Baricentro e bastone


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NOTE TECNICHE

BARICENTRO E CORRETTO APPOGGIO DEL BASTONE

Definizione di baricentro

Il baricentro è il punto in cui si concentra virtualmente l’intera massa di un corpo.
In fisica è anche noto come centro di massa o centro di gravità e rappresenta il punto in cui si applica la risultante delle forze esterne che agiscono sul sistema.
Applicare una forza o la risultante di più forze al baricentro comporta soltanto uno spostamento, senza indurre un momento torcente.
Il momento torcente è l’equivalente rotazionale di una forza: misura la capacità di una forza di far ruotare un corpo attorno a un punto o a un asse.
Matematicamente è definito come prodotto vettoriale tra il vettore posizione 𝑟 (braccio della forza), la forza F e θ, l’angolo compreso tra i vettori r e F

M = r F sin(θ)

Applicare una forza o la risultante di più forze al baricentro significa dunque che questa forza concorrerà solo a muovere il corpo senza indurre momenti torcenti.
Pertanto, se la forza che viene applicata ha la sola finalità di muovere il corpo in linea retta, l'applicazione della suddetta forza al baricentro consentirà di azzerare i momenti torcenti e dunque di evitare sprechi di forza.

La stabilità dinamica nel bipede

Nell'uomo in posizione eretta il baricentro si trova generalmente compreso, in funzione dei parametri antropometrici del soggetto,
tra la quarta vertebra lombare e la seconda vertebra sacrale.

A differenza dei quadrupedi, degli esapodi e degli ottopodi, che sono intrinsecamente stabili, nel bipede la stabilità dinamica è fondamentale per il cammino ed è realizzata usando le masse e le accelerazioni di tutto quanto il corpo.
Durante questo complesso processo, il baricentro rappresenta un punto chiave nella biomeccanica del cammino, perché durante la deambulazione non rimane fisso, ma si sposta in avanti e indietro.

I movimenti periodici degli arti inferiori, infatti determinano la progressiva traslocazione del baricentro corporeo.
La traiettoria del baricentro corporeo durante un ciclo del passo descrive un moto paragonabile a quello di un pendolo invertito con una fase ascendente, in cui il baricentro raggiunge l’apice della traiettoria decelerando, e una fase discendente, in cui il moto del baricentro è accelerato in basso e in avanti.

Scambio energetico: energia cinetica ed energia potenziale

Durante la progressione del baricentro:

All’inizio dell’appoggio, l’energia potenziale (baricentro in alto) è massima.
Mentre il corpo “scende” lungo la traiettoria curva, parte di quell’energia si trasforma in energia cinetica, accelerando il baricentro.
A metà passo, l’energia cinetica raggiunge il picco e l’energia potenziale il minimo.
Nel trasferimento dell’appoggio, il nuovo pendolo (gamba successiva) riporta il baricentro in alto, ridando energia potenziale a scapito della cinetica.

Questo scambio, che avviene quasi senza perdite, rende la camminata sorprendentemente efficiente sul piano energetico.
In sintesi, un periodo del moto pendolare del baricentro corporeo è determinato da uno scambio tra energia cinetica ed energia potenziale gravitazionale.

Il movimento del baricentro è necessario per adattarsi alla continua perdita di equilibrio che si verifica quando il peso del corpo si sposta avanti e indietro da un piede all'altro e lateralmente ed è compreso tra il calcagno del piede anteriore e la punta del piede posteriore.

Oscillazione orizzontale del baricentro durante il cammino

Il baricentro corporeo non si muove soltanto in verticale e in avanti, ma descrive anche oscillazioni orizzontali sia nella direzione mediale-laterale sia in quella antero-posteriore.
Queste oscillazioni seguono un andamento approssimativamente sinusoidale, sincronizzato con le fasi del ciclo del passo.

Pattern dell’oscillazione mediale-laterale e antero-posteriore

Direzione mediale-laterale

Ampiezza di qualche centimetro rispetto all’asse longitudinale del corpo;

Picco di spostamento verso il lato di appoggio a metà fase di supporto singolo.

Direzione antero-posteriore

Oscillazione legata alla spinta del pendolo invertito;

Accelerazione in avanti durante il trasferimento del peso;

Decelerazione poco prima del contatto successivo;
Oscllazione del baricentro compresa tra la punta del piede posteriore e il calcagno del piede anteriore.

Efficienza energetica

Un’eccessiva oscillazione verticale:

comporta una perdita di energia di propulsione;
comporta valori elevati di rimbalzo del baricentro;

conseguente aumento dei lavoro dei muscoli stabilizzatori;

aumenta il tempo di contatto con il suolo.

Un’eccessiva oscillazione mediale–laterale:

costringe l’atleta a continui aggiustamenti posturali;
aumenta il lavoro dei muscoli stabilizzatori;
aumenta il tempo di contatto con il suolo.

Quanto sopra si traduce in un maggiore dispendio energetico e in una ridotta economia di marcia.

Stabilità, rischio di infortuni e fatica

Oscillazioni laterali amplificate aumentano il carico asimmetrico su anca, ginocchio e caviglia, favorendo squilibri muscolari.
Compensazioni neuromuscolari ripetute possono provocare affaticamento precoce dei core stabilizzatori, con conseguente crescita del rischio di infortunio.
Atleti con maggiore controllo mediolaterale mostrano meno incidenza di distorsioni e problemi articolari durante movimenti ad alta intensità.

Baricentro e Nordic Walking: la corretta inforcata del bastone

L'appoggio dei bastone in ambito baricentrico, consente:

smorzamento dell'eccessiva oscillazione mediale-laterale ed antero-posteriore;
miglioramento della spinta senza induzione di momenti torcenti;

conseguente riduzione dello spreco energetico;

maggiore riduzione delle compensazioni neuromuscolari;

conseguente riduzione dell'affaticamento;

miglioramento dell'equilibrio, con riduzione delle contrazioni delle fasce muscolari coinvolte;
collocazione sul bastone di parte dell'energia cinetica creata durante la fase discendente del passo;

conseguente aumento di spinta senza aumento del carico muscolare;

conseguente ammortizzazione dell'impatto del calcagno;

concorso dell'appoggio del bastone durante il ritorno del baricentro verso l'alto;

conseguente migliore recupero dell'energia potenziale.

La contemporaneità dell'appoggio tra un bastone ed il piede controlaterale consente:

migliore contrasto della perdita di equilibrio dovuta agli spostamenti laterali del baricentro;

conseguente riduzione del carico asimmetrico su anca, ginocchio e caviglia e dei relativi squilibri muscolari.

La corretta inforcata del bastone, pertanto, deve avvenire tra il calcagno anteriore e la punta del piede posteriore ed in contemporanea all'appoggio del piede controlaterale, accompagnata da una energica impugnatura del bastone.
Benché molto "alla moda" in alcune scuole e circuiti "blasonati", ma gestiti in maniera auroreferenziale, l'inforcata del bastone dietro il calcagno del piede posteriore è un errore biomeccanico e deve essere oggetto di sanzione nelle gare e di energica correzione nella fase didattica.

Considerazioni: L’appoggio al suolo del bastone deve avvenire tra il calcagno del piede anteriore e l’alluce del piede posteriore.
L’appoggio al suolo del bastone deve avvenire contemporaneamente al contatto del piede controlaterale (appoggio del bastone destro contemporaneamente al contatto del calcagno sinistro e viceversa).