A sua trajetória académica e científica resulta numa intersecção entre Fisiologia do Exercício, Biomecânica e Treino Desportivo de Alto Rendimento (entre outras dimensões do desporto). Gostaríamos de começar por percorrer o seu notável percurso científico. Os desportos aquáticos em particular, que destacaríamos como um dos eixos mais proeminentes na sua carreira científica, foi uma paixão precoce?
Foi uma paixão relativamente precoce, pois já na licenciatura especializei-me na área “Treino Desportivo–Natação”, motivado por ter sido nadador e por querer conhecer as metodologias que sustentam as decisões dos treinadores dos escalões de formação ao alto rendimento. A investigação centrada nas variáveis fisiológicas e biomecânicas determinantes do desempenho do nadador teve aplicação prática na monografia final de curso, dedicada à relação entre concentrações de amónia no sangue venoso e capilar. No mestrado, aprofundei essa linha através da avaliação longitudinal de nadadores pré-juniores. A tese de doutoramento (2000-2006), uma das primeiras na instituição no modelo escandinavo (graças à visão do Prof. João Paulo Vilas-Boas, meu mentor académico), detalhou as respostas fisiológicas e biomecânicas de nadadores de níveis universitário, nacional e internacional, a esforços realizados à velocidade correspondente ao consumo máximo de oxigénio (VO₂max) e até à exaustão. Posteriormente, enquanto orientador de estudantes de 2º e 3º ciclos, este enquadramento científico expandiu-se para outros desportos, nomeadamente os individuais e cíclicos (corrida, ciclismo, triatlo e remo), assim como os acíclicos e abertos (ténis, polo aquático, surf e CrossFit), aplicando conceitos e métodos desenvolvidos inicialmente na natação a contextos competitivos e de investigação mais amplos. O sucesso que temos alcançado deve-se aos estudantes de eleição que tive o privilégio de orientar, aos colegas com quem tenho partilhado as orientações e à instituição que criou condições para a realização dos momentos experimentais. A paixão mais recente centra-se no contexto da saúde e segurança ocupacional em parceria com colegas da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) e da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto (FMUP).

A sua investigação tem-se debruçado sobre variáveis biomecânicas e fisiológicas com impacto direto na performance. Que resultados especialmente surpreendentes destacaria, sobretudo para quem não está familiarizado com a ciência do treino?
Não considero o treino desportivo uma ciência, mas uma área do conhecimento aplicada e interdisciplinar que se apoia em ciências como fisiologia, biomecânica, psicologia e pedagogia, tendo princípios metodológicos próprios que orientam a prática e o distinguem de outras formas de atividade física. Paralelamente, possui uma componente de arte e prática pedagógica, porque cada desportista e cada contexto exigem decisões adaptativas que vão além da evidência científica. Assim, entendo-o como prática fundamentada em ciência, enriquecida pela experiência e pela intuição do treinador. Um dos achados mais marcantes foi evidenciarmos que pequenas alterações técnicas, muitas vezes impercetíveis a olho nu, permitem gerar ganhos significativos na prestação global. No primeiro artigo da minha tese de doutoramento, mostrámos que nadar no domínio de intensidade severo expõe padrões técnicos e fisiológicos críticos para o desempenho. Pequenos ajustes no ângulo de ataque da mão/antebraço, na rotação do tronco ou na coordenação entre membros superiores e inferiores influenciam decisivamente a eficiência propulsiva e, como tal, o resultado final. Em competições decididas por centésimos, otimizar o timing da rotação do corpo nas técnicas de crol e de costas, aperfeiçoar a coordenação e movimento ondulatório na mariposa ou reduzir a resistência hidrodinâmica em bruços pode ser tão relevante como aumentar a energia disponível dos sistemas aeróbio e anaeróbio. Outro resultado surpreendente foi observar-se que nadadores de elite, comparativamente com os de recreio, mantêm-se menos tempo ao seu VO₂max, o que parece um contrassenso, mas não o é, pois, os primeiros, por serem muito mais potentes, são menos económicos àquela intensidade relativa.

Na sua opinião, que correlações entre variáveis biomecânicas e bioenergéticas se destacam como particularmente decisivas para afinar estratégias de treino e maximizar o rendimento em prova?
A relação entre frequência e amplitude dos ciclos gestuais, integrada com variáveis fisiológicas como o consumo de oxigénio, a frequência cardíaca e a capacidade de produção de lactato e sua tolerância, é determinante para o rendimento em desportos individuais e cíclicos. Num estudo de 2010, conduzido pelo Pedro Figueiredo (o meu primeiro doutorando), analisámos nadadores de diferentes níveis e verificámos que manter elevada eficiência mecânica a intensidades próximas da máxima permite resistir melhor à fadiga e preservar o gesto técnico. Identificámos perfis técnicos que associam maior força propulsiva a menor custo energético (maior economia de exercício), sustentando velocidades elevadas. Também verificámos que há momentos chave ao longo do espectro de intensidade de exercício (o limiar anaeróbio e o VO₂max) em que existem alterações significativas dos padrões energéticos e técnicos, pelo que as variáveis fisiológicas e biomecânicas devem ser sistematicamente monitorizadas. Estes achados têm aplicação direta no processo de treino, devendo-se ajustar as cargas para maximizar potência sem degradar a técnica. Particularmente em jovens, é fundamental evitar-se a sobrecarga e promover-se padrões motores eficientes, procurando um desenvolvimento desportivo mais eficiente e evitando o abandono precoce da prática. A articulação adequada entre fisiologia e biomecânica auxilia a criação de programas de treino personalizados que otimizam performance e longevidade desportiva, com impacto tanto no desenvolvimento de categorias de base como no alto rendimento. Uma das nossas áreas preferenciais de ensino e investigação é a definição de zonas de treino com base na biofísica, isto é, a área de confluência da fisiologia com a biomecânica.

Para além do alto rendimento, também tem aprofundado o treino muscular e postural com aplicações terapêuticas. Que principais contributos oferece a investigação em biomecânica para a área da saúde e da reabilitação?
A biomecânica aplicada à saúde e reabilitação fornece ferramentas rigorosas para avaliar padrões de movimento e desenhar intervenções personalizadas. Recorremos a análise tridimensional, plataformas de força e captura markerless para identificar assimetrias e desvios posturais também em populações clínicas. Demonstrámos recentemente que um programa de seis semanas de treino técnico de corrida em jovens futebolistas induziu melhorias cinemáticas (maior comprimento da passada e menor tempo de contacto), associadas a menor risco de lesão dos isquiotibiais. Em natação, verificou-se que a coordenação entre músculos agonistas, antagonistas e sinergistas, aliada ao reforço do core, permite prevenir lesões de overuse e otimizar a mobilidade articular, sendo a consciência postural uma estratégia essencial para reduzir compressões articulares e dores lombares ou do ombro. Avaliações que combinaram testes isocinéticos e nado amarrado mostraram que nadadores de elite apresentam elevada simetria contralateral, permitindo detetar desequilíbrios técnicos com relevância clínica. Em ténis, analisámos a produção de torque e as assimetrias do ombro, evidenciando que pontos longos reduzem potência e estabilidade articular, reforçando a importância de treino compensatório. Estes exemplos ilustram como a otimização da técnica e da coordenação neuromuscular pode ter efeitos altamente positivos. A integração entre fisiologia e biomecânica possibilita programas de reabilitação mais eficazes, acelera a recuperação e previne reincidências, fornecendo orientações práticas a fisioterapeutas, médicos e treinadores, e demonstrando que o estudo cuidado do movimento beneficia tanto a alta competição como a saúde pública.

Atualmente integra o projeto ALFAC - Aquatic Literacy for All Children, que promove a literacia aquática desde a primeira infância. Gostaríamos que partilhasse com a comunidade científica da U.Porto os objetivos principais a que se propõe o projeto. Que impactos sociais esperam alcançar?
O projeto ALFAC promove competências aquáticas desde a infância, criando segurança, prazer e inclusão. A competência aquática é uma capacidade crítica, que integra segurança, desenvolvimento motor e confiança em meio aquático, estando associada a maior proficiência na natação, menor risco de afogamento e melhor desenvolvimento físico e cognitivo. Para tal, são necessárias ferramentas de avaliação fiáveis que permitam acompanhar a evolução, identificar áreas de melhoria e garantir que programas de ensino e intervenção respondem de forma eficaz às necessidades das crianças. O conceito de literacia aquática surgiu como uma estrutura abrangente, integrando domínios motores, cognitivos e psicossociais fundamentais para um envolvimento seguro e sustentado em atividades aquáticas. Este consórcio de investigadores propõe-se mapear esta literacia em larga escala e criar programas inclusivos, adaptados a idades, contextos e capacidades, formando técnicos e produzindo materiais acessíveis. Implementado em parceria com escolas e municípios, já beneficiou centenas de crianças, revelando melhorias na adaptação ao meio aquático e no autocontrolo em situações de risco. Esta abordagem liga-se também à minha investigação em natação competitiva, onde princípios como eficiência técnica e economia de esforço encontram paralelo na aprendizagem inicial. O ALFAC não só reduz desigualdades no acesso à natação como cria comunidades mais seguras, participativas e ativas, onde a ciência se traduz em impacto social direto e duradouro. Este projeto vem na sequência de uma linha de ensino e investigação nossa de já há mais de 20 anos baseada da proposta de progressões pedagógicas para o ensino das técnicas de nado, partida e viragem.

É membro da Comissão Diretiva do Laboratório de Biomecânica da Universidade do Porto (LABIOMEP). No Laboratório são desenvolvidos recursos de ponta como, por exemplo, pranchas de surf instrumentadas. Qual o potencial deste tipo de tecnologias, e que novas pistas de investigação está atualmente a perseguir?
Tecnologias emergentes como pranchas de surf instrumentadas, capazes de registar forças, acelerações e distribuição de peso em tempo real, foram por nós aplicadas a outros desportos aquáticos. Um exemplo é o barco de remo instrumentado, equipado com transdutores de força e sensores angulares que permitem caracterizar, com elevada precisão, a magnitude, o tempo de aplicação e a distribuição da força ao longo do arco da remada, gerando indicadores-chave para a monitorização técnica e a otimização da performance. Outro avanço relevante foi a criação de um bloco de partida instrumentado para natação, capaz de medir forças tridimensionais e tempos de reação, oferecendo feedback imediato para nadadores e treinadores, sendo decisivo na prescrição individualizada do treino. Em linha com o software gratuito VO₂FITTING que disponibilizamos para análise ventilatória, realizamos também análise tridimensional em modalidades cíclicas como a corrida e a patinagem em linha, e em desportos acíclicas/abertos como o ténis (análise biomecânica do serviço), o CrossFit (perfil de potência e fadiga), a ginástica acrobática (mensuração da eficiência mecânica e da condição física), karaté (desenvolvimento de um tapete de contacto que mede o tempo de execução do pontapé circular) e o polo aquático (carga externa e padrões de movimento em jogo). Estas soluções oferecem feedback imediato, permitindo corrigir gestos técnicos, ajustar cargas e prevenir lesões. A sua versatilidade abre aplicações na reabilitação aquática, no treino personalizado e no desenvolvimento de equipamentos mais ergonómicos, aproximando ciência e prática desportiva em contextos reais. A relação do LABIOMEP com as industrias têxtil, do calçado e de material desportivo, assim como com Federações desportivas, é também uma realidade.

A tecnologia tem acelerado tudo, desde da recolha de dados até à personalização do treino. Que inovações, tecnológicas ou metodológicas, acredita terão maior impacto na próxima década da ciência do desporto?
Nos próximos dez anos, a integração de inteligência artificial com recolha de dados em tempo real vai transformar o treino desportivo. Estudos recentes, como o publicado por nós na Frontiers in Sports and Active Living, mostram que é possível converter avaliações biofísicas complexas em zonas de treino aplicáveis no dia-a-dia. Nesta linha, demonstramos também que modelos de Inteligência Artificial Explicável conseguem prever a performance em natação com elevada precisão a partir de variáveis simples de treino, antropometria e testes físicos, oferecendo interpretações úteis e transparentes. Esta lógica já se aplica à corrida onde sensores portáteis ajudam a ajustar técnica e economia, ao remo com métricas de potência e cadência em treino prolongado, ao CrossFit para mapear perfis de potência e fadiga, ao ténis para otimizar a biomecânica do serviço e ao polo aquático para monitorizar cargas externas e internas específicas. Importa também sublinhar o impacto de ferramentas desenvolvidas e/ou utilizadas: a utilização de marcadores refletores que dispensam digitalização (reduzindo drasticamente o tempo de análise técnica), o software VO₂FITTING gratuito e validado (que simplificou a modelação da cinética do consumo de oxigénio durante o exercício físico e a recuperação pós-esforço, tornando a análise mais ecológica e aplicável em contexto competitivo). Imagine um desportista a receber, durante a sessão, feedback sobre eficiência técnica, ritmo e fadiga, adaptando-se de imediato. Complementarmente, a realidade aumentada e simulações contextualizadas permitirão treinar sob condições de competição, garantindo personalização e mantendo o julgamento humano como elemento central da decisão técnica.

As novas gerações serão responsáveis por orientar e treinar atletas com acesso cada vez mais democratizado a ferramentas, não só físicas como intelectuais. Que conselhos gostaria de partilhar com os futuros treinadores e investigadores?
Aos futuros treinadores e investigadores, sugiro que mantenham curiosidade e pensamento crítico (questionem, testem e validem). No meu percurso percebi que a inovação nasce da ligação entre rigor científico e aplicabilidade prática. Proponho também  que cultivem a colaboração interdisciplinar: projetos de maior impacto, como o estudo de 2010 sobre eficiência mecânica em natação, o desenvolvimento de um dispositivo de avanço mandibular (que demonstrou prolongar o tempo de corrida até à exaustão em cerca de 6–12%, melhorar variáveis ventilatórias e reduzir a perceção de esforço) ou a integração de sensores em desportos que implicam a repetição constante de ciclos gestuais, só foram possíveis através de equipas diversas. Por último, coloquem o desportista no centro da atenção, pois a ciência e a tecnologia só têm impacto real quando melhoram o rendimento, a saúde e o bem-estar do praticante. A excelência surge quando conhecimento, empatia e compromisso caminham juntos, sustentando performance e desenvolvimento humano de forma equilibrada. Do mesmo modo, a investigação com corporações de bombeiros mostrou como a monitorização fisiológica e a IA podem antecipar a fadiga e proteger a saúde em contextos de elevado risco, reforçando que a análise biofísica tem impacto muito além da arena competitiva. Esta lógica estende-se ao desporto escolar, onde o projeto TEXP@CT está a desenvolver e validar tecnologia vestível para recolha de dados biomecânicos e eletrofisiológicos, permitindo obterem-se avaliações objetivas e personalizadas. Também no desporto adaptado, estudos como o em que utilizamos o sistema WalkinSense®, evidenciam a fiabilidade na medição de variáveis espaço-temporais da marcha, apoiando tanto a inclusão como a prevenção de lesões em desportistas com deficiência. Estes exemplos mostram que o futuro passa por aplicar conhecimento e tecnologia de ponta a diferentes populações, reforçando que inovação e responsabilidade social devem caminhar lado a lado.

Poderá consultar mais informações sobre o docente e investigador aqui.