável pelos autores dos estudos, os resultados obtidos na melhoria da economia de corrida não foram atribuídos exclusivamente à placa de carbono. Mereceram antes algumas reservas na atribuição de causalidade única.
Propriedades do novo elastómero – como citado acima a nova goma que constitui a sola dos novos modelos é diferente das anteriormente usadas. Antes dos dados empíricos obtidos, recordemos dois conceitos e a sua relação na fase de apoio na passada da corrida: a lei da conservação da energia e o conceito de histeresis. A primeira estabelece que a energia não se destrói nem se cria. Transforma-se de uma forma para outra. O segundo conceito, histeresis de um material viscoelástico, diz-nos a quantidade de energia perdida (para outra forma) desse mesmo material entre o momento da sua deformação e a recuperação da sua forma original (Knudson, 2007). Ou por outra perspetiva, mais precisamente em contexto de corrida, Shorten (1993), designa de capacidade de resiliência o maior ou menor aproveitamento ou restauração da energia mecânica armazenada na deformação por compressão. Na fase de apoio da corrida, desde o momento da sua receção no solo (amortecimento e deformação por compressão) até à sua saída (restauração da forma na fase de propulsão), a relação destes dois conceitos sugere que quanto maior a energia aproveitada pelo material viscoelástico da sola da sapatilha, ou seja, sem dissipações, maior será a conservação da energia mecânica. Em termos práticos, quanto menos energia dissipada (normalmente sob a forma de calor) entre a fase de amortecimento e a fase de propulsão, menos custo energético (de origem fisiológica) será necessário para a manutenção de determinada velocidade de corrida.
E foi precisamente isso que se verificou. Hoogkamer (2019), a fim de perceber as diferenças de restauração de energia mecânica de três elastómeros diferentes quando sujeitos a compressão, obteve os seguintes resultados: 66%, 76% e 87%. Sendo que a melhor capacidade de resiliência foi para as sapatilhas protótipo com o material PEBAX. Os atletas da amostra quando usavam o protótipo revelaram performances com menor frequência de passada, mas mais tempo de voo e maior amplitude, resultado de um maior pico vertical de força em resposta às reativas do solo, início da propulsão a acontecer mais cedo e impulso maior (resultado de uma melhor relação força/tempo). Isto tudo sem diferenças cinéticas e cinemáticas significativas no que respeita à anca e ao joelho. Quanto ao pé e tornozelo essas diferenças ocorreram e revelaram resultados com menor trabalho mecânico e consequentemente menor produção de força no ensaio com o protótipo. Estes dados deixaram claro que os ganhos de performance se deveram à tecnologia ao invés da fisiologia, pois verificou-se igual ou menor trabalho mecânico dependendo dos segmentos corporais analisados, explicando em parte a melhoria do custo energético/economia de corrida.
Altura da sola - o que é assinalável na espuma/borracha que constitui os novos modelos de sapatilha é o facto deste material ser menos denso comparativamente aos outros usados habitualmente. Isso permitiu o aumento em altura da sola da sapatilha sem que houvesse implicações na adição de massa comparativamente aos modelos concorrentes, ou seja, com o mesmo peso de sapatilha adicionou-se mais material (cerca de 8mm de altura a mais) com características de resiliência e, portanto, de aproveitamento da energia mecânica de cada apoio sem prejuízos inerciais na fase de voo da passada. Mais um argumento que explica os resultados apresentados no ponto anterior: maior quantidade de elastómero, logo maior quantidade de material a deformar-se por compressão, o que leva a maior armazenamento de energia mecânica e a uma maior resiliência. Ainda sobre este aspeto, há outra questão que me surge como consequência: ao garantir uma sola de sapatilha com maior altura e com maior aproveitamento de energia mecânica, temos também garantido um maior conforto, ou seja, menor stress mecânico, possibilitando por isso maiores volumes de treino. E de capacidade aeróbia vive a longa distância. Ou então, em que medida se beneficiará no que toca à redução do risco de lesão por micro-trauma em altos volumes de treino?
Desafios que não são novos: as incoerências do passado, referenciais objetivos e a emergência de valores sólidos
Da forma como os dados anteriores foram apresentados pode ser imediata e até um pouco natural uma tomada de posição contra a introdução desta tecnologia: a prática tem apresentado ao mundo constantes quedas dos recordes; os dados empíricos, ainda que escassos, tem apresentado resultados muito semelhantes e consistentes. Induziria o leitor numa observação seletiva se não abordasse a problemática do apelidado doping mecânico à luz de outras perspetivas.
Independentemente da marca pioneira ser detentora ou não dos direitos de propriedade intelectual da nova sapatilha, não nos podemos esquecer que isso não se estende ao acesso à tecnologia e ao seu desenvolvimento. É prova disso mesmo o lançamento de calçado de outras marcas com a mesma borracha e com placa de carbono imbuída. Facto que deita por terra o argumento do acesso à inovada tecnologia não ser igualitário.
É imprescindível que o debate se alongue a um enquadramento histórico das melhorias de performances no desporto com recurso à tecnologia e até a uma análise profunda e quantificável da proporção em que ocorreram essas melhorias de performance inter-modalidades e intra-modalidade. Dyer (2020), num interessante artigo de opinião publicado recentemente faz uma abordagem do assunto à luz de dez questões. Um dos pontos invocados pelo autor é o Performance index improvement (PII) sugerido por Haake (2009). O PII é uma fórmula matemática desenvolvida para demonstrar saltos invulgares nas performances desportivas que quando analisadas em retrospetiva pudessem estar associadas a desenvolvimentos tecnológicos. Surpreendentemente, os ganhos de performance com a introdução do novo calçado de corrida ficam muito aquém quando, por exemplo, comparamos a sua magnitude com os ocorridos na substituição das pistas de cinza pelo tartan em 1968, com a calibração do centro de massa do dardo, com o novo material do salto com vara, ou com a tecnologia na aerodinâmica das bicicletas de contra-relógio no ciclismo. Apesar da fórmula de Haake merecer um óbvio escrutínio crítico por forma a ser melhorada a sua validade, não deixa de ser uma tentativa primeira para quantificar um referencial que regule objetivamente a influência da tecnologia nas performances atléticas. Caso contrário, será no mínimo arbitrário, etéreo, alvo de suspeita e em última análise injusto o julgamento aos valores de melhoria na performance obtidos quer em laboratório, quer em marcas na competição.
Pergunta que se segue: como determinar os valores de corte para servirem de referencial? Já se percebeu que devido às incoerências do passado, intra-modalidade e inter-modalidades, a história não poderá fornecer critérios. De momento, a escassez de dados empíricos não assegura objetividade e além disso parece haver respostas inter-individuais diferentes ao mesmo calçado inovador. Por isso, será inescapável o debate aprofundado. E tal só será possível se os organismos que regulam as modalidades elegerem gente, mais que nunca, com profundos conhecimentos técnicos e humanismo por forma a proporcionar uma emergência de valores sólidos que definam uma direção ou sentido à modalidade à escala do seu alcance social. Mais que não seja para travar julgamentos prematuros. O desafio não será nada fácil e ainda agora começou…
© Paulino Moreira, 2020 - direitos de autor protegidos.
Bibliografia
(1) World athletics. Book of rules. 2020.
(2) Hoogkamer W, Kipp S, Frank JH, Farina EM, Luo G, Kram R. A comparison of energetic cost of running in marathon racing shoes. Sports Med. 2018.
(3) Barnes KR, Kilding AE. A randomized crossover study investigating the running economy of highly-trained male and female distance runners in marathon racing shoes versus track spikes. Sports Medicine. 2018.
(4) Hunter I, Mcleod A, Valentine D, Low T, Ward J, Hager R. Running economy, mechanics, and marathon racing shoes. Journal of Sports Sciences. 2019.
(5) Hoogkamer W, Kipp S, Kram R. The biomechanics of competitive male runners in three marathon racing shoes: a randomized crossover study. Sports Med. 2019.
(6) Roy JP, Stefanyshyn DJ. Shoe midsole longitudinal bending stiffness and running economy, joint energy, and EMG. Med Sci Sports Exerc. 2006.
(7) Knudson D. Fundamentals of biomechanics, second edition. 2007.
(8) Shorten MR. The energetics of running and running shoes. J Biomech. 1993.
(9) Dyer B. A pragmatic approach to resolving technological unfairness: the case of nike's vaporfly and alphafly running footwear. Sports Medicine Open. 2020.
(10) Haake SJ. The impact of technology on sporting performance in olympic sports performance. J Sports Sci. 2009.
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