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Os substitutos Harry Wilson e Rodrigo Muniz surpreenderam os Blues e garantiram a primeira vitória do Fulham fora de casa contra os rivais do oeste de Londres desde 1979.
A derrota deixa o Chelsea, segundo classificado, a quatro pontos do líder Liverpool, que tem dois jogos a menos que os adversários mais próximos, a começar pela visita do Leicester esta quinta-feira.
A vitória eleva o Fulham ao oitavo lugar, empatado em pontos com o campeão Manchester City, e a apenas um ponto do quinto classificado Newcastle, que assim poderá continuar a ambicionar as competições europeias da próxima época.
"É um privilégio dar esta alegria aos nossos adeptos", afirmou o treinador do Fulham, Marco Silva.
"Na segunda parte, a reação foi excelente. Não é por acaso que somos a equipa da Premier League que mais golos marcou com jogadores que saíram do banco", lembrou o treinador português.
O treinador do Chelsea, Enzo Maresca, tem insistido nas últimas semanas que a sua jovem equipa ainda não está preparada para lutar pelo título, apesar da sua boa forma.
Não parecia haver muito a fazer quando Levi Colwill jogou a bola nos pés de Palmer, a cerca de 40 metros de distância. Mas o astro inglês ganhou vida, desviou de Andreas Pereira e passou por Sasa Lukic na entrada da área. Palmer finalizou com tranquilidade, passando a bola por entre as pernas do defesa Issa Diop e entrando no canto da baliza de Bernd Leno.
Foi o 26.º golo de Palmer no campeonato de 2024, batendo o recorde do Chelsea de golos marcados na Premier League num ano civil, estabelecido por Jimmy Floyd Hasselbaink em 2001.
"Estávamos a ganhar durante a maior parte do jogo, mas perder no final é difícil", disse Palmer.
"Na segunda parte perdemos um pouco o controlo. Eles são uma boa equipa de transição e gostam de correr diretamente, fomos apanhados no jogo deles e pagámos o preço", acrescentou o médio inglês.
Palmer quase marcou o segundo golo momentos depois de abrir o marcador, com um remate forte à entrada da área, seguido de um remate rasteiro que foi bem defendido por Leno.
O guarda-redes alemão do Fulham também fez defesas importantes para evitar que Marc Cucurella e Enzo Fernandez aumentassem a vantagem do Chelsea.
Os homens de Marco Silva já ganharam pontos ao Liverpool, Arsenal e Chelsea este mês e as alterações do português viraram a maré a favor dos visitantes. A oito minutos do fim, outro cruzamento do suplente Tom Cairney foi cabeceado por Timothy Castagne e Wilson rematou para o fundo da baliza.
As duas equipas tiveram oportunidades para vencer num final de jogo louco, mas foi o Fulham que aproveitou a sua no minuto 90+5' para conquistar uma vitória histórica. Lukic arrancou do meio-campo e cruzou para Rodrigo Muniz, que bateu com frieza para o fundo da baliza, perante o entusiasmo dos adeptos do Fulham.