30 de setembro de 2026
Modelo de Decisão Multicritério para Avaliação e Seleção de Jogadores
Modelo de Decisão Multicritério para Avaliação e Seleção de Jogadores
David Antonio Teixeira dos Santos; Elias Soares de Figueiredo
DOI: 10.22167/2675-6528-202602811
Artigo derivado de Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), com conteúdo baseado no trabalho original do aluno e adaptado ao formato editorial da Revista E&S com apoio da ferramenta ResumeAI, solução de inteligência artificial desenvolvida pelo Instituto Pecege para síntese e organização textual.
Resumo
Considerando o mercado de transferências no futebol profissional, caracterizado por altos volumes financeiros e complexidade decisória, desenvolveu-se um modelo analítico para apoiar a seleção de jogadores, utilizando técnicas de análise de dados e aprendizado de máquina. Coletaram-se dados de desempenho de atletas por meio de APIs esportivas. Aplicou-se o algoritmo K-means para agrupar jogadores em clusters de funções táticas semelhantes, permitindo comparações homogêneas. Em seguida, um sistema de avaliação multicritério (score) foi desenvolvido, baseado em múltiplas métricas de desempenho, para ranquear jogadores em seus contextos. Avaliaram-se diferentes modelos de classificação, incluindo KNN, SVC, Random Forest e XGBoost, com otimização de hiperparâmetros. O modelo SVC obteve o melhor desempenho, com acurácia de 0,6371, na estimativa da probabilidade de sucesso de transferências. Os resultados indicaram que a abordagem identifica jogadores com perfis táticos comparáveis e estima a probabilidade de sucesso em transferências, considerando critérios técnicos, táticos e de utilização. Concluiu-se que a integração de clusterização, ranqueamento e modelagem preditiva oferece uma abordagem mais estruturada, quantitativa e menos subjetiva para o recrutamento no futebol profissional.
Palavras-chave: Futebol; K-means; Machine learning; SVC.
1. Introdução
O mercado de transferências no futebol profissional é um ambiente de alta complexidade e com volumes financeiros expressivos. Apenas a Premier League, por exemplo, registrou gastos de aproximadamente 21 bilhões de reais em contratações na janela de verão da temporada 2025/2026 (O Globo, 2025). Nesse contexto, a escolha e seleção de jogadores representam um desafio crucial para os clubes, pois envolvem a consideração de múltiplos fatores que vão além da qualidade técnica individual do atleta.
A tomada de decisão na seleção de jogadores exige o balanceamento de aspectos técnicos, táticos e financeiros. A avaliação tradicional, muitas vezes subjetiva, pode não capturar a totalidade dessas dimensões, o que gera a necessidade de abordagens mais estruturadas e quantitativas. Tal problemática se alinha a uma abordagem de decisão multicritério, que visa apoiar a escolha entre diferentes alternativas ao considerar múltiplos critérios simultaneamente (Greco et al., 2016; Ishizaka & Nemery, 2013).
No futebol, a decisão multicritério é particularmente útil, pois um jogador pode se destacar em diferentes atributos, como desempenho defensivo ou ofensivo, e fatores financeiros podem influenciar a viabilidade de uma contratação. A crescente profissionalização do esporte e a competitividade impulsionam o uso de dados e análises quantitativas, com departamentos de análise de desempenho desempenhando um papel estratégico na identificação e avaliação de talentos.
Para reduzir a subjetividade e aprimorar a análise, técnicas de aprendizado de máquina são empregadas. Métodos de aprendizado não supervisionado, como o algoritmo K-means, permitem agrupar jogadores em clusters que representam funções táticas semelhantes (Lucey et al., 2013; Rein & Memmert, 2016; Andrienko et al., 2017). Essa segmentação é crucial para possibilitar comparações mais coerentes entre atletas que desempenham papéis similares em campo, evitando análises inadequadas entre perfis distintos (Akhanli & Hennig, 2022).
A base para essa análise é um conjunto de dados contínuos de desempenho de jogadores, obtidos por meio de APIs esportivas, que fornecem informações detalhadas e atualizadas (Pappalardo et al., 2019). A utilização dessas variáveis contínuas é fundamental para capturar diferenças reais de desempenho e preservar a multidimensionalidade do problema decisório. Adicionalmente, técnicas de aprendizado baseadas em similaridade são aplicadas para identificar jogadores comparáveis a um atleta de referência, considerando múltiplas dimensões de desempenho (Decroos & Davis, 2019).
Complementarmente, técnicas de aprendizado supervisionado são utilizadas para avaliar e prever a adequação dos jogadores recomendados. A comparação entre diferentes algoritmos de classificação, com otimização de hiperparâmetros, permite selecionar o modelo mais adequado para o problema, aumentando a robustez do sistema de apoio à decisão (Géron, 2021). A integração dessas abordagens — decisão multicritério, aprendizado não supervisionado e supervisionado — oferece um método mais estruturado e abrangente para a análise de jogadores.
A aplicação de métodos quantitativos no futebol representa um avanço significativo em relação às abordagens tradicionais, proporcionando maior transparência, consistência e capacidade analítica no processo de seleção de jogadores. Ao incorporar múltiplos critérios, explorar a similaridade entre atletas e integrar modelos preditivos, torna-se possível reduzir riscos associados às contratações e aumentar a probabilidade de sucesso esportivo e financeiro dos clubes. O trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo analítico de apoio à decisão para identificação de jogadores compatíveis com as necessidades de um time de futebol, utilizando técnicas de aprendizado de máquina baseadas em similaridade estatística. A abordagem proposta busca analisar o desempenho individual dos atletas e o contexto das equipes, oferecendo recomendações fundamentadas em dados históricos.
2. Material e Métodos
O presente estudo, aplicado e experimental, utilizou dados secundários obtidos da API-Football, plataforma de dados públicos e licenciados sobre futebol profissional. O acesso à API, permitido para fins acadêmicos, foi realizado mediante cadastro e seguiu termos de uso. A API forneceu estatísticas detalhadas de partidas, métricas de jogadores e informações contextuais de equipes, em formato JSON. A coleta foi executada por requisições HTTP automatizadas em Python, respeitando os limites da API. Os dados são públicos e agregados, sem informações pessoais privadas.
O dataset abrangeu dados de jogos das seis principais ligas europeias (Premier League, La Liga, Serie A, Bundesliga, Ligue 1 e Primeira Liga) das temporadas de 2018 a 2024. Foram contabilizados 14809 jogos, 564593 estatísticas de jogadores e 29410 estatísticas de times. As informações de jogadores incluíram idade, nacionalidade, posição, minutos jogados, gols, assistências, finalizações, passes, métricas defensivas e indicadores disciplinares.
A preparação dos dados utilizou Python com bibliotecas como `requests`, `pyspark` e `pandas`. Aplicaram-se tratamento, limpeza e padronização, removendo registros inconsistentes, tratando valores ausentes e padronizando variáveis numéricas. Dados de jogadores foram divididos pelos minutos jogados para avaliar a efetividade; variáveis de times foram calculadas como médias. Jogadores com menos de 300 minutos em campo e goleiros foram excluídos para reduzir a influência de observações com baixa representatividade e devido às características únicas da posição.
A padronização dos dados foi realizada por meio do StandardScaler, que assegurou que todas as características apresentassem média zero e variância unitária, garantindo que variáveis com diferentes escalas não influenciassem os modelos baseados em distância, como K-Nearest Neighbors (KNN) e Support Vector Machine (SVC), mantendo a consistência no pipeline de modelagem.
Para o agrupamento dos dados, utilizou-se a biblioteca Scikit-learn para treinar e aplicar o algoritmo K-means. Foram testados de dois a dez números de clusters, e o número de grupos finais foi determinado por avaliação visual do método de Elbow e pelo coeficiente de Silhueta. Os grupos de jogadores foram calculados para cada setor do campo, diferenciando-se em defensores (D), meio-campistas (M) e atacantes (F).
Para a avaliação comparativa dos atletas, desenvolveu-se um sistema de ranqueamento (score) baseado em múltiplas métricas de desempenho. Os dados foram segmentados por posição, temporada, cluster e liga. Métricas específicas, como eficiência de passes, capacidade de drible e desempenho em duelos, foram definidas. Rankings foram construídos utilizando a função de ordenação densa (dense rank) dentro de cada partição. Os jogadores foram classificados por minutos jogados, avaliação geral (rating), métricas ofensivas e defensivas. O score agregado foi definido subtraindo-se as posições obtidas nos rankings de um valor constante.
Para prever o sucesso de transferências, desenvolveu-se uma abordagem baseada na comparação de múltiplos algoritmos de classificação supervisionada. O sucesso de uma transferência foi definido pela participação do jogador em pelo menos 50% das partidas na temporada seguinte à mudança de equipe. Os dados foram divididos em conjuntos de treino e teste (75% e 25%, respectivamente), com semente fixa para reprodutibilidade. A técnica de oversampling SMOTE foi aplicada no conjunto de treino para gerar exemplos sintéticos da classe minoritária.
Foram avaliados algoritmos como K-Nearest Neighbors (KNN), Support Vector Machine (SVM), Random Forest, Gradient Boosting, Extreme Gradient Boosting (XGBoost), Gaussian Naive Bayes e um modelo baseline (Dummy Classifier). A otimização de hiperparâmetros para cada modelo foi realizada utilizando Randomized Search com validação cruzada de cinco folds. A avaliação final dos modelos foi conduzida com base na acurácia no conjunto de teste.
3. Resultados e Discussão
A aplicação do modelo analítico desenvolvido revelou insights significativos sobre a avaliação e seleção de jogadores no futebol profissional, demonstrando a capacidade de integrar diferentes técnicas de aprendizado de máquina para apoiar a tomada de decisão. Os resultados iniciais da pesquisa indicaram que a segmentação de jogadores em grupos taticamente homogêneos, a avaliação multicritério e a modelagem preditiva de sucesso em transferências oferecem uma abordagem mais robusta e menos subjetiva do que os métodos tradicionais. Essa integração permitiu uma análise aprofundada do desempenho individual dos atletas e do contexto das equipes, fornecendo recomendações fundamentadas em dados históricos.
Cluster
A aplicação do algoritmo K-means para a clusterização dos jogadores, com a definição de quatro grupos (k=4) para cada posição, foi realizada com base em métricas normalizadas por minuto de jogo. A escolha do número de clusters foi guiada pela avaliação visual do método de Elbow, que busca um equilíbrio entre a menor variação de inércia e o número de grupos, e pelo coeficiente de Silhueta, que mede o grau de similaridade de uma amostra com seu próprio cluster em comparação com outros. Embora os coeficientes de silhueta obtidos tenham sido relativamente baixos (0,147 para defensores, 0,159 para meio-campistas e 0,165 para atacantes), esses valores ainda indicam uma separação moderada entre os clusters.
Essa separação moderada sugere que, apesar de existirem padrões distintos de comportamento entre os jogadores, há uma zona de sobreposição entre os perfis identificados, o que é um comportamento esperado no contexto do futebol, onde as funções táticas dos atletas frequentemente se sobrepõem. Contudo, a segmentação se mostrou útil para identificar tendências e agrupar jogadores com características semelhantes, permitindo uma comparação mais coerente dentro de um mesmo contexto de posição em campo. Os clusters, mesmo com valores de silhueta abaixo do ideal, fornecem uma estrutura interpretável e aplicável ao problema de recrutamento, evidenciando variações relevantes no comportamento tático dos atletas.
A análise dos clusters revelou perfis táticos específicos que transcendem a simples classificação por posição. Para os defensores, identificaram-se quatro perfis: o “Defensor equilibrado”, com participação moderada em passes, duelos e ações defensivas; o “Defensor conservador”, com baixa participação ofensiva e menor volume de ações; o “Defensor agressivo”, com alto envolvimento em duelos e dribles, apresentando um perfil mais combativo; e o “Defensor construtor”, com alto volume de passes e forte participação na construção de jogo. Essa distinção demonstra a capacidade do modelo em capturar nuances táticas que a posição formal não revelaria.
Entre os atacantes, também foram identificados quatro perfis distintos. O “Atacante intenso” se caracteriza por alto volume de duelos, dribles e faltas, com um perfil físico e participativo. O “Atacante equilibrado” apresenta participação moderada em todas as métricas. O “Atacante finalizador” foca em gols, com alto número de finalizações por minuto. Por fim, o “Atacante de apoio” exibe menor volume ofensivo direto, com uma atuação mais complementar à equipe. Esses perfis permitem aos clubes buscar atletas que se encaixem em necessidades táticas específicas, em vez de se limitar a uma avaliação genérica baseada apenas na posição.
Para os meio-campistas, a clusterização também gerou quatro perfis. O “Meia ofensivo” mostra alto envolvimento em duelos e dribles, com contribuição ofensiva relevante. O “Meia avançado” tem maior frequência de finalizações e presença ofensiva elevada. O “Meia construtor” se destaca pelo alto volume de passes e ações defensivas, atuando como organizador de jogo. O “Meia equilibrado” apresenta um perfil intermediário entre ataque e defesa. Essa granularidade na identificação de perfis táticos corrobora os achados de Akhanli e Hennig (2022), que destacam a importância da segmentação de jogadores com base em dados de desempenho para formar grupos mais homogêneos, superando as limitações da classificação simples por posição em campo.
Os resultados obtidos reforçam o argumento de Bialkowski et al. (2014), que aponta que jogadores podem desempenhar funções táticas diversas da posição formal registrada. Isso torna as análises baseadas exclusivamente na posição insuficientes para capturar a complexidade do jogo. A utilização da clusterização, portanto, permite uma análise mais robusta dos jogadores, segmentando os atletas em grupos taticamente homogêneos e possibilitando comparações mais coerentes, o que é fundamental para um recrutamento eficaz e alinhado às necessidades táticas de um clube.
Score
O sistema de ranqueamento baseado em múltiplas métricas de desempenho, denominado score, foi desenvolvido para avaliar comparativamente os atletas dentro de seus respectivos contextos. A análise de correlação entre o score e as variáveis de desempenho na temporada de 2022 indicou que não há uma forte associação entre o score e nenhuma métrica individual isolada. Por exemplo, o rating, uma avaliação média dos jogadores, apresentou uma correlação positiva baixa de 0,18 com o score, sugerindo que o score não se limita a reproduzir essa avaliação média, mas incorpora outras dimensões.
Observou-se que diversas métricas apresentaram correlação negativa com o score, como dribles (-0,32), duelos (-0,31) e faltas (-0,31). Isso indica que maiores valores nessas variáveis não necessariamente implicam maior similaridade com o perfil analisado pelo score. Esse resultado reforça a natureza relativa do modelo, que avalia a proximidade entre jogadores considerando múltiplas dimensões simultaneamente, em vez de buscar a maximização isolada de indicadores específicos. A correlação praticamente nula com o número total de jogos (0,01) sugere que o score não é influenciado diretamente pelo volume de partidas, indicando que o modelo não apresenta viés relacionado ao tempo de exposição dos atletas.
A aplicação do score em jogadores do Real Madrid na temporada de 2022 evidenciou a capacidade do modelo em identificar atletas com alto desempenho relativo dentro de seus respectivos contextos. Jogadores como Karim Benzema e Federico Valverde apresentaram elevados percentis de score e rating, indicando consistência entre a avaliação tradicional e a métrica proposta. Contudo, observou-se que alguns atletas apresentaram alto rating, mas um score inferior, evidenciando que o modelo captura múltiplas dimensões de desempenho e não apenas a avaliação média.
Esses resultados demonstram que o score representa uma medida multidimensional, não podendo ser explicado por nenhuma variável isolada, o que é consistente com a proposta de abordagem multicritério adotada no estudo. Na prática, essa característica permite identificar jogadores com desempenho equilibrado em diferentes dimensões do jogo, evitando a supervalorização de atletas que se destacam apenas em métricas específicas. Dessa forma, o score se mostra uma ferramenta adequada para apoiar decisões em contextos multicritério, alinhando-se à abordagem de Decroos e Davis (2019), que utilizam vetores de jogadores para representar estilos de jogo considerando múltiplas dimensões simultaneamente.
Diferentemente de outras abordagens que utilizam dados espaciais de eventos, este trabalho emprega métricas de desempenho agregadas por partida, o que amplia sua aplicabilidade para bases de dados mais acessíveis. A baixa correlação do score com métricas individuais isoladas, como dribles e duelos, reforça a ideia de Pappalardo et al. (2019) sobre as limitações das abordagens unidimensionais, que tendem a supervalorizar aspectos específicos do desempenho. Assim, o score contribui para uma avaliação mais completa e equilibrada do perfil do jogador.
Modelo
Para prever o sucesso de transferências de jogadores, foram avaliados diferentes algoritmos de classificação, incluindo K-Nearest Neighbors (KNN), Support Vector Machine (SVC), Random Forest, Gradient Boosting, Extreme Gradient Boosting (XGBoost), Gaussian Naive Bayes e um modelo baseline (Dummy Classifier). A otimização de hiperparâmetros foi realizada utilizando a técnica de Randomized Search com validação cruzada de 5 folds, e a avaliação dos modelos foi conduzida com base na acurácia no conjunto de teste.
Os resultados indicaram que o modelo SVC apresentou o melhor desempenho, com uma acurácia de 0,6371. Em seguida, o KNN obteve 0,6225 e o Random Forest alcançou 0,5907. Os demais modelos apresentaram desempenho inferior, com destaque para o Gaussian Naive Bayes (0,5351) e o Dummy Classifier (0,4020), este último representando uma referência mínima de desempenho. Embora a acurácia de 0,6371 obtida pelo modelo SVC não seja elevada em termos absolutos, ela representa um bom ganho em relação ao modelo baseline, indicando a presença de sinal preditivo nos dados utilizados.
Esse resultado é consistente com a natureza multifatorial do problema, uma vez que o sucesso de transferências depende de múltiplos fatores não observáveis, como a adaptação do atleta ao novo clube, a ocorrência de lesões e aspectos psicológicos. A acurácia moderada reflete a complexidade inerente à predição de desempenho individual em esportes coletivos, conforme destacado por Goes et al. (2021), que apontam os desafios decorrentes da ausência de variáveis contextuais relevantes, como o estilo de jogo da equipe e as condições físicas dos atletas.
A principal contribuição deste trabalho reside na integração de diferentes etapas em um único pipeline analítico. Essa abordagem combina a segmentação tática por clusters, a construção de um score multicritério baseado no perfil de um jogador de referência e a aplicação de um modelo preditivo para avaliar a probabilidade de sucesso das transferências. Diferentemente de estudos que tratam essas etapas de forma isolada, a abordagem proposta oferece um sistema de apoio à decisão mais completo, com potencial de aplicação prática no recrutamento de jogadores, proporcionando uma visão holística e estruturada.
Como limitações do estudo, destaca-se a definição de sucesso de transferência baseada na participação do jogador em pelo menos 50% das partidas na temporada seguinte. Embora esse critério seja uma proxy objetiva de utilização e adaptação, ele não captura integralmente o impacto esportivo do atleta, podendo classificar como bem-sucedidos jogadores com alta participação, mas baixo desempenho, ou desconsiderar atletas pouco utilizados por fatores externos, como lesões. Adicionalmente, o modelo não incorporou variáveis contextuais relevantes, como estilo de jogo das equipes, formação tática, características do treinador e nível dos adversários, fatores que podem influenciar significativamente o desempenho dos jogadores e o sucesso de transferências.
Outra limitação importante refere-se à ausência de variáveis financeiras, como salário, valor de mercado e custo de transferência, que são determinantes no processo real de tomada de decisão dos clubes. A exclusão de jogadores com baixa minutagem, embora necessária para reduzir a variabilidade estatística, pode ter removido atletas com potencial relevante, como jovens em início de carreira ou jogadores que retornavam de lesão. De forma semelhante, a exclusão de goleiros limita a aplicabilidade do modelo a todas as posições em campo. Por fim, as métricas utilizadas foram agregadas e normalizadas por minuto, o que, embora permita comparabilidade, não captura integralmente o contexto das partidas, e a acurácia moderada dos modelos de classificação reflete a complexidade do problema, que envolve fatores não observáveis nos dados disponíveis.
Em síntese, o modelo analítico desenvolvido demonstrou a viabilidade de uma abordagem integrada para o apoio à decisão na seleção de jogadores. A clusterização permitiu a identificação de perfis táticos homogêneos, o score multicritério ofereceu uma avaliação multidimensional do desempenho e o modelo preditivo de SVC estimou a probabilidade de sucesso em transferências. Essa combinação de técnicas de aprendizado de máquina e decisão multicritério oferece uma ferramenta mais estruturada, quantitativa e menos subjetiva para o recrutamento no futebol profissional, apesar das limitações inerentes à complexidade do domínio e à disponibilidade dos dados.
4. Conclusão
O presente estudo buscou desenvolver um modelo analítico de apoio à decisão para a identificação de jogadores compatíveis com as necessidades de um time de futebol, empregando técnicas de aprendizado de máquina baseadas em similaridade estatística. Verificou-se que a aplicação do algoritmo K-means permitiu agrupar jogadores em clusters de funções táticas semelhantes, revelando perfis específicos que transcendem a classificação tradicional por posição em campo. Essa segmentação possibilitou comparações mais homogêneas entre atletas. Adicionalmente, desenvolveu-se um sistema de ranqueamento multicritério, o score, que avaliou o desempenho dos jogadores de forma multidimensional, sem se limitar a métricas isoladas ou ao volume de partidas. Na etapa de modelagem preditiva, o algoritmo Support Vector Machine (SVC) obteve o melhor desempenho, com acurácia de 0,6371, na estimativa da probabilidade de sucesso de transferências. A principal contribuição deste trabalho reside na integração dessas etapas em um pipeline analítico único, oferecendo uma abordagem mais estruturada, quantitativa e menos subjetiva para o recrutamento no futebol profissional.
Contudo, o estudo apresentou algumas limitações, como a definição de sucesso de transferência baseada na participação em pelo menos 50% das partidas, o que não captura integralmente o impacto esportivo ou fatores externos como lesões. Observou-se também a ausência de variáveis contextuais relevantes, como estilo de jogo da equipe e características do treinador, e de variáveis financeiras, que são cruciais na tomada de decisão dos clubes. A exclusão de jogadores com baixa minutagem e de goleiros também restringiu a abrangência da análise. Para estudos futuros, sugere-se a incorporação de métricas avançadas, como expected goals (xG), a inclusão de dados financeiros e contratuais, e a exploração de modelos mais complexos, como redes neurais, para aprimorar a capacidade preditiva do sistema.
Referências Bibliográficas
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Artigo oriundo de Trabalho de Conclusão de Curso da Especialização em Data Science e Analytics do MBA USP/Esalq
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