Piede: Come le forze meccaniche condizionano la postura nell’interazione piede-suolo!
Piede: Interazione piede-suolo – come le forze meccaniche condizionano la postura !
Prof. Dott. Carmelo Giuffrida
L’interazione piede – suolo è l’elemento fondamentale della postura animale che, nell’essere umano, si concretizza nei rapporti mono-podalici e bi-podalici.
Dato il “II° Principio della Dinamica”, il moto del centro di massa di un corpo ed il suo moto rotatorio rispetto allo stesso punto, è determinato dalle forze esterne applicate al corpo stesso.
Il centro di massa coincide con il baricentro nel caso che l’accelerazione di gravità possa assumersi costante nell’analisi del movimento umano.
La deambulazione bi-podalica e la stazione eretta sono schemi motori specifici e caratteristici che si realizzano in un ambiente in cui, per effetto della sua particolare condizione, l’uomo è costretto a contrastare continuamente la forza gravitazionale.
L’essere umano esercita una attività muscolare continua per mantenere l’equilibrio, sia statico che dinamico, ma anche per traslocarsi nello spazio che lo circonda.
La funzione anti-gravitaria espressa dalla statica eretta e dalla locomozione bi-podalica sono meccanismi particolarmente specialistici maturati dall’uomo con lo sviluppo filo-onto-genico.
Il corpo umano e il piede in particolare esprimono il progressivo adattamento all’ambiente concretizzando l’acquisizione di capacità comportamentali che consentono di realizzare il movimento contrastando le forze ambientali che vengono neutralizzate o sfruttate per le proprie esigenze motorie.
Interazione piede-suolo: un equilibrio instabile su base ridotta garantito da percezioni dell’appoggio e condizionato dal terreno!
La postura eretta è l’effetto di un equilibrio instabile che avviene su base ridotta di una massa articolata lunga e stretta (cilindro), tenuta insieme da giunti molto mobili in cui si realizza una continua ripartizione derivante dall’intervento mio-fasciale degli estensori e dei flessori.
L’aumento delle tensioni muscolari deriva da processi della propriocezione di cui se ne conosce la portata e rappresentano la funzione del piede quale organo di senso.
La stimolazione della pianta del piede da parte del terreno garantisce la percezione dell’appoggio. Questa è condizionata dalla consistenza del terreno più o meno duro o morbido, dalla sua struttura liscia o rugosa, se il piede è nudo o rivestito dalle scarpe.
In Fisiologia umana si dimostra facilmente che esiste un riflesso di appoggio composto da due elementi essenziali:
1 – riflesso di posizione plantare;
2 – riflesso al contatto del piede.
Interazione piede-suolo: studio con analisi dei movimenti sia in statica che in dinamica!
Lo studio dell’interazione umana con l’appoggio monopodalico o bipodalico comprende sia l’analisi dei movimenti effettuati sul posto di stazionamento, che sono caratterizzati da un contatto invariabile e dal mantenimento dell’equilibrio, sia l’atto dinamico proprio dell’uomo che si muove.
Un sistema di movimento deve compiere lavoro e ciò deriva dalla forza propulsiva di cui è dotato il sistema.
L’entità della forza e la direzione della sua azione condizionano l’efficienza dello spostamento del sistema, la proporzionale rapidità di movimento e la tipologia di traiettoria effettuata (rettilinea o curva).
Il piede assolve il compito anti-gravitario poiché è sede dei rapporti tra superficie d’appoggio e corpo umano mediante variazioni del grado di avvolgimento retro-avam-podalico corrispondenti alle variazioni del rapporto fra linea gravitaria e perimetro del poligono d’appoggio.
Nella deambulazione bipodalica i meccanismi locomotori derivano dai rapporti tra le rotazioni sopra-podaliche e quelle retro-podaliche.
Mediante l’intervento delle articolazioni podaliche distali, e specificatamente della medio-tarsica, le rotazioni sopra-podaliche – piano trasverso, vengono indirizzate verso il piano frontale su cui l’elica podalica si avvolge e si svolge.
Nello svolgimento del meccanismo motorio anti-gravitario si assiste alla seguente successione:
(primo ¼ della fase portante nel passo – dallo 0% al 25%)
1 – introduzione dei segmenti sopra-podalici;
2 – orizzontalizzazione del retro-piede;
3 – sblocco della mediotarsica;
4 – rilasciamento del piede
(nella fase portante nel passo – dal 26% al 100%)
5 – extra-rotazione dei segmenti sopra-podalici;
6 – verticalizzazione del retro-piede;
7 – blocco della medio-tarsica;
8 – irrigidimento del piede.
L’aspetto più essenziale della locomozione è l’interazione con l’appoggio, cioè con il punto in cui si genera la forza utile a spostare il corpo umano!
Il rapporto tra le forze interne (forze muscolari) e le forze esterne (forze di reazione dell’appoggio) possono essere analizzate attraverso lo studio dei meccanismi di movimento specialistici. Di conseguenza si possono trarre soluzioni razionali in rapporto alle esigenze individuali.
Nel movimento umano le forze estreme possono essere distinte in forze resistenti (di lavoro o di ostacolo) e forze motrici.
Superare la resistenza di lavoro è lo scopo essenziale dei movimenti compiuti dall’uomo (sollevare un bilanciere, arrampicarsi, saltare, camminare, … superare la forza gravitazionale). La resistenza di ostacolo è, invece, rappresentata dalle forze di attrito.
L’interazione piede-suolo è differente nella corsa rispetto alla marcia.
Nella corsa vi è diversità d’appoggio e di reazione: la corsa lenta è differente dalla corsa veloce o dalla corsa ad ostacoli. E, allo stesso modo, esistono differenziazioni interattive tra il salto in alto rispetto al lungo, al triplo, con l’asta.
Ed è così anche nelle rincorse dei lanci!
Ogni differente specialità atletica presenta una sua specifica interazione. Ciò, comprende normalmente uno slancio o una ricorsa con appoggio calcaneare, appoggio totale, appoggio digitale antero-posteriore e postero-anteriore.
L’appoggio si realizza in maniera differente e il peso corporeo viene assorbito da una superficie che varia essenzialmente in rapporto alla velocità di traslocazione:
– esterno del piede e zona digitale alle elevate velocità;
– quasi tutta la pianta nelle medie progressioni;
– calcagno-pianta nelle velocità molto basse.
Ammortizzazione e spinta: momenti fondamentali dell’interazione piede-suolo!
I momenti fondamentali dell’interazione piede-suolo sono:
a) – ammortizzazione;
b) – spinta.
La costruzione di un sistema mobile efficiente deve consentire lo smorzamento meccanico delle sollecitazioni a cui viene sottoposto durante l’attività entro una data soglia dipendente dalla natura dei materiali che lo costituiscono.
Questa funzione dipende da 2 fondamentali aspetti:
1) – la necessità di conservare l’integrità degli elementi costituenti il sistema;
2) – la necessità di assicurare la regolarità propulsiva e, possibilmente, favorirne l’espletamento.
In determinate fasi dello spostamento, il sistema ammortizzante è in grado di accumulare energia elastica che viene trasformata in energia cinetica nel pieno rispetto del principio di conservazione dell’energia favorendo la realizzazione della successiva fase propulsiva.
Ammortizzare gli impatti con la superficie d’appoggio è fondamentale!
La possibilità di ammortizzare gli impatti con la superficie d’appoggio è fondamentale per garantire una corretta qualificazione della progressione di avanzamento. Inoltre, assicura l’integrità della struttura che realizza l’ammortizzamento per effetto della razionale e corretta azione delle strutture osteo-mio-tendino-legamentose e articolari.
Quando si tocca il suolo con il piede (appoggio o ammortizzazione), la velocità plantare in posizione posteriore rispetto al baricentro del corpo deve essere almeno uguale alla velocità del baricentro.
Ciò, affinché possa realizzarsi un appoggio in grado di garantire il mantenimento dell’equilibrio. Infatti, normalmente, l’atterraggio avviene davanti al baricentro e la distanza della proiezione di questo sul terreno diminuisce con l’incremento della velocità.
La forza reattiva dell’appoggio al suolo fornisce il sostentamento del corpo.
Successivamente, in fase di spinta, ne garantisce la progressione realizzando l’estensione del piede.
Questo, grazie all’escursione dell’articolazione tibio-tarsica e all’intervento in successione dei muscoli preposti all’espletamento dell’impulso di progressione.
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