Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro Movement synchronisation during training and ...

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Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro

Movement synchronisation during training and
competition of elite footballers

Tese de Doutoramento em Ciências do Desporto

Candidato: Hugo Miguel Cardinho Alexandre Folgado
Orientador: Professor Doutor António Jaime da Eira Sampaio

Vila Real, 2014
Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro

Movement synchronisation during training and
competition of elite footballers

Tese de Doutoramento em Ciências do Desporto

Candidato: Hugo Miguel Cardinho Alexandre Folgado
Orientador: Professor Doutor António Jaime da Eira Sampaio

Composição do Júri:
Presidente: Professor Doutor Luís Herculano Melo de Carvalho
Vogais: Professor Doutor António Jaime da Eira Sampaio
Professor Doutor Bruno Filipe Rama Travassos
Professor Doutor Pedro Tiago Matos Esteves
Professor Doutor Rui Marcelino Maciel Oliveira

Vila Real, 2014
AGRADECIMENTOS
Numa viagem, o caminho que percorremos é muitas vezes mais importante que o destino a
que chegamos. A todos quantos fizeram parte deste meu percurso, o meu obrigado. A
caminhada não termina ainda...
À minha mãe, por ter sempre depositado a maior das confianças em tudo quanto fiz. Por me
ter ensinado que para colher, temos que semear. Ao meu pai. Que me passou o hábito de
questionar e o carácter racional.
Aos meus irmãos, André e Miguel. Como somos melhor todos juntos!
À Dora, pelo tempo que lhe roubei. Sei que estás sempre comigo...
Ao Luís Laranjo, ao Jorge Bravo e ao Ricardo Duarte, pela amizade e pelo companheirismo
de sempre.
Ao Armando Raimundo, Nuno Batalha e José Marmeleira, por sempre terem acreditado e
estimulado o meu trabalho.
Ao Orlando Fernandes, que me ensinou muito de Matlab, mas também que não há rotinas que
nos organizem a vida...
À Guida Veiga, que tem partilhado comigo as angústias e sucessos deste processo. Faltas tu...
A todos os restantes colegas do Departamento de Desporto e Saúde da Universidade de
Évora. Tem sido uma caminhada larga desde 2001. Que o futuro traga ainda mais conquistas!
A todos os colegas do CreativeLab, e em particular ao Bruno Gonçalves, por tão bem me
saberem receber sempre que visito a UTAD. Esta tese faz muito mais sentido aqui!
À Faculdade de Motricidade Humana, pela colaboração e cedência pronta dos GPS para as
nossas recolhas.
Ao Pedro Marques, pelo apoio que nos deu para chegarmos a estes dados. Mas também por
toda a colaboração técnica e científica ao logo deste percurso.
A todos os meus alunos, principalmente aos que fazem perguntas para as quais não tenho
resposta.
A todos os meus professores, por me mostrarem o caminho. Mas muito particularmente ao
Professor Jaime Sampaio. Será sempre a referência neste mundo académico. Pela
competência científica, mas acima de tudo pelas qualidades humanas. Obrigado por tudo!

III
ABSTRACT
Recent technology allows capturing football players’ positioning during the game with a high
degree of accuracy. This information has provided relevant insights for performance analysis,
particularly related to physical performance. Very scarce attention has been given to the
interaction process between players within the game, or tactical behaviour, identified as an
important football performance indicator. One possible method to assess this interaction
process is to measure players’ interpersonal synchronisation, a characteristic present in
several human behaviour manifestations. As such, the aim of this thesis was to understand the
role of movement synchronisation in elite football performance. First, we addressed the
methodological procedures for the study of players’ interpersonal coordination using Global
Positioning System devices. The accuracy and error measured between two units positioned at
a known distance was evaluated, followed by the calculating the relative phase of the units’
displacement. Results revealed the usability of these devices, based in adequate procedures.
Afterwards, we assessed players’ movement synchronisation during matches, according to
different factors – match final outcome; opposition level; and the number of days between
fixtures. Positional data in these studies were collected using either GPS or semi-automatic
video tracking systems. Players’ presented higher levels of movement synchronisation in
winning matches. Similar results were observed when the team was facing higher-level
opponents. A smaller interval between matches impaired players’ movement synchronisation
results, with the evaluated team presenting a lower level of synchronisation during congested
fixtures. Finally, players’ movement synchronisation was assessed in large-sided games,
played during the first four weeks of the preseason. Players’ performance was compared
according to the initial two weeks or the later two weeks training sessions. Results revealed a
trend for a development of players’ movement synchronisation during the preseason. In
conclusion our results support the use of players’ movement synchronisation as a tactical
performance indicator, based on their interaction within the game, and able to depict
performance variations during matches and training sessions.

Keywords: Performance analysis; tactical performance; match performance; synchronisation;
football; team sports; GPS.

IV
RESUMO
Os recentes desenvolvimentos tecnológicos permitem capturar as posições dos jogadores de
futebol durante a sua prática, tanto em treino como em jogo, com um elevado grau de precisão
e baseado em procedimentos simples. Esta informação tem proporcionado o acesso a
conhecimento relevante para a análise da performance, particularmente relacionado com a
performance física. Pouca atenção tem sido dada ao processo de interação que os jogadores
estabelecem durante o jogo, ou comportamento táctico, identificado como um indicador de
performance importante no futebol. Um dos possíveis métodos de controlo deste processo de
interação é a medição da sincronização interpessoal entre os jogadores, uma característica
presente em diversas manifestações do comportamento humano. Assim, o objectivo desta tese
foi compreender o papel da sincronização de movimentos na performance em futebol de elite.
Primeiro, foram abordados os procedimentos metodológicos para o estudo da coordenação
interpessoal de jogadores através de aparelhos de Sistema de Posicionamento Global. Foram
avaliados o grau de precisão e o erro medidos entre dois aparelhos colocados a uma distância
conhecida, seguidos do cálculo da fase relativa entre o deslocamento dos equipamentos. Os
resultados revelaram a possibilidade de uso destes aparelhos, baseado em procedimentos
adequados. Seguidamente, avaliámos a sincronização do movimento de jogadores durante
jogos, em função de diferentes factores – o resultado final do jogo; o nível da equipa
opositora; e o tempo entre jogos. Os dados posicionais destes estudos foram capturados
recorrendo ao sistema GPS ou a um sistema de captura de posicionamento semiautomático
baseado em vídeo. Os jogadores apresentaram níveis mais elevados de sincronização do
movimento quando ganharam. Resultados semelhantes foram observados quando uma equipa
era confrontada com opositores de nível mais elevado. Um menor tempo de intervalo entre
jogos reduziu os resultados da sincronização do movimento entre jogadores, com a equipa a
apresentar valores de sincronização inferiores durante um período congestionado de jogos.
Finalmente, a sincronização do movimento entre jogadores foi avaliada durante situações de
treino baseadas em jogo, desenvolvidas durante as primeiras quatro semanas de treino do
período preparatório. A performance dos jogadores foi comparada entre os treinos realizados
nas duas primeiras semanas e os treinos realizados nas duas semanas subsequentes. Os
resultados revelaram uma tendência para o desenvolvimento da sincronização do movimento
entre jogadores durante o período preparatório. Em conclusão, os nossos resultados suportam
o uso da sincronização do movimento entre jogadores como um indicador da performance

V
táctica, baseado na sua interação durante o jogo, e capaz de diferenciar variações de
performance durante o jogo e o treino.

Palavras chave: Análise da performance; performance táctica; performance em jogo;
sincronização; futebol; jogos desportivos colectivos; GPS.

VI
LIST OF PUBLICATIONS AND COMMUNICATIONS

Peer-reviewed papers in international journals

Folgado, H., Duarte, R., Fernandes, O., & Sampaio, J. (2014). Competing with lower level
opponents decreases intra-team movement synchronisation and time-motion demands during
pre-season soccer matches. PLoS ONE, 9(5), e97145. doi:10.1371/journal.pone.0097145

Folgado, H., Duarte, R., Marques, P., & Sampaio, J. (Under Review). The effects of
congested fixtures on tactical and physical performance in elite soccer.

In preparation

Folgado, H., Fernandes, O., & Sampaio, J. Accuracy and error measurements between
individual GPS units - Methodological approach for working with GPS data in the analysis of
players’ interpersonal coordination in team sports.

Folgado, H., Duarte, R., Marques, P., & Sampaio, J. Intra-team movement synchronisation as
a measure of teams’ tactical performance in professional football

Folgado, H., & Sampaio, J. Physical, physiological and tactical responses to large-sided
games during preseason of elite footballers.

VII
Comunications

2012 – Lecture: “Métodos de tracking para o estudo do comportamento dos desportistas: o
sistema GPS” at the Human Kinetics PhD course of the Faculdade de Motricidade Humana,
Universidade Técnica de Lisboa.

2012 – Oral Presentation “A coordenação diádica intra-equipa durante o período preparatório
e de acordo com o nível de oposição em futebol” at the seminar "O Comportamento Coletivo
em Equipas de Futebol: Estudos e aplicações", during the XIII Jornadas da Sociedade
Portuguesa de Psicologia do Deporto, at Universidade Lusófona de Humanidades e
Tecnologias, Lisboa

2013 – Oral Presentation: “O Período Preparatório e Competitivo: Mitos e Realidades” at the
seminar “O Dia do Futebol na FMH – A Teoria e a Prática no Futebol Profissional”,
organized by the Faculdade de Motricidade Humana, Universidade Técnica de Lisboa.

VIII
ÍNDICE GERAL

Agradecimentos ........................................................................................................................ III

Abstract .................................................................................................................................... IV

Resumo ...................................................................................................................................... V

List of Publications and Communications ............................................................................. VII

Índice Geral .............................................................................................................................. IX

List of tables ........................................................................................................................... XII

List of figures ........................................................................................................................ XIII

1.
  General Introduction ............................................................................................................ 1

Performance analysis in football ............................................................................................ 1

Physical performance in football ............................................................................................ 1

Tactical performance in football ............................................................................................ 3

Synchronisation ...................................................................................................................... 4

Measuring synchronisation in football ................................................................................... 5

Thesis outline ......................................................................................................................... 6

References .............................................................................................................................. 9

2.
  Accuracy and error measurements between individual GPS units - Methodological
approach for working with GPS data in the analysis of players’ interpersonal coordination in
team sports ................................................................................................................................ 12

Abstract ................................................................................................................................ 12

Introduction .......................................................................................................................... 13

Methods ................................................................................................................................ 14

Results .................................................................................................................................. 17

Discussion ............................................................................................................................ 20

Conclusion ............................................................................................................................ 22

References ............................................................................................................................ 23

3.
  Intra-team movement synchronisation as a measure of teams’ tactical performance in
professional football ................................................................................................................. 25

Abstract ................................................................................................................................ 25

Introduction .......................................................................................................................... 26

Methods ................................................................................................................................ 28

IX
Results .................................................................................................................................. 29

Discussion ............................................................................................................................ 33

Conclusions .......................................................................................................................... 35

References ............................................................................................................................ 36

4.
  Competing with lower level opponents decreases intra-team movement synchronisation
and time-motion demands during pre-season football matches ............................................... 38

Abstract ................................................................................................................................ 38

Introduction .......................................................................................................................... 39

Methods ................................................................................................................................ 41

Results .................................................................................................................................. 44

Discussion ............................................................................................................................ 49

Conclusions .......................................................................................................................... 52

5.
  The effects of congested fixtures on tactical and physical performance in elite football. 56

Abstract ................................................................................................................................ 56

Introduction .......................................................................................................................... 57

Methods ................................................................................................................................ 59

Results .................................................................................................................................. 62

Discussion ............................................................................................................................ 67

Practical Applications ........................................................................................................... 69

Conclusions .......................................................................................................................... 70

References ............................................................................................................................ 71

6.
  Physical, physiological and tactical responses to large-sided games during preseason of
elite footballers. ........................................................................................................................ 74

Abstract ................................................................................................................................ 74

Introduction .......................................................................................................................... 75

Methods ................................................................................................................................ 78

Results .................................................................................................................................. 80

Discussion ............................................................................................................................ 84

Conclusion ............................................................................................................................ 87

References ............................................................................................................................ 88

7.
  General Discussion ............................................................................................................ 91

Overview .............................................................................................................................. 92

Theoretical and Methodological considerations ................................................................... 94

X