Ciência em movimento: do laboratório aos palcos

 Por Andreja Picon [Andreja Picon é pós-doutora em Ciências da Reabilitação pela Faculdade de Medicina da USP e em Engenharia Biomédica pela Escola Politécnica da USP. Doutora em Fisiopatologia Experimental e Mestre em Biodinâmica do Movimento pela Faculdade de Medicina da USP. É bailarina, professora registrada, mentora e tutora pela Royal Academy of Dance.]

Você já parou para pensar em como o seu corpo sabe exatamente quanta força aplicar em cada músculo para que você não caia ao subir uma escada? Ou como um atleta de elite consegue saltar distâncias que parecem desafiar a gravidade? Ou ainda como uma bailarina é capaz de girar 32 vezes em torno do seu próprio eixo, mantendo velocidade e posição? A resposta para essas perguntas está em uma área do conhecimento fascinante, que une a biologia aos princípios da física: a biomecânica.

A biomecânica é uma matéria das ciências naturais que se preocupa com a análise física dos sistemas biológicos, examinando, entre outros aspectos, os efeitos das forças mecânicas sobre o corpo humano em movimentos cotidianos, de trabalho e esportivos. Ela investiga as forças internas, produzidas pelos músculos e tecidos, e as externas, como a gravidade, a resistência do ar e o contato com o solo, que atuam sobre o corpo vivo. A biomecânica é fundamental para a educação física e o esporte (análise de desempenho), a fisioterapia (reabilitação), a bioengenharia (desenvolvimento de próteses) e a ergonomia (desenvolvimento de mobiliário e equipamentos de uso laboral e esportivo). Muitos acreditam que ela é uma exclusividade de laboratórios de elite ou de centros de treinamento, no entanto, essa área do conhecimento está mais presente na rotina do que se imagina. Do momento em que acordamos até a hora de dormir, ela dita as regras de como interagimos com o mundo.

Você deve ter notado que o assento do seu carro ou a sua cadeira de trabalho têm curvaturas específicas. Isso não é estética. É biomecânica aplicada ao design industrial. Engenheiros utilizam dados sobre a pressão exercida na coluna lombar e a angulação dos joelhos para criar móveis “ergonômicos”. O objetivo é minimizar o estresse mecânico nos tecidos, prevenindo dores crônicas após oito horas de expediente. A indústria de calçados é, talvez, a maior vitrine cotidiana dessa ciência. Um simples tênis de caminhada é projetado com sistemas de amortecimento que consideram a força de impacto, a qual pode chegar a três vezes o peso do corpo.

Até mesmo os smartphones utilizam princípios biomecânicos. A interface dos aparelhos e a posição dos botões são pensadas para evitar a sobrecarga dos tendões do polegar, fenômeno que cresceu com o uso excessivo de telas. Os bonecos de testes de colisão, por exemplo, são equipados com sensores que simulam a resistência dos ossos e dos órgãos humanos. É graças a esses estudos que os cintos de segurança e os airbags são posicionados para dissipar a energia do impacto de forma que o corpo humano consiga suportá-lo. Além disso, a acessibilidade nas cidades – como a inclinação de rampas e a altura de degraus de ônibus – é baseada na capacidade de geração de força de idosos e pessoas com mobilidade reduzida, garantindo que o esforço necessário para se locomover não ultrapasse os limites fisiológicos.

Entender a biomecânica é perceber que somos estruturas biológicas em constante interação com as ferramentas que criamos, o que garante que cada engrenagem do corpo funcione com o máximo de eficiência e o mínimo de desgaste.

Biomecânica na dança: a estética encontra a física

Se no palco a dança é sinônimo de leveza e fluidez, nos bastidores ela é uma das atividades humanas que mais exigem do corpo físico. Por décadas, alguns bailarinos aceitaram a dor e o desgaste precoce como o preço da arte. No entanto, a biomecânica vem mudando esse paradigma, transformando a disciplina técnica em uma ciência de precisão que preserva corpos e amplia as possibilidades estéticas. Não basta dizer “gire mais”; é preciso dizer “como girar mais”, usando os princípios mecânicos de torque, braço de alavanca, força centrípeta e impulso. Não basta dizer “amorteça seu salto”; é preciso dizer “como distribuir forças de forma eficiente pelo aparelho locomotor, ativando a musculatura de forma adequada”. 

Há tempos, muitos consideram a sapatilha de pontas a grande vilã das lesões que ocorrem nos pés e tornozelos das bailarinas clássicas, mas é preciso pensar: qual a real interação do calçado com os pés e destes com o solo durante a execução dos movimentos? A sapatilha de ponta, símbolo máximo do balé clássico, por exemplo, passou por poucas mudanças em séculos, até a intervenção da biomecânica. Por meio de sensores de pressão e mapeamento 3D, novos modelos foram desenvolvidos com materiais sintéticos que absorvem o choque e oferecem suporte personalizado para o arco do pé. Isso não apenas previne deformidades ósseas, mas também prolonga a vida útil do calçado e a carreira do artista. São muitas as questões que necessitam de estudos para a obtenção de respostas baseadas em evidências, e não em suposições. 

Especificamente sobre sapatilhas de ponta temos experimentações com diferentes materiais (polímeros, elastômeros e fibra de carbono, por exemplo), com a intenção de dar maior durabilidade ao calçado. Além disso, muitas pesquisas investem na construção do encaixe anatômico perfeito e no aumento do conforto percebido, utilizando materiais como espumas viscoelásticas para ponteiras e até revestimentos internos que diminuem o atrito. Praticamente todas as grandes marcas de sapatilhas no mercado, atualmente, se preocupam com a interação pé-calçado, o que é tema central na pesquisa biomecânica.

As pesquisas em biomecânica da dança nos últimos 20 anos têm se movido nessas e em outras direções e têm trazido à tona argumentos que fortalecem o ensino e o treinamento da dança de forma fundamentada, consistente e com alto nível de consciência corporal. Este montante de conhecimentos traz para o professor a possibilidade de extrair de seus alunos maior rendimento e diminuir – este é um dos objetivos da biomecânica – o número de lesões inerentes à prática da dança.

Natália Espíndola, fisioterapeuta com pós-graduação em traumato-ortopedia com ênfase em Terapia Manual pela Universidade Anhanguera – Uniderp e professora de balé clássico, em Campo Grande (MS), aponta que o conhecimento biomecânico transformou sua prática. “A forma como conduzo o ensino da minha aula de balé clássico hoje é diferente, pois a biomecânica me permite analisar o movimento a partir de conceitos como cinemática e cinética, cadeias musculares e controle neuromuscular. A observação atenta e minuciosa durante movimentos como pliés, relevés e saltos orienta correções mais precisas e seguras. Além disso, o entendimento sobre estabilidade, mobilidade e recrutamento muscular adequado contribui para a eficiência da técnica e para a prevenção de sobrecargas. Dessa forma, o ensino deixa de ser apenas visual e passa a ser fundamentado em princípios que favorecem a economia de energia no movimento, o equilíbrio entre força e flexibilidade e a longevidade da bailarina na prática”, salienta a especialista.

Vale dizer que uma das mais importantes contribuições da biomecânica para a dança é a análise das forças de impacto. Um bailarino pode aterrissar de um salto com uma carga equivalente a até 12 vezes o próprio peso corporal. Estudos biomecânicos ajudaram a reformular o ensino da técnica de plié (dobra dos joelhos), garantindo que a força seja absorvida de forma eficiente pelos músculos e não sobrecarregue as articulações do tornozelo e da coluna. A análise do centro de gravidade permitiu que piruetas e giros complexos fossem executados com maior equilíbrio, reduzindo a tensão desnecessária nos ligamentos.

Diferentemente do atleta, que busca o resultado máximo em curto prazo, o bailarino busca a excelência estética por décadas. A biomecânica atua como uma ferramenta preventiva essencial. Por meio da eletromiografia – que mede a atividade elétrica dos músculos – fisioterapeutas da dança conseguem identificar quais músculos estão sendo excessivamente recrutados e quais estão inativos, corrigindo a postura antes que uma lesão ocorra. Além disso, a análise biomecânica de um movimento técnico permite a reabilitação direcionada; ou seja, quando o dançarino se machuca, a biomecânica possibilita uma volta aos palcos baseada em dados, garantindo que o gesto técnico não repita o padrão de erro que causou o trauma.

“Mesmo antes de eu reconhecer a biomecânica de forma teórica, eu já trabalhava, na prática, com equilíbrio, alavancas corporais e distribuição de forças. Quando passei a estudá-la, tudo ganhou mais clareza: comecei a entender, de forma técnica, a atuação dos vetores de força e as relações entre torque, estabilidade e mobilidade. Isso transformou meu olhar clínico, permitindo uma análise mais precisa das alterações posturais, dos desequilíbrios musculares e da forma como forças internas e externas influenciam o movimento”, fala Michele Ghilardi, bailarina, pós-graduada em Ciência aplicada à atividade física (Unifesp), mestre em Ciência da reabilitação (FMUSP) e doutoranda em Mecanismos de integração neuromuscular e comportamento motor (Unicid).

A biomecânica também abriu portas para a dança inclusiva. Próteses e cadeiras de rodas esportivas, projetadas com princípios de dinâmica do movimento, permitem que artistas com deficiência executem coreografias complexas com uma fluidez que antes era considerada impossível. 

Hoje, grandes companhias de dança, como o Royal Ballet, de Londres, e o New York City Ballet, dos Estados Unidos, possuem laboratórios de análise de movimento integrados. O Royal Ballet possui uma das equipes multidisciplinares mais avançadas do mundo. O time inclui cientistas de dados de balé, especialistas em força e condicionamento e fisioterapeutas. Eles utilizam plataformas de força para medir a altura e a elasticidade dos saltos e monitorar a fadiga, garantindo que o gesto técnico não perca qualidade durante papéis exigentes. Já o New York City Ballet, apesar de não possuir um laboratório próprio, mantém uma parceria de longa data com o respeitadíssimo Harkness Center for Dance Injuries, da NYU (New York University) Langone Health. Essa colaboração funciona como o braço científico e médico da companhia, oferecendo um laboratório equipado com sistemas de análise de movimento digital de alta velocidade, plataformas de força e eletromiografia para estudar a técnica dos bailarinos e prevenir lesões.

Essas iniciativas transformaram o treinamento tradicional: hoje, bailarinos de elite são tratados como “artistas de performance física”, nos quais a intuição artística é validada e potencializada por dados biomecânicos precisos. O professor Matthew Wyon, da University of Wolverhampton, é uma das maiores referências mundiais em ciência da dança e biomecânica aplicada. Suas contribuições focam na transição da dança como puramente arte para uma disciplina fundamentada em princípios fisiológicos e mecânicos, a fim de otimizar a performance e reduzir lesões. Wyon também é um dos coordenadores da Rede Brasil-Reino Unido em Medicina e Ciência da dança, promovendo o intercâmbio de pesquisas sobre a biomecânica de bailarinos brasileiros e britânicos para estabelecer padrões globais de saúde na área. Esta autora teve o privilégio de dividir com ele o capítulo sobre aspectos fisiológicos e biomecânicos, no qual são apresentados dados acerca do turnout (rotação externa dos membros inferiores), coordenação intersegmentar e momentos de força em bailarinas brasileiras.  A ciência não retirou a magia da dança; pelo contrário, ao entender a mecânica do corpo, deu ao artista a liberdade para voar mais alto, com a segurança de quem conhece cada centímetro do seu próprio movimento. A biomecânica nos mostra que o movimento humano é uma coreografia complexa de física e biologia. Seja para devolver o andar a quem o perdeu, bater um recorde mundial ou para garantir a leveza de um salto no balé, essa ciência revela que entender a nossa “máquina” é o primeiro passo para uma vida mais longa e eficiente. 

Para saber mais

Física do Fouette (clique aqui para acessar)
Física da Pirouette (clique aqui para acessar)
Biomecânica e esporte (clique aqui para acessar)
Biomecânica no Royal Ballet (clique aqui para acessar)
Biomecânica no NYCB (clique aqui para acessar)
Bibliografia BITTAR, A, et al. Guia de Medicina & Ciência da Dança: da Rede BRUK de MCD. Goiânia: Kelps, 2021.