TARTARUGA, Leonardo Alexandre Peyré

Dois modelos mecânicos, o pêndulo-invertido e o massa-mola, explicam como os mecanismos pendular e elástico minimizam o dispêndio energético advindo dos músculos durante caminhada e corrida humana. A presente tese testa dois efeitos que, para nosso conhecimento, todavia não possuem respostas conclusivas da literatura, nomeadamente o processo de envelhecimento na mecânica da corrida humana e o efeito da inclinação do terreno na velocidade ótima da caminhada. Para estudar o primeiro efeito, as forças de reação do solo provenientes de uma plataforma de força (4m x 0,50m), foram usadas para a posterior comparação de: i) trabalho mecânico, ii) parâmetros do sistema massa-mola e, iii) assimetrias contatodespregue entre jovens e idosos. Os idosos produzem menos força durante a fase de trabalho mecânico positivo com uma menor oscilação vertical total e oscilação durante a fase aérea. Conseqüentemente a capacidade de armazenar e re-utilizar energia elástica dos tendões é prejudicada contribuindo para o maior dispêndio energético neste grupo quando comparado com jovens. Para o modelo do custo eletromiográfico (EMG) da caminhada humana criou-se duas abordagens: experimental e teórica. Em ambas as abordagens, informações da atividade EMG de dezesseis músculos, sendo 8 posturais e 8 propulsores foram coletadas e analisadas a partir da integral EMG. A abordagem teórica parece ter uma melhor relação com as evidências experimentais sobre a energética da caminhada humana em inclinações. Os principais mecanismos envolvidos na nova hipótese são i) músculos posturais que não realizam trabalho muscular, exercem uma função importante na determinação do dispêndio energético total e ii) a presente hipótese leva em consideração a co-contração de músculos antagonistas no dispêndio energético total. Mais experimentos são necessários para confirmar o modelo apresentado neste estudo. Além disso, através de estratégias de otimização e predição linear, um modelo teórico foi delineado a fim de determinar parâmetros mecânicos (comprimento de passada e velocidade de progressão) e energéticos da locomoção terrestre em situações onde as informações disponíveis são apenas a massa e uma curva força de reação vertical versus tempo. Os resultados advindos do modelamento correspondem aos parâmetros determinados experimentalmente. Laboratórios que detenham apenas uma plataforma de força, ou nas áreas onde as informações de entrada do atual modelo sejam as únicas informações (e.g. paleontologia, biomecânica forênsica, etc), a predição de variáveis primárias da locomoção podem ser preditas com razoável acurácia.

Palavras-chave: custo eletromiográfico da caminhada, mecânica da corrida de idosos, modelo teórico da locomoção terrestre, mecanismos minimizadores de energia, locomoção humana.