Multidisciplinary Study of Performance Characteristics in Soccer Goalkeepers

Tese de doutoramento em Ciências do Desporto, no ramo de Treino Desportivo, apresentada à Faculdade de Ciências do Desporto e Educação Física da Universidade de CoimbraEmbora uma quantidade considerável de trabalhos científicos evidencie a variação associada à posição das características de performance em jovens jogadores de futebol, a criação de um perfil do guarda-redes tem revelado resultados inconsistentes. A partir dos dados disponíveis, as comparações estabelecem-se considerando a seleção, o nível competitivo ou a progressão para níveis mais elevados. No entanto, os guarda-redes são uma população muito particular entre os jogadores de futebol, sendo altamente especializados de acordo com as suas exigências de jogo. Assim, esta tese de doutoramento pretendeu melhorar a nossa compreensão acerca da caracterização dos fatores de performance em jovens guarda-redes de futebol, utilizando uma abordagem multidisciplinar. Para este efeito, foram realizados quatro estudos: três relacionados com a avaliação de terreno da performance, e um relacionado com a avaliação laboratorial de esforços maximais de curta-duração. Um quinto estudo foi conduzido com estudantes de educação física, apresentando-se como estudo piloto para a avaliação laboratorial lavada a cabo. A determinação do perfil de jovens guarda-redes de futebol salientou que: (i) a massa gorda, agilidade, resistência aeróbia, velocidade de drible, precisão de remate e a capacidade de passe foram afetados pelo gradiente derivado da classificação entre guarda-redes e jogadores de campo; (ii) a análise discriminante foi capaz de classificar corretamente a posição em campo no grupo formado por jogadores Sub-13 e Sub-15 com base na capacidade de passe, precisão de remate, massa isenta de gordura e velocidade de drible; (iii) uma função de quatro variáveis – capacidade de passe, precisão de remate, controlo de bola e velocidade de drible – previu com um sucesso de 100% a posição em campo no grupo de jogadores Sub-17 e Sub-19; (iv) a análise de regressão multinível da performance aeróbia, velocidade de drible e capacidade de passe mostrou que a idade cronológica foi uma fonte de variação consistente, na medida em que um ano prevê uma melhoria de 192.5 m (279%), 0.35 s (26%) e 1 ponto (41%), respetivamente; (v) os modelos multinível mostraram ainda que o acréscimo de 1000 h de treino prevê uma melhoria de 3 s e 5 pontos nas habilidades específicas de futebol em jovens guarda-redes com idade entre 11 e 18 anos. A natureza específica da atividade do guarda-redes durante um jogo de futebol realça a importância dos esforços de curta duração, e a comparação de medidas laboratoriais revelou que: (i) os guarda-redes que competem a um nível nacional diferem daqueles que competem a nível regional no WAnT mean power, flexores do joelho a 60º.s-1 e 180º.s-1 e no rácio convencional a 180º.s-1; (ii) uma combinação linear de três preditores – experiência de treino, rácio entre flexores e extensores do joelho a 180ºs-1 e velocidade no WAnT – foi capaz de corretamente prever 87.9% dos guarda-redes nos seus grupos originais; (iii) previamente, a reproducibilidade dos resultados ótimos estimados em ciclo ergómetro foi avaliada, usando uma série de 3 a 5 ensaios de intensidade máxima durante 10 s contra uma carga variável. A grande novidade trazida por esta pesquisa foi a elaboração do Sprint-Keeper Test e do Lateral Shuffle-Keeper Test para avaliar a técnica específica do guarda-redes, assegurando que: (i) ambos os testes apresentaram uma boa fiabilidade (coeficientes de fiabilidade > 0.88, coeficiente de correlação intraclasse > 0.908 e coeficientes de variação < 4.37%), apesar dos participantes tenderem a melhorar o seu desempenho quando realizavam a queda para o lado direito (p < 0.05); (ii) a performance média nas duas sessões de avaliação estava associada à aceleração; (iii) a análise multivariada da covariância revelou um efeito significativo do nível competitivo (elite vs não-elite), particularmente para o lado esquerdo em ambos os protocolos. No geral, acredita-se que esta abordagem multidisciplinar oferece uma compreensão mais abrangente da natureza dinâmica dos processos de seleção e desenvolvimento de jovens guarda-redes de futebol. No entanto, reconhece-se que uma análise prospetiva deste trabalho coletivo levantou novas questões para os profissionais envolvidos nas ciências aplicadas. Um modelo dinâmico das características de performance no guarda-redes é apresentado, com base nas interações contínuas do reconhecimento de padrões espácio-temporais, tomada de decisão e movimentos hábeis e eficazes. Técnicos, treinadores e outros agentes envolvidos em programas de futebol para jovens são fortemente encorajados a rever os seus currículos e metodologias de treino específico de guarda-redes, quando estes estão disponíveis, por forma a proporcionar oportunidades para otimizar o potencial individual. Concluindo, mais do que apresentar respostas diretas e conclusões definitivas, esta tese abriu novos e desafiantes caminhos para abordar as características de performance no guarda-redes. Palavras-chave: Identificação e Desenvolvimento de Talentos, Futebol, Treino Desportivo, Posição de Jogo, Especialização Desportiva, Nível Competitivo, Crescimento, Habilidades Motoras, Modelação Multinível, Fiabilidade, Esforços Maximais de Curta-Duração, Testes de Terreno, Técnica de Defesa LateralAlthough a considerable amount of the scientific works focused on playing position variation of performance characteristics in young soccer players, goalkeeper profiling provided inconsistent findings. From the available data, comparisons are found by selection, competitive level or progressing to higher standards of play. Nevertheless, goalkeepers are a particular population among soccer players, being highly specialized according to their game demands. Thus, this doctoral thesis focused on improving our understanding of performance-related characterization of young soccer goalkeepers, using a multidisciplinary approach. For this purpose, four studies were carried out; three related to the assessment of field-based performance, and one related to laboratory evaluation of short-term maximal efforts. A fifth study was conducted with physical education students, serving as pilot study for the laboratory-based assessment. The profiling of young soccer goalkeepers stressed that: (i) fat mass, agility, aerobic endurance, dribbling speed, shooting accuracy and passing were affected by the gradient derived from the classification between goalkeepers and outfield players; (ii) discriminant analysis was able to correctly classify the playing position in the U-13 and U-15 age group based on passing, shooting accuracy, fat-free mass and dribbling speed; (iii) a function of four variables – passing, shooting accuracy, ball control and dribbling speed – successfully predicted 100% of players according to playing position in the U-17 and U-19 age group; (iv) multilevel regression analysis of aerobic performance, dribbling speed and passing development showed chronological age was a consistent source of variation as one year predicts improvements in the performance scores of 192.5 m (279%), 0.35 s (26%) and 1 point (41%), respectively; (v) the multilevel models also showed that a training enhancement of 1000 h predicts 3 s and 5 points of improvement in soccer-specific skills in young goalkeepers aged 11–18 years. The specific nature of goalkeeping highlights the importance of short-term efforts and the comparison of laboratory-based measures revealed that: (i) goalkeepers competing at a national youth level differed from those competing at a regional level in WAnT mean output, knee flexors at 60º.s-1 and 180º.s-1, and in the conventional ratio at 180º.s-1; (ii) a linear combination of three predictors – training experience, ratio knee flexors to knee extensors at 180º.s-1 and WAnT pedal velocity – was able to correctly predict 87.9% of goalkeepers into the original groups; (iii) previously, the reproducibility of estimated optimal outputs was demonstrated using a series of 3 to 5 maximal bouts of 10 s against a range of braking forces on a cycle ergometer. The great novelty of this research was the design of the Sprint-Keeper Test and the Lateral Shuffle-Keeper Test to examine goalkeeper-specific technique, ensuring that: (i) both tests showed good reliability (reliability coefficients > 0.88, intra-class correlation coefficient > 0.908 and coefficients of variation < 4.37%), even though participants tended to improve performance when diving to their right side (p < 0.05); (ii) mean performance in the two trial sessions was largely associated to acceleration; (iii) multivariate analysis of covariance noted a significant effect of competitive level (elite vs non-elite), particularly for the left side in both protocols. Overall, it was believed that this multidisciplinary approach offers a more comprehensive understanding of the dynamic nature of selection and development in young soccer goalkeepers. However, it is recognized that a prospective analysis of this collective work raised new and challenging questions for practitioners involved in applied sciences. A dynamic model of performance characteristics in goalkeepers is presented, based on the continuous interactions of spatio-temporal pattern recognition, decision making and effective skilful movements. Coaches, trainers and other agents involved in youth soccer programs are strongly encouraged to review their goalkeeper-specific training curriculum and methodologies, when available, providing opportunities to optimize and individuals’ potential. In conclusion, more than providing straightforward answers and definite conclusions, this thesis raised new questions and opened a challenging new way for approaching goalkeeping performance characteristics. Keywords: Talent Identification and Development, Football, Sports Training, Playing Position, Sport Specialization, Competitive Level, Growth, Skills, Multilevel Modelling, Reliability, Short-Term Maximal Efforts, Field testing, Diving saveFCT - SFRH/BD/72111/201