Il principio dell’allineamento nella biomeccanica del resistance training: parte 1

L’allineamento (alignment) è un principio spesso menzionato nella biomeccanica sul resistance training per indicare l’interazione tra diverse linee immaginarie, alcune delle quali rappresentate da vettori.

Ma questo principio, così come le definizioni sulle stesse “linee”, sono spesso confusi e poco chiari. La comprensione di questi concetti può essere utile al coach o all’atleta per comprendere meglio la biomeccanica applicata al resistance training, e ottimizzare l’efficienza nel sollevamento, la performance, lo stimolo muscolare e la sicurezza articolare.

Le tre linee

L’allineamento è un principio che prende in considerazione tre linee, ovvero: (1)

  • Linea della resistenza: è la linea immaginaria passante per il punto di applicazione della forza, orientata nel verso in cui viene esercitata la resistenza (vettore forza P);
  • Linea del movimento: è una semplice rappresentazione della direzione del movimento, definita dalla traiettoria compiuta dall’attrezzo sollevato o da un punto di un segmento mobilizzato;
  • Linea di trazione (o linea della forza muscolare): la direzione attraverso cui l’unità muscolo-tendine esprime la sua forza avvicinando e allontanando l’origine all’inserzione o viceversa (vettore forza F);

Purtroppo, nel gergo della biomeccanica i termini che identificano soprattutto i due vettori non hanno un significato univoco e spesso vengono usati in maniera ambigua e interscambiabile; ad esempio, linea della forza o linea di azione possono essere usate per indicare ciascuna delle tre in quanto i concetti di forza o di azione sono generici e possono essere adattati a ognuno di essi.

Linea della resistenza

Negli esercizi ai pesi liberi la linea della resistenza (line of resistance) o linea della forza, è una linea immaginaria perpendicolare al suolo che, attraverso il punto di applicazione della forza, traziona verso il basso i segmenti corporei in quanto rappresentata dalla forza di gravità. 

Negli esercizi ai cavi e agli elastici la linea della resistenza è rappresentata dal cavo stesso (che soprattutto negli esercizi monoarticolari, a diversi angoli articolari cambia direzione), trazionando verso la sua origine (come la puleggia per i cavi).

Alle macchine vincolate multi-articolari la linea della resistenza, rettilinea o circolare, è rappresentata dalla traiettoria guidata, nel verso che si oppone all’accorciamento dei muscoli agonisti. Alle macchine vincolate monoarticolari la linea della resistenza è invece sempre circolare in rapporto all’asse di rotazione del macchinario.

La linea della resistenza può essere estesa al concetto di vettori di forza (force vectors), ovvero le direzioni generali e i relativi versi della resistenza in rapporto alla posizione del corpo. I vettori di forza possono essere classificati in 6 tipi puri: (2,3)

  • assiale positivo: la resistenza generata in verticale attraverso l’asse longitudinale è una compressione assiale;
  • assiale negativo: la resistenza generata in verticale attraverso l’asse longitudinale è una trazione assiale;
  • antero-posteriore: la resistenza generata in orizzontale attraverso l’asse sagittale è da davanti verso dietro;
  • postero-anteriore: la resistenza generata in orizzontale attraverso l’asse sagittale è da dietro verso avanti;
  • latero-mediale: la resistenza generata in orizzontale attraverso l’asse trasversale è in senso laterale;
  • torsionale: la resistenza generata in orizzontale è circolare attorno all’asse longitudinale; 

La linea della resistenza e i vettori di forza come qui definiti non sono stretti sinonimi. Se la linea della resistenza è tale indipendentemente dalla posizione dei segmenti corporei attivi, i vettori di forza invece dipendono dalla posizione del corpo nello spazio.

Ad esempio, anche se la linea della resistenza ai pesi liberi è diretta sempre verso il basso, il vettore di forza sul corpo cambia in rapporto alla posizione nello spazio dei segmenti corporei che la sfidano. 

A corpo libero invece la linea della resistenza e il vettore di forza coincidono, e hanno un verso opposto al corrispettivo esercizio alle macchine o ai pesi liberi (trazioni verticali vs lat machine, o push-up vs spinte su panca). Naturalmente esistono anche dei vettori ibridi tra i principali descritti.

Linea di movimento (direzione del movimento)

La linea del movimento non è una vera definizione biomeccanica, e nella letteratura sul resistance training è spesso una semplice rappresentazione a 2 dimensioni della traiettoria tracciata da un punto dei segmenti in movimento, che può essere rettilinea o circolare in base alla natura multiarticolare o monoarticolare rispettivamente (1,4,5).

In gran parte degli esercizi di resistance training la direzione del moviento semplicemente si oppone alla linea della resistenza nella stessa direzione, anche se non è sempre il caso (1). 

Negli esercizi a catena cinetica aperta questa linea è spesso tracciata dall’estremità distale del segmento distale mobilizzato, di solito dal punto di applicazione della forza (la mano nel caso dei movimenti di spinta e di trazione non a corpo libero). Ma questa linea è rappresentata diversamente in base ai segmenti che fanno punto fisso.

Negli esercizi a corpo libero a catena chiusa, dove gli arti attivi sono fissati su un supporto inamovibile, la linea di movimento sarebbe meglio tracciata da un’estremità più prossimale di un segmento prossimale mobilizzato (5) (potrebbe essere l’articolazione gleno-omerale nel caso di push-up e trazioni).

Negli esercizi ai pesi liberi a catena chiusa, dove gli arti inferiori sono fissati al suolo (come squat e stacchi da terra), la linea di azione di solito è rappresentata dalla traiettoria del bilanciere più che dall’estremità distale di un segmento distale mobilizzato (4), cioè ancora il punto attraverso il quale la forza interna e quella esterna si oppongono.

La direzione del movimento non è sempre rappresentata come una linea retta. Ai pesi liberi le traiettorie dell’attrezzo in molti esercizi multiarticolari sono curvilinee, ad esempio a S o a C, pur sfidando la linea della resistenza (retta) dettata dalla gravità (4). Gli esercizi monoarticolari ai pesi liberi hanno invece delle traiettorie circolari, sfidando comunque la linea della resistenza (retta) perpendicolare al suolo (4).

Alle macchine vincolate la linea di azione deve adattarsi alla traiettoria da queste imposta, risultando spesso perfettamente rettilinea e in opposizione alla linea della resistenza. Ai cavi e agli elastici succede l’opposto, quindi la linea della resistenza deve adattarsi alla direzione stabilita dal soggetto, in maniera che sia quest’ultima a guidare il movimento.

Linea di trazione

La linea di trazione (line of pull), o linea della forza muscolare, viene descritta come un percorso rettilineo che avvicina origine e inserzione di un muscolo o di un fascio muscolare specifico (1,5,7).

Dal punto di vista biomeccanico stretto questa definizione sarebbe scorretta, poiché l’unità muscolo-tendine non segue percorsi perfettamente rettilinei, che spesso possono essere anche ridirezionati durante la contrazione dinamica (5). 

Inoltre, in alcuni tipi di architettura muscolare (muscoli pennati, come tricipite brachiale, quadricipite e gastrocnemio) la linea di trazione dell’unità muscolo-tendine non corrisponde alla linea di trazione delle fibre, che convergono diagonalmente verso il tendine stesso. Con lo sviluppo dell’ipertrofia l’angolo di pennazione aumenta, e un angolo eccessivo può penalizzare la forza proprio a causa di un aumentato disallineamento tra le fibre e il tendine (6). 

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