Kitabı oxu: «Evaluación fisiológica del deportista»
EVALUACIÓN
FISIOLÓGICA DEL
DEPORTISTA
Canadian Association of Sport Sciences
J. Duncan MacDougall, PhD
McMaster University
Howard A. Wenger, PhD
University of Victoria
Howard J. Green, PhD
University of Waterloo
3a edición
Título original de la obra: Physiological Testing of the High-Performance Athlete. Human Kinetics Books
© Human Kinetics Publishers, Inc.
Taducción: Eduardo Iriarte Goñi
Revisión técnica: Anna Pérez
Director de colección: Jordi Mateo
© 2017, J. Duncan MacDougall
Howard A. Wenfer
Howard J. Green
Editorial Paidotribo
www.paidotribo.com
E-mail: paidotribo@paidotribo.com
4a reimpresión de la 3a edición
ISBN: 978-84-8019-236-4
ISBN EPUB: 978-84-9910-201-6
BIC: MFG
Fotocomposición: Editor Service, S.L.
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ÍNDICE
Prefacio
Colaboradores
Capítulo 1
J. Duncan MacDougall y Howard A. Wenger
El objetivo de la evaluación fisiológica
Beneficios para el deportista
Qué se debe esperar de la evaluación
Evaluación efectiva
Pruebas de laboratorio versus pruebas de campo
Referencias
Capítulo 2
Howard J. Green
¿Qué miden las pruebas?
Determinantes centrales y periféricos del rendimiento
Medición de la fuerza y de la potencia musculares
Medición del potencial de energía
Sumario
Referencias
Capítulo 3
Digby G. Sale
Evaluación de fuerza y potencia
Importancia de la fuerza y la potencia en el rendimiento deportivo
Objetivos de la evaluación de la fuerza y la potencia
Métodos para medir la fuerza y la potencia
Procedimientos recomendados
Análisis e interpretación de los resultados
Sumario
Referencias
Capítulo 4
James S. Thoden
Evaluación de la potencia aeróbica
Potencia aeróbica
Importancia de los programas de evaluación
Consideraciones teóricas sobre la evaluación de la potencia aeróbica
Criterios para los protocolos de evaluación
Protocolos de evaluación recomendados
Sumario
Apéndices
Referencias
Capítulo 5
Claude Bouchard
Albert W. Taylor
Jean-Aimé Simoneau
Serge Dulac
Evaluación de la potencia y capacidad anaeróbicas
Consideraciones básicas aplicadas al rendimiento anaeróbico
Factores determinantes del rendimiento anaeróbico
Pruebas de capacidad y potencia anaeróbicas
Procedimientos de evaluación recomendados
Sumario
Referencias
Capítulo 6
William D. Ross
Michael J. Marfell-Jones
Cineantropometría
Antropometría
Manejo de datos
Somatotipo
Proporcionalidad
Composición corporal
Maduración
Sumario
Agradecimientos
Apéndices
Referencias
Capítulo 7
Cheryl L. Hubley-Kozey
Evaluación de la flexibilidad
Flexibilidad en el fitness y el deporte
Métodos de evaluación utilizados habitualmente
Procedimientos de evaluación recomendados
Interpretación de los resultados
Utilización del flexómetro Leighton: Una técnica modificada
Medición de los movimientos articulares
Sumario
Referencias
Capítulo 8
Richard D. H. Backus
David C. Reíd
Evaluación del estado de salud del deportista
Documentación
Revisiones físicas de preparación
Cuestionario de salud del deportista
Perfil médico
Procedimientos y revisiones médicas complementarias
Circunstancias que descalifican al deportista para tomar parte en una competición
Registro y tratamiento de lesiones
Sumario
Referencias
Cuestionario de salud del deportista
Perfil médico
Capítulo 9
Eric W. Banister
Planificación del rendimiento deportivo de élite
La frecuencia cardíaca y la respuesta al entrenamiento
La unidad de cuantificación: El impulso de entrenamiento
Evaluación del programa de entrenamiento
Sumario
PREFACIO
La primera edición de este libro, publicada como Evaluación fisiológica del deportista de élite, fue desarrollada bajo la supervisión de la Canadian Association of Sport Sciences (con ayuda económica de Sport Canada) como respuesta a la acusación de las autoridades deportivas de que muchos de los programas de evaluación de deportistas no estaban cumpliendo sus objetivos. El Sport Medicine Council of Canada llevó a cabo una inspección en 1980 y confirmó estas críticas demostrando que un número importante de los laboratorios encargados de la evaluación deportiva estaban utilizando métodos asistemáticos e irregulares. El objetivo de esta primera edición consistía en destacar la importancia de desarrollar unos programas de evaluación adecuados y aconsejar pruebas normalizadas y protocolos apropiados para la administración de estas pruebas.
Los avances acerca del conocimiento, tecnología y técnicas de entrenamiento que han tenido lugar desde 1983 han hecho necesaria la revisión de este libro. En esta edición, hay capítulos que se centran en la evaluación de fuerza, flexibilidad, potencia aeróbica y anaeróbica, composición corporal y antropometría. Cada capítulo trata los fundamentos de la evaluación de un componente en concreto, su importancia en los diferentes deportes, las pautas de selección del protocolo de evaluación adecuado, la validez y fiabilidad de los procedimientos de evaluación, las instrucciones para administrar las distintas pruebas y la interpretación de los resultados. Asimismo, hay un capítulo que se ocupa de la evaluación del estado de salud del deportista dirigido a aquellos médicos que crean conveniente planificar los exámenes médicos de los deportistas a su cargo para que coincidan con su evaluación fisiológica. El último capítulo propone un modelo a seguir para la supervisión de la adaptación del deportista al entrenamiento.
Uno de los temas en los que insiste este libro es el de que las pruebas deben ser específicas al deporte que se desea practicar, y, por lo tanto, en muchos casos habrá que hacer variaciones sobre los protocolos propuestos para hacer frente a las necesidades de un deporte en concreto. Este libro está dirigido a científicos que se encargan de la evaluación y supervisión del deportista de alto rendimiento, a directores técnicos de organismos deportivos, entrenadores y deportistas. Asimismo, creemos que, debido a la cantidad de información teórica incluida en cada capítulo, esta edición es un texto de referencia muy aconsejable para cualquier curso dirigido a estudiantes no licenciados sobre fisiología del ejercicio o medición y evaluación.
Los colaboradores son científicos de renombre en sus especialidades respectivas y tienen una experiencia considerable en lo que se refiere a evaluación de deportistas. Queremos agradecer sus esfuerzos, así como el apoyo ofrecido por la Canadian Association of Sport Sciences para la revisión de este libro.
J. D. MacDougall
H. A. Wenger
H. J. Green
COLABORADORES
Richard D. H. Backus, MD
University of Health Services, University of Victoria, Victoria, Sr/to/í Columbia
Eric W. Banister, PhD
Department of Kinesiology, Simon Fraser University, Burnaby, British Columbia
Claude Bouchard, PhD
Department of Physical Education, Lava/ University, Ste-Foy, Quebec
Serge Dulac, PhD
Department of Physical Education, University of Quebec at Trois Rivières, Trois-Rivières, Quebec
Howard J. Green, PhD
Department of Kinesiology, University of Waterloo, Waterloo, Ontario
Cheryl L. Hubley-Kozey, MSc
School of Physiotherapy, Dalhousie University, Halifax, Nova Scotia
J. Duncan MacDougall, PhD
Departments of Physical Education and Medicine, McMaster University, Hamilton, Ontario
Michael J. Marfell-Jones, PhD
Central Institute of Technology, Wellington, New Zealand
David C. Reid, MD
Department of Orthopedic Surgery, University of Alberta, Edmonton, Alberta
William D. Ross, PhD
Department of Kinesiology, Simon Fraser University, Burnaby, Sni/s/i Columbia
Digby G. Sale, PhD
Department of Physical Education, McMaster University, Hamilton, Ontario
Jean-Aimé Simoneau, PhD
Department of Physical Education, Laval University, Ste-Foy, Quebec
Albert W. Taylor, PhD
Faculty of Physical Education, University of Western Ontario, London, Ontario
James S. Thoden, PhD
School of Human Kinetics, University of Ottawa, Ottawa, Ontario
Howard A. Wenger, PhD
School of Physical Education, University of Victoria, Victoria, British Columbia
CAPÍTULO 1
EL OBJETIVO DE LA EVALUACIÓN
FISIOLÓGICA
J. Duncan MacDougall
Howard A. Wenger
El rendimiento superior de los deportistas de hoy en día es el resultado de una compleja combinación de diversos factores. En la Ilustración 1.1 se puede ver un modelo simplificado que resume algunos de estos factores.
Ilustración 1.1 Factores en el rendimiento deportivo.
Es muy posible que el factor más importante a la hora de determinar el potencial de un deportista para destacar en su deporte sea la dotación genética, que incluye, además de las características antropométricas, los rasgos cardiovasculares heredados y las proporciones de los tipos de fibras, la capacidad para mejorar con el entrenamiento (Bouchard, 1986). Otro factor que tiene un profundo efecto sobre el rendimiento es la cantidad e idoneidad del entrenamiento previo a las competiciones. Por último, el rendimiento conseguido por un deportista en un momento dado puede estar condicionado por su estado nutricional y de salud.
El científico deportivo no puede cambiar los factores que vienen determinados por la herencia, sin embargo, puede aconsejar una estrategia de entrenamiento óptima según la dotación genética de cada deportista. El científico deportivo también puede utilizar las pruebas para controlar los progresos. Estos objetivos pueden obtenerse por medio de un programa de pruebas de laboratorio y de campo elegidas y administradas de forma adecuada.
BENEFICIOS PARA EL DEPORTISTA
Un programa de este tipo puede requerir cantidades de dinero y tiempo importantes, lo que hace que nos planteemos la cuestión de si los resultados justifican la inversión. Un programa de evaluación beneficia al entrenador y al deportista en varios aspectos:
1. Un programa de evaluación indica los puntos de un deportista en relación con el deporte que practica y proporciona datos de base para la prescripción de un programa individual de entrenamiento. La mayoría de los deportes y actividades implican a varios componentes fisiológicos. Aunque es relativamente fácil evaluar el rendimiento conjunto del atleta sobre el terreno, suele resultar más complicado apreciar cada uno de los distintos componentes del deportista. En el laboratorio, el científico suele ser capaz de aislar un componente determinado y evaluar de forma objetiva el rendimiento del deportista en esta variable. Los resultados de esta evaluación pueden constituir las bases para prescribir un programa de entrenamiento óptimo que se concentre en aquellas áreas específicas en las que se aprecie una cierta desventaja.
2. Un programa de evaluación proporciona retroalimentación. Comparando los resultados de un deportista en una prueha determinada con sus resultados anteriores se obtienen las bases para evaluar la efectividad del programa intermedio. Además, es posible que el entrenador se encuentre con que un programa que es plenamente efectivo para un deportista no lo es tanto para otro. Los resultados de una prueba válida para la variable en cuestión confirmarán si esto es cierto.
3. Un programa de evaluación proporciona información acerca del estado de salud del deportista. El entrenamiento para la competición de alto nivel es un procedimiento agotador y estresante que puede, en sí mismo, originar problemas de salud. Además, el hecho de que alguien sea un deportista no le asegura inmunidad ante las enfermedades. Algunas medidas especiales (como las que se explican en el capítulo 8), en combinación con ciertas pruebas de rendimiento, pueden dejar al descubierto anomalías que no hayan sido detectadas en una revisión física estándar.
4. Un programa de evaluación es un proceso educativo en el que el deportista adquiere un conocimiento más profundo sobre su cuerpo y sobre el deporte que practica. El proceso de interpretación de los resultados de las pruebas es un medio a través del cual el deportista puede conocer más a fondo los componentes fisiológicos del deporte y sus propias necesidades corporales.
QUÉ SE DEBE ESPERAR DE LA EVALUACIÓN
La evaluación llevada a cabo en el laboratorio debe considerarse como una ayuda para el entrenamiento y no como una herramienta mágica para pronosticar futuros campeones. Tiene limitaciones muy importantes para identificar el talento potencial porque los científicos aún no pueden predecir el grado de potencial para mejorar que posee un deportista. También puede reresentar limitaciones en lo que se refiere a la capacidad del científico deportivo para simular en un laboratorio las exigencias fisiológicas de un deporte. En estos casos, como iremos insistiendo a lo largo de este libro, los resultados de las pruebas tienen un escaso valor práctico.
Asimismo, hay que tener presente que el rendimiento global de cualquier deportista es una combinación de muchos factores diferentes, entre los que la función fisiológica sólo es uno más. Por lo tanto, no sería muy acertado intentar el pronóstico del rendimiento a partir de una sola prueba fisiológica o de un sola batería de pruebas fisiológicas, especialmente en aquellos deportes en los que los componentes técnicos, tácticos y psicológicos puedan relegar la fisiología a un segundo plano. De forma similar, en lo tocante a la selección de deportistas para competir o formar parte de equipos, las pruebas fisiológicas deben limitarse a confirmar la información ya disponible acerca de rendimientos reales y observaciones sobre el terreno.
EVALUACIÓN EFECTIVA
Éstas son las características que conforman un programa de evaluación efectivo:
* Las variables evaluadas son importantes en ese deporte. A pesar de que esta afirmación pueda parecer un tanto obvia, en un pasado reciente no era nada extraño que científico, entrenador y deportista perdieran su tiempo evaluando componentes fisiológicos que tenían muy poco que ver con el deporte en el que estaban interesados o los problemas que éste planteaba. Conocemos un ejemplo en el que la batería.de pruebas utilizada por un afamado laboratorio para evaluar a un grupo de lanzadores (lanzamiento de peso, disco y jabalina) consistía en la medición de la fuerza de presión de la mano, una estimación de la grasa corporal por medio de mediciones de grasa subcutánea y de la potencia aeróbica máxima sobre una cinta ergométrica y de la anaeróbica máxima sobre un ciclo ergómetro con el protocolo de Wingate. Ninguno de los componentes evaluados estaban directamente relacionados con el deporte que practicaban estos deportistas.
* Las pruebas seleccionadas son válidas y fiables. Una prueba es válida cuando mide lo que afirma medir. Es fiable cuando los resultados son consistentes y pueden reproducirse. El científico puede llevar a cabo las pruebas que considere necesarias, pero estas pruebas no serán de mucha ayuda si no tienen la suficiente fiabilidad para reflejar cualquier cambio, por pequeño que sea, que haya experimentado el deportista de élite en un período de tiempo determinado. Del mismo modo, cabe la posibilidad de que una prueba ofrezca resultados fiables pero no tenga la validez necesaria.
* Los protocolos de las pruebas son específicos al deporte. Para que la significación práctica de los resultados de las pruebas sea óptima, el tipo de ejercicio realizado debe ser específico al deporte. Por ejemplo, si se efectúan pruebas a un nadador, una prueba de capacidad aeróbica máxima que utilice un protocolo basado en correr sobre una cinta ergométrica arrojará muy poca luz sobre el estado de entrenamiento del deportista en lo que a natación se refiere. Lo ideal sería evaluar al nadador en su elemento por medio de una «piscina ergométrica». Sin embargo, ya que no todos los científicos tienen acceso a este tipo de aparatos, lo mejor que se puede hacer es evaluar la ejecución simulada de un ejercicio natatorio, como ergometría de brazo, natación con sujeciones o ejercicios sobre un banco de natación. En este tipo de casos, al margen de que los resultados puedan ser fiables en un grado muy alto, la validez se reduce a medida que el patrón de movimiento va diferenciándose del de la natación.
* La prueba debe ser administrada con absoluta rigidez. Una vez se hayan elegido los ejercicios, deben ser realizados de forma constante y coherente. Esto hace necesaria la estandarización de las instrucciones que reciben los deportistas, los procedimientos de práctica o calentamiento, el orden de los ejercicios y el tiempo de recuperación entre un ejercicio y el siguiente, la humedad y temperatura ambientales y los equipos y procedimientos de calibración de los mismos. Asimismo, debe quedar constancia de cualquier variable intradeportiva que pueda afectar a los resultados de la prueba, como la etapa de entrenamiento, el tiempo transcurrido desde la última competición, la hora en relación con las pruebas anteriores, el estado nutricional del deportista y otros factores como el sueño, lesiones o enfermedades, hidratación, medicación y ansiedad.
* Hay que respetar los derechos humanos del deportista. Los criterios éticos a aplicar antes de llevar a cabo una prueba incluyen una explicación completa del objetivo de la prueba y una exposición realista de los riesgos potenciales, tanto físicos como psicológicos, que implica la prueba. Asimismo, debe quedar estipulado que los resultados de las pruebas serán confidenciales (en el Apéndice 4.1 del capítulo 4 hay un modelo de formulario de consentimiento con conocimiento de causa).
* La evaluación debe llevarse a cabo a intervalos regulares. Puesto que uno de los principales objetivos de la evaluación consiste en controlar la efectividad del entrenamiento, las pruebas deben llevarse a cabo siguiendo las distintas etapas del mismo. Es posible que una prueba llevada a cabo de forma aislada (e incluso una prueba anual) tenga un interés potencial para el científico pero no le será de ninguna utilidad al deportista.
* El entrenador y el deportista deben recibir una interpretación directa de los resultados de las pruebas. A pesar de que este último paso es crucial, los científicos tienden a olvidarlo. Hay que comunicar al deportista los resultados de las pruebas con prontitud y en unos términos que tanto él como su entrenador puedan entender. En base a esta información hay que alterar los programas de entrenamiento para incorporar las estrategias adecuadas. Si no se lleva a cabo esta aplicación final, el resto del procedimiento de evaluación no habrá servido de nada.
PRUEBAS DE LABORATORIO VERSUS PRUEBAS DE CAMPO
Para algunos deportes puede ser aconsejable o incluso necesario evaluar a los deportistas por medio de una prueba de campo. Una prueba de laboratorio es una evaluación llevada a cabo en un entorno controlado, y utiliza protocolos y equipos para simular un deporte o actividad. Una prueba de campo es una evaluación realizada mientras el atleta está llevando a cabo un ejercicio en una situación de competición simulada. La medición del consumo máximo de oxígeno (V02máx) de un remero en un ergómetro de remo es una prueba de laboratorio, mientras que la medición del V02máx de un remero mientras está remando sobre el agua durante una carrera simulada es una prueba de campo. De forma similar, una prueba anaeróbica para un jugador de hockey realizada sobre un ergómetro de bicicleta que ofrece los resultados en unidades de trabajo o potencia está considerada como una prueba de laboratorio, mientras que una prueba de la velocidad de patinaje del jugador en una pista determinada (que dé unos resultados en unidades de tiempo o distancia) está considerada como una prueba de campo.
Por regla general, los resultados obtenidos en pruebas de campo no son tan fiables como los obtenidos en pruebas de laboratorio, pero suelen tener mayor validez debido a que son mucho más específicos. Puesto que los científicos no pueden controlar variables como la velocidad del viento, temperatura, humedad y condiciones del campo de juego o de la pista, el rendimiento del atleta varía más en las pruebas de campo. Además, los sistemas “portátiles” de recolección de datos que suelen utilizarse en las pruebas de campo no son tan exactos como los que se utilizan en los laboratorios. Las pruebas de campo son la única alternativa para aquellos deportes que el científico no puede simular de forma efectiva en el laboratorio.
En este libro se describen y estudian diferentes pruebas de campo (por ejemplo, ver la prueba de patinaje sobre hielo de Lariviere y Godbout en el capítulo 5). Estas pruebas no tienen por qué ser menos «científicas» ni estar controladas con menos rigor que otras pruebas de laboratorio más tradicionales. Los resultados obtenidos en una prueba de campo realizada correctamente deben ser complementarios a los conseguidos en una prueba de laboratorio; no hay necesidad de que unos datos reemplacen a otros.
REFERENCIAS
Bouchard, C. (1986). Genetics of aerobic power and capacity. In R. W. Malina & C. Bouchard (Eds.), Sport and human genetics. Champaign, IL: Human Kinetics.
CAPÍTULO 2
¿QUÉ MIDEN LAS PRUEBAS?
Howard J. Green
El interés principal del deporte de alto rendimiento, ya sea lanzamiento de peso, lucha libre, carreras de larga distancia o tiro con arco, es el rendimiento final. Sin embargo, esta respuesta final depende de una serie de factores, cada uno de los cuales puede contribuir al rendimiento en un grado variable. Las pruebas facilitan la medición de factores específicos fundamentales que, se da por supuesto, son importantes en lo que a este rendimiento se refiere. Estos factores, una vez medidos, pueden ser evaluados para desarrollar estrategias de entrenamiento apropiadas que ayuden a superar cualquier tipo de desventaja.
La respuesta de la máquina humana puede ser definida en cantidades físicas como trabajo, potencia y fuerza. La respuesta que se mide depende fundamentalmente de los músculos que participan en la actividad. Sin embargo, ya que los músculos ejercen presión sobre las articulaciones y están implicados diferentes sistemas de palancas y ángulos de articulación, también hay que tener en cuenta los factores mecánicos. Si se quieren hacer extrapolaciones al potencial físico de un músculo o grupo muscular en concreto, hay que identificar y controlar los factores mecánicos.
DETERMINANTES CENTRALES Y PERIFÉRICOS DEL RENDIMIENTO
Las pruebas suelen estar diseñadas para medir una característica fisiológica específica que, se supone, es un determinante principal en el rendimiento de un deporte. Sin embargo, el comportamiento contráctil de un músculo está influido por muchos otros actos y procesos. El mejor modo de entender cómo se selecciona una prueba consiste en comprender la importancia de estos procesos en los distintos tipos de rendimiento.
Puede decirse que la respuesta del sistema muscular viene determinada por dos componentes: un componente central o neural y un componente periférico o muscular. El componente central incluye todos aquellos procesos que toman parte en el reclutamiento y la excitación de la fibra muscular. El tipo de impulso neural a que se ve expuesta la fibra muscular está determinado por la excitación temporal de la motoneurona matriz de la fibra muscular modificada por las distintas ramificaciones del nervio motor y de la unión neuromuscular (Ilustración 2.1). Asimismo, la respuesta de motoneuronas específicas y el grado de reclutamiento del conjunto de motoneuronas vienen determinados por los centros supraespinales y por la retroalimentación refleja a través de los nervios aferentes que van del músculo a la motoneurona. Por consiguiente, la capacidad de un músculo para expresar un comportamiento determinado viene dictada por la orden supraespinal y está determinada por la habilidad de cada uno de estos procesos centrales para transmitir la señal que recibe.
La orden neural, una vez que ha alcanzado la membrana de la fibra muscular, también debe ser traducida a una serie de procesos de excitación y contracción antes de que se haga patente desarrollo de fuerza alguno (Ilustración 2.2). Estos procesos periféricos implican (a) la excitación de la membrana de la fibra muscular (el sarcolema), (b) la conducción del potencial de acción en el sarcolema y hacia el interior de la fibra muscular a través del sistema de túbulos T, (c) el acoplamiento de la excitación del túbulo T con el retículo sarcoplásmico y (d) la emisión de calcio del retículo sarcoplásmico hacia el citosol de la fibra. Después, el calcio se une a la proteína reguladora troponina iniciando un cambio de posición de otra proteína reguladora, la tropomiosina. El efecto final consiste en que los emplazamientos de la actina y la miosina quedan al descubierto, permitiendo la formación de cruce y la generación de fuerza. Como ocurre con los procesos centrales, los procesos periféricos de excitación y contracción deben ser capaces de traducir el modelo de inervación neural de forma adecuada para que la respuesta contráctil coincida con la orden central.
Ilustración 2.1. Procesos centrales implicados en el comportamiento contráctil del músculo: supraespinal (1), retroalimentación aferente (2), motoneurona (3), ramificaciones (4) y unión neuromuscular (5). Nota. De «Discussion: Adaptations of Skeletal Muscle to Physical Activity» de H. J. Green. En Exercise, Fitness, and Health (p. 283) de C. Bouchard, R. J. Shephard, T. Stephens, J. R. Sutton y B. D. McPherson (Eds.), 1990, Champaign, IL: Human Kinetics. Copyright 1990 de Human Kinetics Publishers, Inc. Reimpresión autorizada.
Hay que tener bien presente que los diferentes procesos de excitación y contracción tienen una capacidad funcional finita porque tienen un ritmo de traducción de señales limitado. La capacidad funcional de cada uno de estos procesos viene determinada por una serie de factores que pueden cambiar dependiendo de las circunstancias. Cada proceso de excitación y contracción depende de la energía para realizar el trabajo necesario. Por ejemplo, el trifosfato de adenosina (ATP) es necesario para mantener los gradientes iónicos de sodio y potasio a lo largo del sarcolema para garantizar un potencial de acción. Además, el ATP es imprescindible para la función sarcoplásmica y para la interacción de cruce. A pesar de que los procesos selectivos (por ejemplo, la interacción de la actina y la miosina) necesitan mucha más energía –y por consiguiente más ATP– que otros procesos para el acoplamiento de excitación y contracción, el ATP sigue siendo imprescindible en todos los niveles de la función muscular (Kushmeric, 1983). A partir de esta información, se puede comprender el grado de implicación de los diferentes procesos de contracción muscular en los distintos tipos de pruebas, así como las limitaciones y suposiciones inherentes a toda prueba.
Ilustración 2.2. Procesos periféricos implicados en el comportamiento contráctil muscular: nervio (1), placa motora terminal (2), potencial de acción del sarcolema (3), acoplamiento del túbulo T y el retículo sarcoplásmico (4), emisión de calcio del retículo sarcoplásmico (5), unión del calcio a la troponina (6), formación de cruce (7), disociación de cruce (8) y reacumulación de calcio a través del retículo sarcoplásmico (9). Nota. De «Discussion: Adaptations of Skeletal Muscle to Physical Activity» de H. J. Green. En Exercise, Fitness, and Health (p. 284) de C. Bouchard, R. J. Shephard, T. Stephens, J. R. Sutton y B. D. McPherson (Eds.), 1990, Champaign, IL: Human Kinetics. Copyright 1990 de Human Kinetics Publishers, Inc. Reimpresión autorizada.
MEDICIÓN DE LA FUERZA Y DE LA POTENCIA MUSCULARES
La categoría de pruebas generalmente conocida como pruebas de fuerza se centra en la medición de la capacidad máxima de un músculo o grupo muscular para generar fuerza. Estas pruebas intentan medir una variedad de comportamientos musculares que va desde la capacidad para generar fuerza a altas velocidades a la capacidad para generar fuerza de forma isométrica pasando por la determinación de la potencia máxima (ver capítulo 3). Es esencial reconocer que cada uno de estos comportamientos plantea unos retos específicos a los procesos neurales o centrales y que, por lo tanto, el rendimiento observado en cada uno de ellos viene determinado por diferentes factores.
Por ejemplo, en el nivel periférico, la fuerza isométrica máxima que puede generar una persona está fuertemente influida por el área de la sección transversal del músculo que, a su vez, viene determinada por el número y tamaño de las fibras musculares. La generación de la fuerza isométrica máxima de un músculo debe tener lugar en unas condiciones de activación máxima en las que la excitación del músculo sea suficiente para garantizar una interacción de cruce máxima en todas las miofibrillas, fibras musculares y músculos. Por otra parte, las pruebas que hacen hincapié en la generación de una velocidad máxima a niveles de fuerza bajos dependen de distintos factores. En estos casos no se pone énfasis en aumentar el número de interacciones de actina y miosina, sino en el ritmo al que tienen lugar estas interacciones (Green, 1986). Este ritmo depende de la capacidad muscular tanto para traducir el impulso de excitación de alta frecuencia a través de los distintos procesos de excitación con un tiempo mínimo y para asociar y disociar la actina y la miosina a medida que van rotando repetidamente a través de los sucesivos ciclos de cruce. Uno de los principales determinantes de este tipo de comportamiento es el ritmo al que se puede hidrolizar ATP y liberar energía. Por consiguiente, la enzima implicada en la hidrólisis de ATP en el emplazamiento contráctil, miosina ATPasa, es un determinante primordial del rendimiento.
Desde el punto de vista de los músculos, el rendimiento en actividades que implican variaciones de los grados de velocidad y fuerza depende de la combinación del área de la sección transversal del músculo y del ritmo al que puedan tener lugar la hidrólisis del ATP y la liberación de energía. La importancia particular de cada uno de estos factores depende de la fuerza y velocidad características de la actividad. Por regla general, puesto que las pruebas en estas áreas suelen ser breves, las necesidades de ATP son mínimas y se les puede hacer frente con las reservas musculares locales.
Para que los músculos expresen su potencial de fuerza y potencia deben recibir una orden central apropiada. Una orden voluntaria emitida a través de los centros supraespinales debe aprovechar la contribución de todas las fibras por medio del reclutamiento, de la optimización de la frecuencia de excitación de cada una de las unidades motoras y de la sincronización de los patrones de excitación de las diferentes unidades motoras (Ilustración 2.3).
Ilustración 2.3
Puesto que los protocolos para las pruebas de esta área están aún por estandarizar por medio de la definición de las posiciones del cuerpo y la extremidad para que el rendimiento de un músculo o grupo muscular determinado pueda aislarse y de la definición del ángulo de medición y de la fuerza o velocidad, es necesario un programa neural nuevo o «no aprendido». Esta afirmación tiene dos implicaciones importantes. En primer lugar, el patrón específico de coordinación neural debe ser aprendido debidamente o la tarea no reflejará las capacidades del músculo. En segundo lugar, los rigurosos procedimientos de estandarización que son necesarios para la medición objetiva en esta área garantizan la evaluación de un comportamiento muy específico de la función neuromuscular. Para que este tipo de pruebas sean aplicables al rendimiento deportivo, tendrán que reflejar de la mejor forma posible el modo de empleo del músculo o grupos musculares.
MEDICIÓN DEL POTENCIAL DE ENERGÍA
Las pruebas de potencial de energía están diseñadas para medir las capacidades máximas de las distintas reacciones y vías de abastecimiento de ATP. Para que tenga lugar una contracción muscular, debe disponerse de energía química en forma de ATP. Debido a que el ATP está en el músculo en una concentración muy baja y se reduce muy poco incluso en las contracciones musculares voluntarias más intensas es imprescindible que haya unos mecanismos rigurosamente controlados que vayan regenerando el ATP de forma continua a medida que tienen lugar las contracciones. El diseño general de las pruebas de esta área consiste en crear una situación de rendimiento en la que el abastecimiento de ATP sea llevado a cabo por una sola vía o respuesta metabólicas. El estudio de las distintas vías metabólicas de energía y de su importancia en las diferentes situaciones de rendimiento puede aclarar los fundamentos del uso de unos protocolos de prueba específicos.
Fuentes de energía química
El principal mecanismo de regeneración de ATP implica tres vías y reacciones químicas bien diferenciadas (Åstrand y Rodahl, 1986):
1. Hidrólisis del fosfato de creatina. El fosfato de creatina (CP) es un fosfágeno de alta energía similar al ATP. En el músculo esquelético tiene una concentración que aproximadamente triplica la del ATP. El fosfato de creatina regenera el ATP agotado durante la contracción y es una fuente muy importante de regeneración de ATP durante el inicio del ejercicio intenso, en el que se haya observado una depleción de más de un 80%. Los compuestos de fosfato de alta energía ATP y CP se denominan fuentes de energía anaeróbica aláctica, poniendo énfasis en que no utilizan oxígeno de forma directa (anaeróbica) y en que no forman ácido láctico (aláctica).
El fosfato de creatina tiene una capacidad muy limitada para regenerar grandes cantidades de ATP. Para que los niveles de ATP se mantengan altos, a partir de los primeros segundos de ejercicio intenso deben predominar otras vías metabólicas. Estas vías incluyen los procesos aeróbico (oxidativo) y anaeróbico (glucolítico).
2. Metabolismo aeróbico (oxidativo). La resintetización del ATP a través de procesos aeróbicos implica la combustión de un combustible en la célula muscular en presencia de oxígeno. Este combustible puede venir de fuentes que estén en el músculo (ácidos grasos libres y glucógeno) o fuera del mismo (ácidos grasos libres del tejido adiposo y glucosa del hígado. Para que el metabolismo aeróbico contribuya de forma significativa, tiene que haber un abastecimiento adecuado de oxígeno a la mitocondria de las células musculares. Puesto que el oxígeno viene de la atmósfera, los procesos respiratorio y cardiovascular deben absorber y transportar cantidades de oxígeno importantes. Los productos derivados del metabolismo aeróbico son agua y dióxido de carbono. Mientras que el agua queda parcialmente retenida dentro del cuerpo para ayudar al mantenimiento de la homeostasia, el dióxido de carbono es eliminado y devuelto a la atmósfera.
3. Glucólisis anaeróbica. La resintetización de ATP por medio de la glucólisis anaeróbica implica la transformación de hidrato de carbono (principalmente glucógeno muscular) en ácido láctico. Esta fuente de ATP se denomina anaeróbica láctica porque no utiliza oxígeno y forma ácido láctico. A pesar de que a través de esta vía energética se pueden regenerar grandes cantidades de ATP por unidad de tiempo, los procesos glucolíticos no permiten que una contracción continúe durante un período prolongado. El alto grado de acidosis resultante de la acumulación de ácido láctico, el ritmo rápido de depleción de glucógeno, o ambos, acaban por forzar una reducción de la intensidad de trabajo.
En resumen, la medición del potencial energético de un músculo implica la medición de tres procesos metabólicos diferentes que conforman las bases de la regeneración de ATP en el ejercicio. Estos procesos utilizan mecanismos anaeróbicos (glucolíticos y compuestos de fosfato de alta energía) y aeróbicos (oxígeno).
Hay que hacer una distinción entre la capacidad y la potencia de cada uno de estos sistemas de energía. La cantidad total de ATP producida por un sistema determinado hace referencia a la capacidad de ese sistema. La cantidad máxima de ATP producida por unidad de tiempo se denomina potencia del sistema. En teoría, para llevar a cabo una evaluación exhaustiva del potencial energético de un músculo hay que medir seis componentes. Estos componentes son la capacidad y la potencia de cada uno de los tres procesos del metabolismo energético.
Utilización de los sistemas de energía durante el ejercicio
Los tres sistemas de energía no operan de forma independiente durante el ejercicio sino que trabajan unidos para alterar el suministro de ATP y hacer frente a las necesidades energéticas del músculo. Los tres procesos tienen lugar al mismo tiempo; sin embargo, la proporción de ATP suministrado por medio de cada uno de estos procesos varía de acuerdo con la intensidad y duración del ejercicio (Ilustración 2.4).
En condiciones normales, durante el reposo, la mayor parte del ATP del músculo esquelético se regenera a través de procesos aeróbicos a un ritmo igual al de su utilización. Un aumento rápido de la intensidad del ejercicio se contrarresta por medio de una aceleración del ritmo de generación aláctica de ATP (principalmente CP) y de la glucólisis anaeróbica (generación láctica de ATP) y viene seguido de una aceleración más gradual del metabolismo aeróbico. Si el ritmo de utilización de ATP puede llegar a igualarse al de la regeneración aeróbica, las aportaciones de los otros dos sistemas se verán reducidas de forma proporcional, lo que dará como resultado unos niveles relativamente estables de lactato en el músculo y en el plasma. No obstante, si la intensidad de la actividad es extremadamente alta, los sistemas anaeróbicos seguirán siendo las fuentes principales de ATP porque la capacidad máxima de los procesos aeróbicos para suministrar ATP está muy por debajo de las demandas energéticas del músculo.
Ilustración 2.4. Relaciones secuencial y cuantitativa de los procesos bioquímicos de abastecimiento de energía en el músculo esquelético humano. La duración del ejercicio aparece en escala logarítmica y las respuestas energéticas están calculadas en base a los resultados obtenidos por deportistas de élite en las diferentes actividades escogidas. Nota. De «Energy Stores and Substrate Utilization in Muscle During Exercise» de H. Howald, G. von Glutz y R. Billeter. En The Third International Symposium on Biochemistry of Exercise (pp. 75-86) de F. Landry y W. A. R. Orban (Eds.), 1978, Miami, FL: Symposium Specialists. Reimpresión autorizada por F. Landry.
La aportación de las diversas fuentes de energía durante el período de actividad máxima está representada en la Ilustración 2.4 y en el Cuadro 2.1. A medida que aumenta la duración de la actividad, el rendimiento del músculo y por lo tanto la energía utilizada por el músculo disminuyen con rapidez. Durante períodos de trabajo cortos (de menos de 2 min.), cuando la utilización de ATP es alta, la fuente de energía es principalmente anaeróbica. A medida que se alarga el período de ejercicio, las fuentes aeróbicas aumentan su aportación porque la vía oxidativa ha sido acelerada hasta su potencial máximo y la utilización de energía del músculo se ha reducido de forma significativa.
| Principales sistemas de energía | Tiempos de trabajo | Actividades físicas |
| ATP y CP | Menos de 20 s | Lanzamiento de peso, 100 m lisos, robar una base (béisbol), golpes en golf y tenis, carreras en fútbol americano |
| ATP, CP y glucólisis anaeróbica (ácido láctico) | Entre 30 y 90 s | Esprints de 200-400 m, patinaje de velocidad, 100 m (natación) |
| Glucólisis anaeróbica (ácido láctico) y aeróbica | Entre 90 s y unos minutos | Carrera de 800 m, pruebas de gimnasia, boxeo (asaltos de 3 m), lucha libre (períodos de 2 min) |
| Aeróbica | Más de unos minutos | Fútbol y lacrosse (excepto los porteros), esquí de fondo, maratón, jogging Nota. Adaptación de Fox (1979) |
Cuadro 2.1. Sistemas de abastecimiento de energía en términos de tiempo de rendimiento y actividades físicas
Por lo tanto, la mayor parte de las pruebas que están diseñadas para medir las características del sistema de energía dependen del tiempo. Se da por supuesto que utilizando pruebas de distinta duración se maximiza la aportación de una fuente de energía determinada minimizando el efecto de las otras. Por consiguiente, el rendimiento medido debe reflejar el potencial del sistema de energía en cuestión.
Limitaciones de las pruebas utilizadas para determinar el potencial de energía
Las pruebas que se utilizan para medir el potencial de energía están basadas en protocolos diseñados para maximizar la aportación de una vía determinada para la resintetización de ATP al mismo tiempo que minimiza la aportación de otras vías. Las pruebas de potencia aeróbica pueden estar basadas en los criterios de rendimiento o en una medición directa de la potencia aeróbica. Las pruebas de rendimiento utilizan protocolos en los que el sistema aeróbico aporta más del 90% del ATP utilizado durante la actividad. Por consiguiente, se supone que el trabajo realizado está controlado directamente por el ritmo al que el ATP puede ser regenerado a través de procesos aeróbicos. Por tanto, un individuo que sea capaz de producir una cantidad de trabajo elevada tendrá una potencia aeróbica altísima. Aunque en algunas ocasiones las pruebas de rendimiento para la medición del potencial aeróbico son útiles, no suelen utilizarse para evaluar a deportistas de élite porque existen métodos más directos y exactos. Una medición adecuada de la potencia aeróbica puede llevarse a cabo determinando el 
máx durante una prueba de esfuerzo progresiva en la que se vaya poniendo a prueba de forma progresiva el potencial aeróbico. Este potencial se habrá alcanzado cuando el consujmo de oxígeno () se estabilice mientras el trabajo sigue aumentando. Si, una vez acabada la prueba, el sigue aumentando, la prueba no habrá sido válida porque los procesos implicados en la absorción, el transporte y la utilización de oxígeno no habrán sido puestos a prueba al máximo de sus posibilidades.
Las pruebas de potencia aeróbica suelen depender de la actividad de grupos musculares importantes, como los que se utilizan en natación, ciclismo, carrera y esquí, debido a que estas actividades producen un importante aumento de las necesidades metabólicas globales y llevan a un cambio sustancial de las funciones de los sistemas cardiovascular y respiratorio, los cuales están implicados en el transporte de oxígeno del entorno al tejido que está trabajando. Hay un acuerdo general en cuanto a que el determinante principal del máx es circulatorio, implicando el transporte de oxígeno al músculo (Saltin, 1985). Sin embargo, hay que guardarse muy bien de interpretar esta afirmación de una forma demasiado simplista porque parece ser que los cambios de entrenamiento provocados a nivel del músculo son importantes para aprovechar íntegramente los cambios producidos por el entrenamiento en el sistema cardiovascular (Clausen, 1977). A pesar de que se sospecha que, a este respecto, un aumento de la capilarización muscular resulta importante (Saltin y Gollnick, 1983), por el momento no sabemos con certeza qué adaptaciones adicionales producidas por el entrenamiento podrían contribuir al aumento del máx. Las implicaciones en la evaluación –especialmente en la de deportistas de élite que representan las distintas modalidades deportivas– son evidentes. Es imprescindible que los protocolos sean específicos al deporte, y, por lo tanto, deben representar los grupos musculares utilizados en la actividad.
Conceptualmente, también deberían ser posibles las mediciones de la capacidad aeróbica. Sin embargo, debido a que la capacidad aeróbica se define como la cantidad total de trabajo que puede ser llevada a cabo por el sistema aeróbico, este tipo de mediciones son muy difíciles – si no imposibles– de interpretar. Un enfoque ha sido el de utilizar una medida conocida como umbral anaeróbico para definir la intensidad de ejercicio que, supuestamente, representa el límite al que predominan los procesos aeróbicos. La respuesta de trabajo total realizado a esta intensidad hasta el agotamiento es la medida de la capacidad aeróbica. La dificultad de interpretación estriba en que no se puede determinar la causa del agotamiento.
También pueden estar implicados cada uno de los procesos de excitación y contracción de los músculos. La incapacidad de un músculo para seguir adelante en este tipo de condiciones ha sido atribuida frecuentemente a la depleción de las reservas de glucógeno muscular (Green, 1987). Es posible que la capacidad de suministrar más energía aeróbicamente pueda resultar decisiva para minimizar la dependencia de la utilización de glucógeno muscular. Si las cosas son así, cabe la posibilidad de que la capacidad aeróbica tenga una relación directa con el umbral anaeróbico. Harán falta más investigaciones en este área para desarrollar protocolos con aplicaciones rutinarias.
Las pruebas de potencial anaeróbico (lácticas y alácticas) son específicas al músculo y al tiempo. Ya que estas pruebas pretenden medir las capacidades de los sistemas metabólicos que suministran energía cuando no hay oxígeno, se puede decir que el músculo o músculos evaluados operan en un sistema cerrado, o en un sistema que no depende de las fuentes exteriores de substrato. Las pruebas de potencial anaeróbico suelen realizarse a niveles de rendimiento máximos o muy cercanos al máximo. Los criterios utilizados para aislar los diferentes sistemas de energía anaeróbica que se desea medir se basan en el tiempo. Por consiguiente, mientras que las pruebas de potencial anaeróbico aláctico se realizan en períodos breves (de menos de 20 s), las pruebas de potencial anaeróbico láctico se llevan a cabo durante períodos más prolongados (entre 30 y 60 s). Se considera que la mayor parte del ATP regenerado proviene de las fuentes de energía láctica y aláctica durante sus respectivos períodos.
Estas dos categorías de pruebas anaeróbicas están basadas en criterios de rendimiento: trabajo realizado por unidad de tiempo en las pruebas de potencia anaeróbica y trabajo total realizado en las pruebas de capacidad anaeróbica. Se da por supuesto que el rendimiento observado está limitado por el ATP generado por un sistema de energía determinado. Mientras que en el caso de la potencia aláctica se intenta calcular el ritmo al que el CP puede ser hidrolizado, en el caso de la potencia anaeróbica láctica el objetivo es calcular el ritmo al que el ATP puede ser regenerado por medio de la glucólisis anaeróbica. A pesar de que estas suposiciones resultan muy convenientes, no hay las suficientes pruebas científicas de que las cosas sean así. En el músculo tienen lugar numerosos procesos de excitación y contracción que pueden –aunque no necesariamente– estar limitados por el sistema de energía que, supuestamente, está siendo puesto a prueba (Bigland-Ritchie y Woods, 1984; Edwards, 1981). Además, estas pruebas suelen ser voluntarias y en muchos casos dependen de unos patrones de coordinación motora muy sofisticados. Se especula con la posibilidad de que el impulso neural sea capaz de poner a prueba con efectividad los procesos específicos de limitación del ritmo en sistemas de energía selectivos, en especial cuando están implicados varios grupos musculares.
Las pruebas de capacidad anaeróbica intentan medir la cantidad total de energía que puede ser obtenida a partir del sistema láctico o del sistema aláctico. En el caso de las pruebas de capacidad alácticas, la teoría defiende que el agotamiento de esta fuente de energía se caracteriza por una depleción del CP, que tiene como resultado una reducción de la energía que puede ser generada porque la regeneración de ATP por unidad de tiempo a través de la glucólisis anaeróbica es menor. De forma similar, las pruebas de capacidad láctica anaeróbica se basan en el principio de que hay un potencial finito más allá del cual el trabajo desciende drásticamente debido a que el sistema aeróbico no puede generar ATP al mismo ritmo. Las pruebas de capacidad aeróbica están, a la larga, asociadas con la fatiga o con la incapacidad para mantener el nivel de producción de energía predeterminado. El inicio y la progresión de la fatiga pueden ser debidos a anomalías tanto centrales como periféricas. En lo que respecta a las anomalías periféricas, pueden estar limitándose diferentes procesos de excitación y contracción. Aún está por determinar si los procesos específicos de limitación del ritmo son debidos a una homeostasis de energía deteriorada a resultas de una reducción en una vía o reacción metabólica determinadas. El reto al que se enfrentan las investigaciones consiste en definir los procesos de limitación del ritmo en el comportamiento contráctil muscular y en explicar el papel de los sistemas metabólicos de energía específicos como determinantes del comportamiento observado.
SUMARIO
La medición de la respuesta de un sistema se puede definir en términos físicos como fuerza, potencia y trabajo. En teoría, cada célula muscular puede clasificarse en una categoría de acuerdo con sus valores específicos en cada uno de estos parámetros fisiológicos. Además, cada célula muscular puede describirse a partir de sus potenciales específicos de energía aeróbica y anaeróbica. No obstante, en la práctica, las mediciones se llevan a cabo en un músculo o grupo muscular determinados que actúan sobre una o dos articulaciones. Por consiguiente, el cálculo de la respuesta física del músculo (y del potencial de energía) también debe tomar en consideración el factor mecánico implicado. En las pruebas que requieren respuestas de fuerza y potencia, la posición corporal y el ángulo de la articulación deben estar rigurosamente estandarizados para que el resultado de la prueba sea una medida del músculo o de los grupos musculares en cuestión.
En este tipo de pruebas, la actividad contráctil del músculo debe ser más bien breve, permitiendo de este modo que la energía sea suministrada exclusivamente por los compuestos de alta energía. Durante el rendimiento voluntario de esta naturaleza, la fuerza, la potencia, o ambas, reflejan la suma de la actividad contráctil muscular durante la prueba. Esta cantidad puede reflejar, además del número de elementos contráctiles en el músculo (fibras musculares), el patrón de reclutamiento neural y el ritmo al que la división del ATP puede suministrar energía.
A pesar de que, en teoría, la medición del potencial de energía debería ser estandarizada para la medición de músculos específicos, por regla general, aún no se ha llevado a cabo esta tarea. Habitualmente, se utilizan grupos musculares (en especial los de locomoción) para evaluar las capacidades aeróbica y anaeróbica. En el caso del sistema aeróbico, se ha utilizado casi exclusivamente la medición de la potencia aeróbica. Este tipo de pruebas se centran en grupos musculares importantes (por ejemplo, los que intervienen en atletismo, ciclismo y natación) y miden directamente la cantidad máxima de oxígeno utilizada por unidad de tiempo (ver capítulo 4).
De forma similar, la medición de las características de la energía aeróbica no ha sido, generalmente, restringida a grupos musculares aislados sino que se ha calculado por medio de pruebas basadas en el rendimiento que implican la coordinación de una serie de músculos y articulaciones. Los resultados obtenidos deben interpretarse de acuerdo con esto.
En conclusión, el cálculo de fuerza, potencia o potencial de energía depende de una cautelosa estandarización de los protocolos de evaluación, que debe estar basada en criterios verificados objetiva y científicamente. Puesto que la mayor parte de estos parámetros son específicos a los músculos, deben interpretarse con cuidado cuando son evaluados en el contexto de la puesta en práctica de un deporte específico. Sin duda alguna, el grado de validez de una prueba dependerá de la capacidad de la misma para simular los movimientos específicos al deporte. El desarrollo de las pruebas debe entenderse como un proceso continuo, y su perfeccionamiento sólo se podrá lograr a través de un diálogo constante entre el científico, el entrenador y el deportista.
REFERENCIAS
Åstrand, P. O., y Rodhal, K. (1986). Textbook of work physiology. New York: McGraw-Hill.
Bigland-Ritchie, B., & Woods, J. J. (1984). Changes in muscle contractile properties and neural control during human muscular fatigue. Muscle and Nerve, 7, 691-699.
Clausen, J. P. (1977). Effect of physical training on cardiovascular adjustments to exercise in man. Physiological Review, 57, 779-815.
Edwards, R. H. T. (1981). Human muscle function and fatigue. In R. Porter & J. Whelan (Eds.), Human muscle and fatigue: Physiolgical mechanisms (pp. 1-18). London: Pitman Medical.
Fox, E. L. (1979). Sports physiology. Philadelphia: Saunders.
Green, H. J. (1986). Muscle power: Fibre type recruitment, metabolism and fatigue. In N. L. Jones, N. McCartney, & A. J. McComas (Eds.), Human muscle power (pp. 65-79). Champaign, IL: Human Kinetics.
Green, H. J. (1987). Neuromuscular aspects of fatigue. Canadian Journal of Sport Sciences, 12 (Suppl.), 75-195.
Howald, H., vonGlutz, G., y Billeter, R. (1978). Energy stores and substrate utilization in muscle during exercise. In F. Landry & W. A. R. Orban (Eds.), The Third International Symposium on Biochemistry of Exercise (pp. 75-86). Miami, FL: Symposium Specialists.
Kushmerick, M. J. (1983). Energetics of muscle contraction. In L. O. Peachey (Ed.), Handbook of Physiology: Skeletal muscle (pp. 189-236). Baltimore: Williams and Wilkins.
Saltin, B. (1985). Hemodynamic adaptations to exercise. American Journal of Cardiology, 55, 420-470.
Saltin, B., yGollnick, P. D. (1983). Skeletal muscle adaptability: significance for metabolism and performance. In L. O. Peachey (Ed.), Handbook of physiology : Skeletal muscle (pp. 555-631). Baltimore: Williams and Wilkins.
CAPÍTULO 3
EVALUACIÓN DE LA FUERZA
Y LA POTENCIA
Digby G. Sale
La aplicabilidad e importancia relativa de la fuerza y la potencia a la hora de practicar un deporte varían enormemente de unas actividades a otras. En deportes como el levantamiento de pesas y actividades como el lanzamiento, el salto y los esprints en pista, la fuerza y la potencia son factores dominantes (una vez se ha adquirido la técnica). En deportes que se basan en la destreza (por ejemplo, tiro con pistola) y en modalidades de resistencia (por ejemplo, maratón, esquí de fondo, pruebas de natación de larga duración) la fuerza y la potencia no tienen tanta importancia. En este capítulo, estudiamos los métodos, objetivos y procedimientos para la evaluación de la fuerza y la potencia.
Fuerza suele definirse como la máxima intensidad de torque desarrollada durante una contracción voluntaria máxima (CVM) en unas condiciones determinadas (por ejemplo, tipo de contracción y velocidad). Las unidades del SI (Système International d’Unités o Sistema Internacional de Unidades) para fuerza y torque son, respectivamente, el newton (N) y el newton por metro (N•m).
Potencia (P) se define como el ritmo temporal (t) al que se realiza el trabajo mecánico (W); por lo tanto, P = W/t, o W•t-1. La potencia también puede expresarse como el producto de fuerza (F) y velocidad (v); por consiguiente, P = F x v. La unidad del SI para energía es el vatio (W). Una potencia de 1.0 W se producirá cuando se haya llevado a cabo un trabajo a un ritmo de un julio por segundo (J·s-1), lo que es igual a una fuerza de 1.0 N actuando a una velocidad de 1.0 m·s-1 (o a un torque de 1.0 N·m actuando a una velocidad de 1 rad·s-1). En la sección de unidades de medida hay más información sobre las unidades de medida que acabamos de citar.
IMPORTANCIA DE LA FUERZA Y LA POTENCIA EN EL RENDIMIENTO DEPORTIVO
En la mayor parte de las actividades (por ejemplo, deportes de equipo, natación, remo y piragüismo), la fuerza y la potencia son tan importantes como la resistencia (ver capítulos 4 y 5). En estas actividades, sólo se puede determinar la importancia relativa de la fuerza y la resistencia por medio de la investigación; de hecho, uno de los objetivos de la evaluación de la fuerza y la resistencia puede ser la determinación de la importancia relativa en el rendimiento en un deporte determinado (ver «Objetivos de la evaluación de fuerza y potencia»). Por ejemplo, en un grupo de nadadores de competición, se midió la potencia máxima en un banco de natación cuasi-isocinético y después se puso en correlación con la velocidad de natación. Las correlaciones entre la potencia y la velocidad de natación resultaron ser de 0.90 (ver Ilustración 3.1), 0.86, 0.85 y 0.76 en las distancias de 25, 100, 200 y 500 yardas respectivamente (Sharp, Troup y Costill, 1982). Como cabría esperar, a medida que iba aumentando la distancia, la fuerza perdía importancia, y es de suponer que la resistencia iba siendo más relevante. No obstante, la fuerza resultó ser un factor importante en todas las distancias, y más de la mitad de la variación de velocidad de natación (r2 x 100) quedó justificada por la variación de fuerza específica.
Ilustración 3.1. Correlación (r = 0.90) entre la velocidad de natación en 25 metros y la potencia máxima medida en un dinamómetro isocinético deportivo. Basado en Sharp, Troup y Costill (1982). Consultar el texto para obtener más datos al respecto.
Fuerza y resistencia
Un deportista más fuerte tendrá una resistencia absoluta mayor con cargas pesadas. Por tanto, mientras un deportista con una fuerza máxima de 2.000 N tendría que ser capaz de soportar una carga de 800 N, equivalente a un 40 % del máximo, durante 2 o 3 min, un deportista con una fuerza máxima de 1.000 N sólo debería ser capaz de soportar una carga de 800 N, equivalente al 80 % del máximo, durante 15 o 20 s. Como contraste, cabe la posibilidad de que un deportista más fuerte tenga una resistencia relativa menor (Ilustración 3.2).
De esto se deduce que aumentando la fuerza por medio del entrenamiento debería aumentarse la resistencia absoluta pero cabe la posibilidad de que se reduzca la resistencia relativa (Ilustraciones 3.3 y 3.4). Sin embargo, el entrenamiento de fuerza puede aumentar la resistencia a corto (por ejemplo, tiempo hasta el agotamiento al 100 % del máx en un cicloergómetro o unos cinco minutos; ver Hickson, Rosenkoetter y Brown, 1980) y a largo plazo (por ejemplo, tiempo hasta el agotamiento al 75 % máx, o una hora o más; ver Hickson, Dourak, Gorostiaga, Karowski y Foster, 1988).
Fuerza y velocidad
Unos niveles altos de fuerza y potencia suelen ir asociados con una capacidad mayor para acelerar la propia masa corporal u objetos externos (Berger, 1982). Por ejemplo, hay una correlación entre la fuerza y la velocidad media que puede mantenerse en un esprint de natación de 25 metros (Ilustración 3.1). Por tanto, cabe esperar que el entrenamiento de fuerza aumente la velocidad alcanzada en condiciones similares (Ilustració 3.5). El grado de correlación entre fuerza y velocidad depende de cómo se mida la fuerza. Por ejemplo, cabría esperar que la velocidad de una pelota que acaba de ser chutada guardara una correlación más directa con la fuerza de alta velocidad que con la fuerza isométrica. De forma similar, la correlación entre los aumentos de fuerza por medio del entrenamiento y los incrementos de velocidad depende del grado de especificidad a la velocidad del entrenamiento (Ilustración 3.6).
Ilustración 3.2. Resistencias relativa y absluta. Un individuo tiene el double de fuerza (1.000 N versus 500 N) y bastante más masa muscular que el otro. Dibujo superior: Se pide a cada uno de los individuos que hagan tantas repeticiones como le sea posible al 50% de su fuerza máxima (es decir, la misma carga relative, lo que hace que la prueba mida la resistencia relative). El individuo más débil es capaz de hacer más repeticiones con la misma carga relative, debido, posiblemente, a la relación inversa entre « economía » y masa muscular (ver de Haan y otros, 1988). Ilustración inferior: Cada individuo realiza tantas repeticiones como le sea posible con una carga de 400 N (es decir, la misma carga absoluta, lo que hace que la prueba mida la resistencia absoluta). Esta carga represena el 40% de la fuerza máxima del individuo más fuerte y el 80% de la del individuo más débil. Por consiguiente, el individuo más fuerte es capaz de llevar a cabo más repeticiones.
Ilustración 3.3. Efecto del aumento de fuerza en el rendimiento de resistencia. A medida que aumenta la fuerza máxima con el entrenamiento de fuerza, disminuye la respuesta necesaria para un rendimiento máximo (expresada como un porcentaje de la fuerza máxima). En este ejemplo, se duplicó la fuerza máxima y como consecuencia la respuesta de fuerza necesaria descendió del 50% al 25% de la fuerza máxima. La resistencia debería haber mejorado. Basado en Edington y Edgerton (1996).
OBJETIVOS DE LA EVALUACIÓN DE LA FUERZA Y LA POTENCIA
A continuación vamos a tratar los cuatro objetivos de la evaluación de la fuerza y la potencia. Quiza los objetivos más comunes sean el segundo y el tercero. En el apartado «Interpretación de resultados» se pueden ver ejemplos de éstos. Los objetivos de la evaluación en una situación concreta deben establecerse junto con los entrenadores y deportistas.
1. Establecer la aplicabilidad y la importancia relativa de la fuerza y potencia en el rendimiento. Hay unos pocos deportes para los que la relación de la potencia y la fuerza es más bien dudosa. Asimismo, hay muchos deportes para los que la relación de la potencia y la fuerza es evidente pero su importancia relativa no está tan clara. En aquellos deportes para los que tanto la relación como la importancia relativa de la fuerza y la potencia son evidentes, puede plantearse la duda de cuál es el mejor modo de diseñar un programa de entrenamiento. Es muy posible que utilizando las pruebas adecuadas de fuerza y potencia se resuelvan todas estas dudas.
Ilustración 3.4. Respuestas específicas a los tres programas de entrenamiento de resistencia indicados. Gráfica superior: El entrenamiento con alta sobrecarga y un número de repeticiones relativamente bajo (entre 6 y 8 RM*) resultó más efectivo para aumentar la fuerza. Antes y después del entrenamiento se midió la resistencia absoluta como el número de repeticiones realizadas con 27 kg (equivalente a un 40 % de 1 RM antes del entrenamiento). Gráfica intermedia: El entrenamiento de fuerza (entre 6 y 8 RM) causó un incremento significativo de la resistencia absoluta, confirmando el modelo representado en la Ilustración 3.11. Sin embargo, los dos programas de entrenamiento de resistencia originaron unos aumentos más importantes de la resistencia absoluta. Gráfica inferior: La resistencia relativa (repeticiones al 40% de 1 RM) disminuyó después del entrenamiento de fuerza (entre 6 y 8 RM) pero aumentó con el entrenamiento de resistencia (entre 30 y 40 RM y entre 100 y 150 RM). Basado en Andersen y Kearney (1982).
Ilustración 3.5 Efecto de un entrenamiento específico de fuerza a corto plazo (4 semanas) sobre la velocidad de natación en 25 m. El entrenamiento se llevó a cabo en un aparato específico al deporte. El aumento de potencia del 19 % medido en el aparato de entrenamiento fue asociado con el aumento del 4 % de la velocidad de natación. Basado en Sharp, Troup y Costill (1982).
La relación e importancia relativa de la fuerza y la potencia en el rendimiento pueden establecerse correlacionando los resultados de las pruebas específicas de fuerza y potencia con el rendimiento en el deporte. En la sección «Importancia de la fuerza y la potencia en el rendimiento deportivo» aparecía un ejemplo de este proceso (Ilustración 3.1). Este proceso se puede aplicar con mayor facilidad en deportes de fuerza y resistencia que impliquen una sola habilidad «cerrada» (por ejemplo, remo, natación, atletismo y piragüismo en aguas tranquilas). En deportes que implican varios patrones de habilidad «abiertos» (por ejemplo, rendimiento influido por tácticas, respuesta a las acciones del oponente, etc.) este proceso suele complicarse. Algunos ejemplos de estos deportes son tenis, voleibol y esquí (descenso). En estos deportes, el proceso puede simplificarse correlacionando pruebas de fuerza y potencia con habilidades aisladas y mensurables (por ejemplo, la velocidad de un servicio de tenis o de un mate de voleibol) en vez de con el rendimiento global.
Ilustración 3.6 Especificidad de la velocidad en el entrenamiento de fuerza. Izquierda: El entrenamiento del músculo aductor del pulgar con contracciones isométricas causó un aumento relativamente alto en la fuerza isométrica y en el rendimiento de fuerza a velocidad baja pero no logró incrementar la velocidad de reducción máxima o la fuerza a alta velocidad. Derecha: Como contraste, el entrenamiento dinámico (contracciones concéntricas al esfuerzo máximo con cargas equivalentes al 30 % de la fuerza isométrica máxima) originó un incremento relativamente importante de la velocidad de reducción máxima y fuerza a alta velocidad pero sólo consiguió unos aumentos mínimos de la fuerza a velocidad baja. Esta investigación tuvo la característica única de evocar las contracciones por medio de estímulos eléctricos; como consecuencia, las adaptaciones específicas que aparecen en la gráfica representan adaptaciones específicas en los propios músculos (basado en Duchateau y Hainaut, 1984). Otro estudio sobre el entrenamiento isométrico de los flexores del codo y las contracciones voluntarias en pruebas arrojaron unos resultados similares a los de la ilustración de la izquierda (De Koning, Binkhorst, Vissers y Vos, 1982).
Si este proceso se lleva a cabo con éxito, el entrenador obtendrá unos datos que le permitirán establecer las prioridades a establecer en el entrenamiento de fuerza y potencia. Además, puede obtenerse información muy útil para el diseño del programa de entrenamiento (por ejemplo, patrones de movimiento que puedan ser mejorados o velocidad de entrenamiento).
Hay que hacer hincapié en que el éxito de este proceso y la validez de las conclusiones obtenidas dependen del grado de especificidad de las pruebas de fuerza y potencia. La realización de pruebas poco específicas e irrelevantes puede propiciar la formulación de conclusiones erróneas que podrían tener serios efectos sobre los progresos de los deportistas.
2. Desarrollar el perfil del deportista. Para destacar en algún deporte suelen ser necesarias varias cualidades: fuerza y potencia, potencia aeróbica y anaeróbica, flexibilidad, destreza y juicio. Dentro de un mismo deporte, los deportistas de élite tienen, en relación a estas cualidades, puntos fuertes y débiles (Wilmore y otros, 1976). Una batería de pruebas apropiadas y específicas que midan estas cualidades llevada a cabo por un grupo de deportistas permite la elaboración de un perfil del deportista que el entrenador puede utilizar para modificar el programa global de un deportista de modo que se concentre en sus puntos débiles manteniendo y, si es posible, mejorando sus cualidades más desarrolladas.
3. Controlar el progreso del entrenamiento. El éxito de los programas de fuerza y potencia puede evaluarse a través de pruebas administradas antes y después de los períodos de entrenamiento. En base a los resultados de las pruebas se podrán hacer las alteraciones apropiadas del programa.
El control del progreso del entrenamiento suele ir integrado en el programa de entrenamiento. De este modo, en el entrenamiento con pesas (que sigue siendo el método más común de entrenamiento de fuerza), el progreso se puede controlar sin dificultad alguna registrando los aumentos en el peso utilizado en una serie determinada de repeticiones. Las pruebas complementarias de fuerza llevadas a cabo en el laboratorio pueden aportar datos adicionales muy útiles sobre el progreso del entrenamiento (por ejemplo, si la fuerza ha aumentado más a una velocidad o en un punto determinado de la amplitud de movimiento).
Sin embargo, hay que reconocer que el control de progreso del entrenamiento más sensible y parcial se logra utilizando el mismo modo (equipo y patrones de movimiento) en el entrenamiento y en la evaluación (Sale y MacDougall, 1981). Por consiguiente, a menudo las pruebas de laboratorio no llegan a indicar un progreso tan importante como el que reflejan las pruebas integradas en el programa de entrenamiento. Este problema sólo puede solventarse haciendo que los deportistas se entrenen con el equipo de laboratorio, una solución que, en la mayoría de los casos, es muy poco práctica. El problema de que las pruebas de laboratorio no indiquen los progresos en el entrenamiento puede minimizarse haciendo que los modos de entrenamiento y evaluación sean tan específicos como se pueda al movimiento del deporte.
Una característica de mayor importancia para el entrenador y el deportista es el grado en que el programa de entrenamiento mejora el rendimiento. El nivel de transferencia al rendimiento varía según la importancia relativa y la aplicabilidad de la fuerza y la potencia al rendimiento y del grado de especificidad del entrenamiento. Mientras que un gimnasta que siga un entrenamiento de fuerza isométrica para mejorar su rendimiento en el ejercicio de cruz en las anillas podrá esperar una transferencia de uno a uno del entrenamiento al rendimiento, un nadador que esté llevando a cabo un programa de entrenamiento de fuerza específico sólo podrá esperar un aumento del 1 % en su rendimiento de esprint por cada 5 % de aumento de fuerza medido en el aparato de entrenamiento (Sharp y otros, 1982; ver Ilustración 3.5).
La cuantificación y evaluación de la transferencia del entrenamiento al rendimiento resultan bastante complicadas en deportes que requieren diversas cualidades, especialmente cuando el entrenamiento está dirigido a todas estas cualidades en conjunto. Es posible que poniendo en correlación los cambios en las cualidades con los cambios de rendimiento, los científicos deportivos lleguen a desglosar a qué son debidos el deterioro o la mejora del rendimiento.
Es muy importante que los entrenadores y los atletas tengan presente que ante un programa de entrenamiento puede haber una amplia gama de respuestas. Por ejemplo, un grupo de siete deportistas (mujeres) siguieron un programa de entrenamiento de fuerza durante seis meses. La fuerza aumentó en una media del 35 %, pero el intervalo fluctuaba entre un 15 % y un 53 % (Brown y Wilmore, 1974). Hay varios factores que podrían justificar este intervalo de aumento, como el estado inicial de entrenamiento, el «talento» para mejorar, el estado general de salud y el esfuerzo llevado a cabo por las deportistas. Dar por supuesto que la motivación y la dedicación son los únicos factores que afectan al progreso en el entrenamiento no pasa de ser –a pesar de que a algunos entrenadores les sea más fácil pensarlo así– una simplificación. Por desgracia, suele resultar complicado desglosar las responsabilidades relativas de cada uno de los factores.
4.Controlar la rehabilitación de lesiones. Los deportistas pueden sufrir lesiones que requieran para su recuperación un período de relativa inactividad o incluso de inmovilización de un miembro. Si un deportista dispone de datos anteriores a la lesión sobre fuerza y potencia, podrán cuantificarse la disminución de fuerza debida a la lesión y el desarrollo de la rehabilitación (Nicholas, 1984; Sapega y Nicholas, 1981).
MÉTODOS PARA MEDIR LA FUERZA Y LA POTENCIA
Datos generales sobre los métodos
Más adelante, dedicaremos una sección a los procedimientos específicos. Ahora vamos a exponer algunas consideraciones generales acerca de los diferentes tipos de pruebas.
Levantamiento de pesas
La fuerza de levantamiento de pesos suele medirse como el mayor peso que puede levantarse (una repetición máxima, o 1 RM) en un alcance de movimiento determinado. Los aparatos utilizados en pruebas de levantamiento de pesas pueden ser pesas libres (discos, barras y mancuernas) o máquinas con placas selectorizadas. Estas últimas pueden incluir máquinas que están comercializadas o máquinas diseñadas específicamente para un deporte.
Los calisténicos son un tipo de pruebas de levantamiento de peso. Una prueba consiste en contar el número de repeticiones que pueden realizarse en un ejercicio determinado. Se da por supuesto que las personas más fuertes (es decir, aquellas que tienen una proporción más alta entre fuerza y masa corporal) pueden llevar a cabo más repeticiones.
La potencia también puede medirse por medio de pruebas de levantamiento de pesos. Los aparatos deben llevar el instrumental adecuado para medir el desplazamiento y la duración del levantamiento; asimismo, se puede filmar el levantamiento y determinar la energía analizando la película.
Pruebas isométricas
La fuerza isométrica se mide como la fuerza o torque máximo producido por una contracción isométrica voluntaria máxima. Entre los aparatos de evaluación están los dinamómetros isométricos comercializados y los hechos a medida. Algunos aparatos están diseñados para adoptar distintas posiciones a lo largo del grado de movilidad.
La potencia no puede medirse por medio de una prueba isométrica porque en las contracciones isométricas no se realiza trabajo mecánico alguno (el desplazamiento y por tanto la velocidad son iguales a cero). Sin embargo, se puede medir el ritmo de desarrollo de la fuerza en las contracciones isométricas, lo que permite hacer inferencias sobre la fuerza a alta velocidad y el rendimiento de potencia (Viitasalo, Hakkinen y Komi, 1981).
Pruebas isocinéticas
El término isocinético significa velocidad constante (Hislop y Perrine, 1967; Perrine, 1968). Tanto las contracciones concéntricas como las excéntricas pueden ser isocinéticas. También puede argüirse que las contracciones isométricas son un caso especial de contracciones isocinéticas en las que la velocidad permanece a cero de forma constante. Sin embargo, en la práctica, el término isocinético se aplica a las contracciones concéntricas y excéntricas de velocidad constante y habitualmente a los movimientos de velocidad constante. La velocidad de la contracción y elongación musculares implicadas en estos movimientos no tiene por qué ser constante (Hinson, Smith y Funk, 1979). En este capítulo, contracción isocinética hace referencia a un movimiento de velocidad constante.
Un dinamómetro isocinético permite realizar contracciones isocinéticas a velocidades predeterminadas. Por regla general, en el modo isocinético concéntrico, la extremidad o parte del cuerpo se pone en marcha y después acelera para ajustarse al mecanismo de resistencia del dinamómetro. En el momento del ajuste, la velocidad de las extremidades puede ser superior a la velocidad predeterminada para el dinamómetro, y, dependiendo de las características del dinamómetro, la extremidad puede seguir acelerando durante un período variable después del ajuste. A continuación, la extremidad es decelerada rápidamente por el mecanismo de resistencia a la velocidad predeterminada que permanecerá más o menos constante hasta la fase de deceleración final del movimiento.
A velocidades predeterminadas más altas, se emplea más tiempo en alcanzar la fase isocinética, y esta fase representa una porción, menor del movimiento total. En una investigación, por ejemplo, la fase isocinética resultó ser de un 90 % y un 15 % del movimiento total a velocidades de 50° y 400° por segundo, respectivamente (Ostering, Sawhill, Bates y Hamill, 1982). También puede decirse que isocinético es un término poco apropiado para describir mediciones de alta velocidad en las que la fase isocinética representa una porción tan pequeña del movimiento. Sin embargo, el término se aplica generosamente cuando este tipo de movimientos se realizan en un dinamómetro isocinético.
Un dinamómetro isocinético ofrece resistencia «adaptando», o ajustando con precisión, la fuerza o torque aplicados contra el mecanismo de resistencia, y previniendo de esta forma una aceleración por encima de la velocidad de movimiento estipulada. El primer dinamómetro isocinético fue comercializado por Cybex a finales de la década de los sesenta. Ahora hay en el mercado varios tipos (ver «Equipo de evaluación disponible»). Hasta hace unos años, los dinamómetros isocinéticos que podían comprarse sólo servían para medir la fuerza de contracciones concéntricas. Hoy en día, hay al menos tres dinamómetros que permiten evaluar las contracciones excéntricas.
Una de las mayores ventajas de los dinamómetros isocinéticos es su capacidad para medir con facilidad la potencia, el torque y el trabajo logrados por medio de contracciones realizadas a diferentes velocidades hasta el límite del aparato.
Pruebas isotónicas
El término isotónico significa tensión constante (o fuerza o torque). Este término suele aplicarse al ejercicio de levantar pesos porque el peso (aceleración de la masa debida a la fuerza de la gravedad) es constante a lo largo del alcance de movimiento. Esta aplicación del término es discutible porque la fuerza o torque reales aplicados a un peso no suelen ser constantes mientras es levantada a lo largo del alcance de movimiento. Aceleración y deceleración, así como los cambios de las ventajas mecánicas, propician variaciones de la fuerza aplicada. Un sistema auténticamente isotónico «cede» para evitar que la fuerza o torque determinados de antemano sean sobrepasados, o, lo que es lo mismo, permite la aceleración del movimiento. Los dinamómetros isotónicos están en el mercado.
La evaluación isotónica se puede utilizar para medir la aceleración, velocidad punta, trabajo y potencia logrados con diferentes cargas predeterminadas (fuerza o niveles de torque) hasta el límite del dinamómetro. No hay que olvidar que mientras un sistema isotónico controla la fuerza y mide la velocidad conseguida, un sistema isocinético controla la velocidad y mide la fuerza obtenida. La preferencia de un sistema u otro para la evaluación de deportistas depende de la naturaleza del deporte.
Evaluación con velocidad y resistencia variables controladas
La mayor parte de los patrones de movimiento en los deportes no se realiza en un modo isotónico ni isocinético sino que tanto la fuerza como la velocidad cambian a lo largo de la amplitud de movimiento. El patrón de fuerza y velocidad de un movimiento deportivo específico se puede determinar, por ejemplo, analizando una filmación. Por tanto, es teóricamente posible programar un dinamómetro controlado por un ordenador para que produzca el patrón adecuado de velocidad y resistencia.
Evaluación del ciclo de elongación y contracción
Algunos movimientos deportivos (por ejemplo, salto y lanzamiento) constan de una contracción excéntrica inmediatamente seguida de una contracción concéntrica del mismo grupo muscular (ciclo de elongación y contracción). Es aconsejable tener en cuenta esta condición a la hora de evaluar la fuerza y resistencia. El enfoque más común para este tipo de pruebas consiste en hacer que los deportistas salten de una plataforma de fuerza (por ejemplo, AMTI Biomechanics, Newton, MA) que pueda medir la fuerza, la potencia y el trabajo producidos durante el salto. También se pueden utilizar dinamómetros que tengan tanto el modo de prueba concéntrico como el excéntrico para evaluar el ciclo de elongación y contracción.
Equipo de evaluación disponible
Hoy en día hay en el mercado equipos de levantamiento de pesas de tipos muy diferentes, así como muchas clases de transductores y dinamómetros idóneos para la evaluación isométrica. Como contraste, el número de dinamómetros a la venta que ofrecen modos isotónicos, isocinéticos y de velocidad y resistencia variable controlada son muy escasos. Algunos de ellos aparecen en el cuadro 3.1.
Hay que hacer hincapié en que, en este campo, el desarrollo de nuevos productos y la revisión de los ya existentes se están llevando a cabo con mucha rapidez. Por tanto, los cuadros de información 3.1 y 3.4 se quedarán anticuados muy pronto. Asimismo, puede que hayamos pasado por alto algún equipo que ya esté en el mercado. Es aconsejable investigar a fondo antes de seleccionar un equipo determinado. Para llevar a cabo estas investigaciones hay que consultar a los fabricantes para obtener todo tipo de información sobre novedades y, si es posible, contactar con científicos del deporte que hayan utilizado diferentes equipos. Algunos de los dinamómetros han sido evaluados en base a su validez y fiabilidad (Coyle, Costill y Lesmes, 1979; Farrell y Richards, 1986; Jacobs y Pope, 1986; Mawdsley y Knapik, 1982; Moffroid, Whipple, Hofkosh, Lowman y Thistle, 1969; Murray, 1986; Murray y Harrison, 1986; Ostering, 1986; Ostering y otros., 1982; Thorstensson, Grimby y Karlson, 1976).
a Ariel Dynamics Inc., 22000 Plano Trabuco Rd., Trabuco, CA 92678; (714)586-4113.
b Biodex Corporation, 32 Chichester Ave., PO Box 656, Center Moriches, NY 11934; (516)924-9300.
c Lumex Inc., 2100 Smithtown Ave., Ronkonkoma, NY 11779; (516) 585-9000.
d Med-Ex Diagnostics of Canada Inc., 51 Leeder Ave., Coquitlan, BC V3K 3V5; (604)525-3685.
e Hydra-Gym, 2121 Industrial Blvd., PO Box, Befton, 599, TX 76513; (817) 939-1831. Este aparato no cuenta con un control preciso de velocidad o resistencia; sin embargo, su forma de operar simula fielmente el modo concéntrico isocinético.
f Ver Dynatrac; o Chattecx Corporation, 101 Memorial Dr., PO Box 4287, Chattanooga, TN 37405; (615)870-2281.
g Loredan Biomedical, Inc., 2121-B Second St., Suite 107, PO Box 1154, Davis, CA 95617; (916)758-3622.
h Universal Gym Equipment Inc., 930 27th Ave. SW, PO Box 1270, Cedar Rapids, I A 52406; (319)365-7561 u (800)553-7901.
Cuadro 3.1. Algunos de los dinamómetros para la evaluación de fuerza que están en el mercado
Criterios para seleccionar un método de evaluación
Cuando se está intentado escoger una prueba, hay que tener en cuenta los siguientes factores: especificidad, grado de complicación para la obtención de datos y análisis, y factibilidad.
Especificidad
En toda ocasión, debe intentarse que la evaluación de fuerza y potencia sea específica al deporte. Esta especificidad se puede lograr a distintos niveles.
Grupo muscular. El nivel de especificidad más simple consiste en identificar los grupos musculares implicados en un movimiento deportivo y evaluar los movimientos anatómicos que emplean estos grupos musculares como desplazadores primarios (agonistas). Esto puede llevarse a cabo fácilmente con la mayoría de los dinamómetros comercializados y con los equipos de levantamiento de pesos. La mayor parte de los dinamómetros y algunos equipos de levantamiento de pesos permiten la evaluación de movimientos aislados de una sola articulación.
Cuando se intenta evaluar grupos musculares individuales, es aconsejable medir la fuerza a lo largo del grado de movilidad. El modo de evaluación isocinético es el más indicado para este propósito porque ofrece una resistencia que se ajusta con precisión a la curva de fuerza de cualquier movimiento, en especial cuando la velocidad de movimiento es baja. Además, el modo isocinético se ajusta automáticamente a las variaciones en las curvas de fuerza a causa del género, el entrenamiento y las lesiones.
El modo isométrico permite una evaluación completa del grado de movilidad, pero la evaluación de ángulos múltiples es tediosa, agotadora y lleva mucho tiempo. Algunos equipos de levantamiento de pesos incorporan una leva o sistema de palancas (con mayor o menor éxito) para variar la resistencia a lo largo del alcance de movimiento de acuerdo con la curva de resistencia. Sin embargo, no se pueden ajustar a las variaciones en las curvas de fuerza debidas a los factores anteriormente citados.
El modo isotónico (así como algunos equipos de levantamiento de pesos) es limitado porque la resistencia máxima que se puede fijar es la que se ajusta a la fuerza desarrollada en el punto más débil de la curva de fuerza. Por tanto, no puede evaluarse la máxima capacidad de fuerza a lo largo del grado de movilidad.
Uno de los dinamómetros que están en el mercado (Ariel; ver Cuadro 3.1) permite la programación de cualquier curva de resistencia. Este enfoque no es más aconsejable para la medición de curvas de fuerza que el modo isocinético porque no se ajusta con facilidad a las variaciones en las curvas de fuerza. El valor de este modo de resistencia variable controlada reside en que permite la programación de patrones de resistencia específicos a los patrones de movimiento de los deportes.
Patrón de movimiento y tipo de contracción. Un segundo nivel de especificidad consiste en simular el patrón de movimiento de un deporte tan fielmente como sea posible en una evaluación. La simulación debe incluir el patrón de movimiento anatómico y el tipo de contracción (concéntrica, excéntrica o isométrica). La mayor parte de los dinamómetros comercializados no sirve para evaluar movimientos, comunes en muchos deportes, en los que intervienen más de una articulación. Una excepción a esta regla es la máquina Ariel (ver Cuadro 3.2), que permite la evaluación de movimientos como la sentadilla así como diferentes movimientos de fondos. Además, los nadadores pueden disponer de dinamómetros que evalúan la fuerza y la potencia y son específicos al patrón de movimiento (Sharp y otros, 1982).
También cabe la posibilidad de adaptar algunos dinamómetros para poder llevar a cabo la evaluación de movimientos en los que intervienen más de una articulación. Por ejemplo, el Cybex ha sido adaptado para evaluar la fuerza de la prensa de piernas (extensión de la cadera, extensión de la rodilla y flexión plantar del tobillo) en remeros (Pyke, Minikin, Woodman, Roberts y Wright, 1979; ver también Vandervoort, Sale y Moroz, 1984). Cuando un dinamómetro que ha sido diseñado para evaluar movimientos unilaterales de una sola articulación se adapta para evaluar movimientos bilaterales con varias articulaciones, suele ser conveniente aumentar su límite de torque. Por ejemplo, el Cybex tiene un límite de torque de unos 500 N∙m. Si se adapta para evaluar el movimiento bilateral de prensa de piernas, habrá que aumentar el límite de torque hasta unos 2.000 N∙m. El límite de torque puede aumentarse con un sistema de engranajes (Vandervoort y otros, 1984). Es muy importante determinar si la adaptación planificada de un dinamómetro requiere un aumento de la capacidad de torque porque si el ajuste no se lleva a cabo debidamente el dinamómetro podría resultar dañado. Asimismo, hay que hacer hincapié en que, a pesar de que se puede utilizar un sistema de engranajes para aumentar el límite de torque (y el límite de velocidad pero no ambos al mismo tiempo) de un dinamómetro, no se puede incrementar el límite de potencia. Cuando un sistema de engranajes determinado aumenta el límite de torque en una cierta proporción, el límite de velocidad se ve reducido en la misma proporción (y viceversa).
a Ariel Dynamics ofrece una unidad para movimientos de una sola articulación y otra para movimientos con varias articulaciones. b Límites de velocidad lineal y angular del brazo de palanca de la máquina; las velocidades angulares reales de las articulaciones en los movimientos medidos serán distintas. c Esta unidad tiene capacidad para ser calibrada hasta un límite de torque más elevado. d Biodex ofrece una unidad para la evaluación de movimientos de una sola articulación y otra para la evaluación de movimientos con varias articulaciones.
Cuadro 3.2. Características de los equipos de evaluación que ofrecen métodos de evaluación concéntricos isocinéticos e isométricos
Los equipos de levantamiento de pesos se pueden conseguir con facilidad y sirven para evaluar movimientos multiarticulares. También se puede llevar a cabo una adaptación del equipo (por ejemplo, con un sistema de cables y poleas) para realizar evaluaciones específicas al deporte. Se pueden desarrollar sin mucha dificultad sistemas isométricos que permitan la evaluación de uno o más puntos en un intervalo específico al deporte (Secher, 1975).
Si en la adaptación de una prueba se vuelve a aplicar un patrón de movimiento específico al deporte, también suele incluirse el tipo de contracción apropiado (concéntrico, isométrico o excéntrico). Sin embargo, suele ser difícil reproducir el patrón del ciclo de elongación y contracción (excéntricoconcéntrico) que tiene lugar en algunos movimientos deportivos como el lanzamiento y el salto. Las plataformas de fuerza son efectivas a la hora de evaluar el rendimiento en el salto (Komi, 1984). Es posible que la evaluación de otros movimientos requiera la utilización de un dinamómetro que ofrezca tanto el modo excéntrico como el concéntrico (ver Cuadro 3.1).
Velocidad. Como ya hemos explicado, en el entrenamiento de fuerza hay distintos grados de especificidad de velocidad. Los deportistas de velocidad y potencia obtienen mejores resultados en pruebas de fuerza a alta velocidad que en las de velocidad baja (Gregor, Edgerton, Perrine, Champion y DeBus, 1979; Thorland, Johnson, Cisar, Housh y Tharp, 1987; Thorstensson, Larsson, Tesch y Karlsson, 1977). Por tanto, existe una justificación para el intento de que, en las pruebas, la velocidad de las contracciones sea similar a la del patrón de movimiento en el deporte.
Una limitación de la mayoría de los dinamómetros que ofrecen el modo de contracción isocinético concéntrico es que la velocidad más alta que puede evaluarse es menor a la velocidad específica al deporte o menor a la velocidad máxima que puede lograrse en un momento dado. Por ejemplo, la velocidad máxima de una extensión de pierna sin resistencia es de 700°/s (12 rad·s-1) (Thorstensson, 1976; Thorstensson y otros, 1976). Sólo uno de los dinamómetros isocinéticos que están en el mercado permiten realizar una evaluación hasta este punto máximo. El resto tienen unas velocidades que están entre 210°/s y los 450°/s (entre 3,7 y 7,9 rad·s-1)» lo que supone entre el 30 % y el 65 % de la velocidad máxima de extensión de una pierna sin resistencia (Cuadro 3.2). Esta limitación también es aplicable a los dinamómetros isocinéticos que ofrecen un modo de contracción excéntrico. Por ejemplo, mientras que los flexores de la rodilla se contraen excéntricamente a unos 1.000°/s (articulación de la rodilla) en un esprint, los dinamómetros tienen un límite de unos 200°/s (Cuadro 3.3).
a Hay un modelo disponible con un límite de 400 N∙m b El límite de torque puede ser aumentado a través de un acuerdo con el fabricante.
Cuadro 3.3. Características de los equipos de evaluación que ofrecen el modo de evaluación isocinético excéntrico
Los dinamómetros que ofrecen el modo de evaluación isotónico deben permitir que las pruebas de fuerza y potencia se puedan realizar hasta las máximas velocidades posibles. Mientras que algunos de ellos tienen esta capacidad, otros presentan un límite superior de velocidad (Cuadro 3.4).
a Sin límite superior. b Ariel Dynamics ofrece una unidad para la evaluación de movimientos de una sola articulación y otra para la evaluación de movimientos con varias articulaciones.
Cuadro 3.4. Características de los equipos de evaluación que ofrecen el modo de evaluación isotónico
Los dinamómetros isométricos sólo permiten realizar las pruebas a una velocidad; sin embargo, se puede inferir el rendimiento a alta velocidad a partir de las mediciones del ritmo isométrico de desarrollo de la fuerza. Por ejemplo, un grupo de saltadores de esquí presentó un ritmo isométrico de desarrollo de la fuerza mayor que el de un grupo de sujetos relativamente desentrenados, aunque su fuerza máxima no era superior (Komi, 1984).
Uno de los dinamómetros que están en el mercado (Ariel; ver Cuadro 3.1) permite la programación de distintos patrones de velocidad. A partir del análisis de una filmación se puede establecer un patrón de velocidad específico al deporte y, de acuerdo con él, programar el dinamómetro.
Algo que hay que tener muy en cuenta a la hora de decidir cuál es el mejor enfoque para la evaluación de fuerza y potencia es el patrón de resistencia que se produce en el movimiento deportivo. En algunos movimientos, se encuentra la mayor resistencia al principio del mismo; hay que hacer frente a la inercia de una carga impuesta (un cuerpo externo o la masa corporal). En otros movimientos, el miembro o los miembros pueden acelerar hasta una velocidad considerable antes de encontrar resistencia alguna (por ejemplo, chutar un balón, golpear una pelota de voleibol o dar un puñetazo). El modo isocinético es más apropiado para ofrecer una condición similar a la de este último tipo de movimiento porque el mecanismo de resistencia no queda ajustado hasta que el o los miembros acelerados no alcanzan la velocidad predeterminada. De hecho, a las velocidades más altas en el, así llamado, modo isocinético, la fase isocinética real (velocidad constante) sólo ocupa una proporción muy pequeña del tiempo total de movimiento (Ostering, 1986). Como contraste, el primer tipo de movimiento (es decir, el que se encuentra con la mayor resistencia al principio del movimiento), es más compatible con el modo isotónico o incluso con el de levantamiento de pesos. En la Ilustración 3.7. se resumen estas ideas.
Obtención de datos y análisis
A la hora de seleccionar un método de evaluación hay que tener en cuenta factores como la accesibilidad, rapidez y conveniencia de la preparación de la prueba, la obtención de datos y la presentación. Hoy en día, hay en el mercado dinamómetros (Cuadro 3.1) que ofrecen el análisis computerizado como característica estándar o pueden ser conectados con el ordenador que se desee. Algunos paquetes estándar de análisis computerizado están diseñados para la fisioterapia y el uso clínico y, por consiguiente, es posible que no tengan las características que un científico deportivo podría preferir para evaluar a deportistas. Algunos dinamómetros están controlados por ordenador y permiten la programación de diferentes protocolos de evaluación.
Ilustración 3.7 Entrenamiento de alta velocidad con peso y un aparato isocinético. Dibujo superior: La gráfica muestra la fuerza aplicada a un peso en la extensión de rodilla con una acción balística. Para acelerar el peso habrá que aplicar una fuerza importante al principio. Para cuando, al final del movimiento, se haya alcanzado una velocidad alta, la fuerza aplicada habrá declinado de forma significativa o incluso cesado por completo. Dibujo inferior: A la hora de llevar a cabo contracciones de alta velocidad en un aparato isocinético, la persona que está entrenando debe, en primer lugar, acelerar el miembro para alcanzar e intentar superar la velocidad del aparato antes de que éste empiece a ofrecer resistencia al movimiento. Por tanto, el dispositivo no ofrece ninguna resistencia (aparte de la inercia del brazo de palanca) al principio del movimiento, pero la ofrece hacia el final del mismo.
Factibilidad
Las mejores intenciones para establecer unas características de evaluación óptimas pueden verse truncadas por la inaccesibilidad del equipo apropiado y por el alto coste de los equipos. Dejando a un lado los posibles debates acerca del nivel de especificidad que debería tener la prueba (ver el apartado anterior), resulta caro hacer adaptaciones a los dinamómetros para poder realizar evaluaciones más específicas al deporte; hay que hallar un término medio. Por tanto, no es sorprendente que la mayoría de las evaluaciones de deportistas se lleven a cabo a un primer nivel de especificidad, que es el de movimientos de una sola articulación que impliquen a los grupos musculares apropiados. Por ejemplo, la extensión y flexión de rodilla de muchos deportistas han sido evaluadas en un dinamómetro isocinético común. Para algunos de estos deportistas, habría sido más adecuado medir movimientos como el de agacharse o la prensa de pierna, pero los arreglos no eran factibles.
En comparación con el amplio mercado dirigido a la rehabilitación deportiva, el mercado que ofrece equipos de evaluación o adaptaciones específicas al deporte es escaso. Es muy posible que los nuevos descubrimientos en esta área dependan de la capacidad de los científicos deportivos para convencer a entrenadores, deportistas y autoridades deportivas de la necesidad de hacer adaptaciones específicas (así como de la necesidad de recaudar fondos).
PROCEDIMIENTOS RECOMENDADOS
Levantamiento de pesas
Equipos
Los equipos deben permitir que la evaluación sea específica al patrón de movimiento del deporte. A menudo, los equipos que están en el mercado necesitan modificaciones o hace falta construir aparatos específicos al deporte. El diseño del equipo debe servir para que el deportista realice las contracciones máximas con comodidad y seguridad. La comodidad se logra con un almohadillado apropiado. La seguridad se puede garantizar colocando de forma estratégica unos frenos de seguridad que eviten la posibilidad de que un deportista resulte lesionado por alguna pesa. Si se utilizan pesas libres para la evaluación, es conveniente utilizar soportes, ya sean los que están en el mercado u otros hechos a medida.
Calibración
Es aconsejable mostrar un cierto escepticismo ante los pesos que vienen anunciados en las pesas, tanto en las libres como en las placas de las máquinas de placas selectorizadas. Conviene comprobar las pesas de forma independiente utilizando una escala fiable en el punto de aplicación de fuerza (y, si es necesario, volviendo a etiquetar las pesas). En el caso de las pesas libres, las pesas «Olympic» hechas a máquina suelen ser más fiables que otros modelos fundidos más baratos.
Medición de fuerza
El máximo de una repetición (1 RM), el mayor peso que puede levantarse una vez, es la medida más común de fuerza en el levantamiento de pesas. A pesar de que las repeticiones en el levantamiento de pesas implican la alternancia de fases de contracción concéntricas y excéntricas (Ilustración 3.8), una prueba de levantamiento de pesas es, en la mayoría de los casos, una prueba de fuerza de contracción concéntrica.
Unidades de medida. La unidad de medida apropiada para las pruebas de levantamiento de pesas es el newton (N). Sin embargo, el rendimiento en el levantamiento de pesas se expresa, por convención, en kilogramos (kg), la unidad métrica de masa. Una masa de 1,0 kg pesa 9,8 N (es decir, el peso equivale a la masa multiplicada por la aceleración debida a la gravedad).
Posición. Es imprescindible estandarizar la posición inicial y de movimiento en los movimientos de evaluación. La estandarización reduce al mínimo la variabilidad de los resultados de las pruebas. Por ejemplo, una variación de la posición inicial que tenga lugar en la parte de mayor pendiente de la curva de fuerza ocasionará una variación muy significativa de los resultados. La estandarización suele lograrse designando unos ángulos de articulación determinados como posiciones iniciales. La selección de estos ángulos dependerá del patrón de movimiento del deporte.
Ilustración 3.8 Repetición máxima. Dibujo superior: En los ejercicios de levantamiento de pesas, el término repetición hace referencia a una ejecución del movimiento del ejercicio. Una repetición suele consistir en una fase de contracción concéntrica y otra de contracción excéntrica. En las pruebas de fuerza de levantamiento de pesas, se mide la fuerza de contracción concéntrica. La repetición máxima (RM) se refiere al mayor peso que puede utilizarse en un número determinado de repeticiones. Dibujo inferior: Por definición, 1-RM requiere el empleo del 100 % de la fuerza de 1-RM. Como se puede ver en la ilustración, el peso utilizado para 5-RM y 10-RM corresponde a un porcentaje menor al de 1-RM.
La fuerza de una contracción concéntrica se ve incrementada si va inmediatamente precedida por una contracción excéntrica del mismo grupo muscular (ciclo de extensión y contracción). El incremento depende de la fuerza y la velocidad de la contracción excéntrica. Por consiguiente, si se incluye una fase de contracción excéntrica en el movimiento de evaluación, hay que estandarizar el modo de realización de la contracción excéntrica. Resulta más simple evaluar una contracción concéntrica aislada, pero la especificidad determinará si hay necesidad de incluir una fase excéntrica.
Número de ensayos. A diferencia de las pruebas isocinéticas o isométricas, en las que, después de algunas contracciones submáximas de calentamiento, se puede solicitar la realización de dos o tres contracciones máximas, el 1-RM debe ser «rastreado» con varias series de una repetición que presenten un incremento de peso progresivo. Es primordial que las series de ensayo no sean demasiado numerosas, o el cansancio se verá reflejado en el resultado final. Además, un período de reposo de dos o tres minutos entre los sucesivos ensayos ayudará a minimizar el desarrollo de fatiga. A medida que el deportista y la persona que controla la prueba vayan ganando experiencia con el protocolo de 1 RM, el número de series de ensayo se irá acercando al óptimo (es decir, un número suficiente para que el calentamiento sea correcto sin que se llegue al cansancio).
Instrucciones a los sujetos. El rendimiento en una prueba de levantamiento de pesas es óptimo cuando se lleva a cabo un esfuerzo por realizar las contracciones tan rápida y duramente como sea posible; los sujetos deben recibir instrucciones a este respecto. Si la prueba incluye una fase de contracción excéntrica, la velocidad de la misma tendrá que ser especificada y estandarizada para garantizar la seguridad de la prueba y evitar que la fase excéntrica «contamine» a la fase concéntrica. La estandarización de estas instrucciones y el grado de estímulo ayudan a minimizar la variación en los resultados de las pruebas.
Medición de la potencia y relación entre fuerza y velocidad
Instrumentación. Para medir la fuerza del levantamiento de pesas, se debe incorporar al aparato de evaluación un mecanismo que mida la velocidad de movimiento. Es posible que el enfoque más sencillo sea el de añadir un potenciómetro de desplazamiento al aparato para determinar la velocidad media alcanzada durante el movimiento de prueba. La velocidad media multiplicada por el peso de la masa levantada da como resultado un valor de fuerza. El valor de fuerza real se obtiene multiplicando la velocidad media por la velocidad media real desarrollada durante el levantamiento. La fuerza real puede medirse dotando al aparato de indicadores de esfuerzo o de un acelerómetro. Por ejemplo, los dinamómetros, que ya hemos descrito, con los que se puede medir la fuerza, velocidad y potencia en los movimientos de extensión de la rodilla y de prensa de pierna (Avis, Hoving y Toussaint, 1985; Tihanyi, Apor y Fekete, 1982).
Otro enfoque para examinar la relación entre fuerza y velocidad en el levantamiento de pesas consiste en medir la altura alcanzada en el detente vertical con distintas cargas. Por ejemplo, un grupo de levantadores de pesas llevaron a cabo el detente vertical sobre una plataforma de fuerza con cargas que iban de 0 a 180 kg. La velocidad fue medida como el «tiempo de salto» desde la plataforma. En base a la especificidad, el rendimiento en el detente vertical con la carga más pesada guardaba una relación óptima con el rendimiento en el levantamiento de pesas (Ilustración 3.9).
Protocolos. Se puede elegir entre varios protocolos para medir la potencia. El procedimiento más sencillo consiste en multiplicar 1 RM por la velocidad media alcanzada durante el levantamiento o, si se ha medido la fuerza directamente, multiplicando la fuerza media por la velocidad media. Sin embargo, en la práctica, la variación de velocidad en ejecuciones de 1 RM es muy pequeña; aparte de la obtención de los resultados en unidades de potencia, este procedimiento no presenta ninguna otra ventaja.
Se pueden utilizar enfoques mucho más productivos. La fuerza, la velocidad o ambas pueden medirse con distintos pesos absolutos o relativos (porcentaje de 1 RM). De este modo, se puede determinar una relación entre potencia y velocidad, y fuerza. Este análisis puede centrarse en el intervalo de velocidades más relevante para el rendimiento en un deporte determinado. (Los méritos relativos de las pruebas isocinéticas, isotónicas y de levantamiento de pesas en relación a las mediciones de potencia y fuerza de alta velocidad han sido tratados en una sección anterior.)
Posición. Como ocurre en el caso de la prueba de 1 RM, la estandarización de la posición y la amplitud de movimiento son primordiales. El movimiento de prueba debería consistir en una sola contracción concéntrica para evitar la variabilidad causada por el ciclo de extensión y contracción. También es válido el argumento de que este principio no tiene por qué respetarse si el movimiento deportivo implica el ciclo de extensión y contracción. Ésta es una razón de peso; sin embargo, hay que asegurarse debidamente de que el equipo presenta las medidas de seguridad necesarias. El reto está en diseñar un aparato que permita la libre aplicación del ciclo de extensión y contracción, y cuente con frenos de seguridad para prevenir lesiones (Avis y otros, 1985; Pertuzon y Bouisset, 1973). En una sección posterior de este capítulo trataremos el ciclo de extensión y contracción.
Ilustración 3.9. Correlación entre el rendimiento de levantamiento de pesas (seguido y tirón) y el rendimiento en el detente vertical con distintas cargas. En base a la especificidad, la correlación más alta se observaba en el detente vertical con la carga más pesada. En el levantamiento de arrancada (que no aparece en la ilustración), se observaba la correlación más alta con una carga de detente vertical de 100 kg debido a la naturaleza más «explosiva» de este levantamiento. Las correlaciones entre el rendimiento de levantamiento de pesas y los saltos de contramaniobra con distintas cargas (tampoco aparecen en la ilustración) arrojaron el mismo modelo de resultados. Basado en Hakkimen, Komi, y Kauhanen (1986).
Número de ensayos. Después de algunos ensayos de calentamiento, el sujeto debe realizar dos o tres esfuerzos máximos con cada carga.
Instrucciones. Los sujetos deben tener bien claro que las contracciones deben ser tan rápidas y enérgicas como les sea posible. Instrucciones como «acelera» y «explota» pueden ayudarles a entender mejor lo que tienen que hacer.
Pruebas isométricas
Equipos e instrumental
En la mayoría de los casos, hace falta construir una estructura que permita evaluar el patrón específico al movimiento del deporte (Avis y otros, 1985; Secher, 1975). Después, hay que equipar la estructura con un transductor de fuerza (célula de fuerza) de los que están en el mercado o con indicadores de esfuerzo. El aparato de lectura puede ser un osciloscopio o una registradora gráfica de alta precisión. El análisis por ordenador de la señal de fuerza o torque es cada vez más común (Viitasalo, Saukkonen y Komi, 1980) y puede proporcionar, en forma de gráfico o impresos, los valores máximos de fuerza o torque y los valores relacionados con el ritmo de desarrollo de la fuerza.
Calibración
Los dinamómetros isométricos se calibran con pesas conocidas. Es necesario realizar la calibración a lo largo del intervalo de trabajo del instrumento. La calibración sistemática durante un período ayudará a establecer la estabilidad del sistema e indicará cuál es la frecuencia de calibración ideal. Es aconsejable realizar una calibración antes de cada sesión de evaluación, en especial cuando haya pasado mucho tiempo entre una sesión y la siguiente.
Medición de fuerza
Fuerza o torque máximos. La fuerza se mide como la fuerza máxima (newtons, o N) o como el torque (momento de torsión) máximo (newton por metro, o N∙m) desarrollados durante una contracción voluntaria máxima (Ilustración 3.10).
Ilustración 3.10. Medición del ritmo de desarrollo de fuerza (RFD del inglés Rate of Force Development). Dibujo superior: El RFD se mide como el tiempo transcurrido del 10 % al 30 %, 60 % y 90 % de la fuerza máxima (PF del inglés Peak Force). Los límites del 10 % y 90 % se han establecido para evitar las dificultades que representa el determinar el punto de arranque y el punto en el que se alcanza una PF del 100 % (en el texto hay más datos al respecto). Dibujo inferior: El RDF absoluto se mide como el tiempo transcurrido desde una fuerza absoluta de 100 N a fuerzas de 500,1.500 y 2.500 N. El máximo RDF (ver flecha) se determina a través de un análisis por ordenador de la señal fuerza-tiempo y tiene lugar a un 30 % de la PF (Viitasalo, Saukkonen y Komi, 1980). Protocolos basados en Hakkinen, Alen y Komi (1984).
Duración de la contracción. La contracción realizada en la prueba debe ser lo suficientemente larga como para que el sujeto tenga tiempo de alcanzar una fuerza máxima. El tiempo necesario para alcanzar la fuerza máxima depende, por ejemplo, de la adaptabilidad del programa de evaluación isométrica, el movimiento evaluado, las características de los sujetos y las instrucciones que reciban para realizar las contracciones. Por regla general, cualquier sujeto puede alcanzar la fuerza máxima con contracciones de 5 s (Hood y Forward, 1965; Murray, Baldwin, Gardner, Sepic y Downs, 1977; Schenck y Forward, 1965). Por consiguiente, los protocolos de evaluación incluyen contracciones que duran entre 2 y 5 s (Andersen y Henckel, 1987; Haffajee, Moritz y Svantesson, 1972; Schenck y Forward, 1965; Waters, Perry, McDaniels y House, 1974). Hay que tener en cuenta que, aunque es posible que hagan falta hasta 5 s para alcanzar la fuerza máxima, a menudo se obtiene un 90 % de la fuerza máxima en menos de 2 s (Hakkinen, Alen y Komi, 1985). De forma similar, una vez alcanzada la fuerza máxima, sólo se puede mantener durante 1 s como máximo (Hislop, 1963; Murray y otros, 1977).
Posición. Estandarizar la posición corporal es absolutamente necesario. En la evaluación de una sola articulación, hay que estandarizar el ángulo de articulación del movimiento de prueba y los ángulos de articulación de las partes del cuerpo adyacentes (Clarke, 1956; Clarke, Elkins, Martin y Wakim, 1950; Houtz, Lebow y Beyer, 1957; Lunnen, Yack y Le Veau, 1981; Mendier, 1967). Por ejemplo, en una prueba de fuerza de flexión de la rodilla hay que estandarizar el ángulo de articulación de la rodilla (Ilustración 3.11) porque la fuerza puede variar de forma significativa a lo largo del grado de movilidad. En la práctica, se selecciona un ángulo de articulación que esté en la parte superior de la curva de fuerza o muy cerca de ésta (ángulo de articulación de 165° en la Ilustración 3.11). Cuando la parte superior es «roma», como en la Ilustración 3.11, se da la ventaja de que los pequeños errores a la hora de fijar el ángulo de articulación no originan variaciones importantes en la respuesta de fuerza o de torque. Por el contrario, si se selecciona un ángulo de articulación en la parte más inclinada de la curva de fuerza (por ejemplo, 100°), cualquier pequeño error en el posicionamiento de la articulación puede ocasionar importantes variaciones en la respuesta de fuerza. El torque de flexión de la rodilla también se ve afectado por el ángulo de la cadera (Houtz y otros, 1957; Lunnen y otros, 1981) dependiendo de si el sujeto está en decúbito prono (como en la Ilustración 3.11) o en decúbito supino (Houtz y otros, 1957), y de si se utiliza una sujeción manual (Ilustración 3.11) o correas de sujeción (Houtz y otros, 1957). Estas variaciones afectan tanto a la fuerza absoluta como a la forma de la curva de fuerza (Houtz y otros, 1957). La posición óptima para los movimientos de prueba de una y de varias articulaciones no es una regla fija; un movimiento puede resultar ideal para un deporte determinado. Sin embargo, está claro que el protocolo escogido tiene que poder reproducirse sin dificultad cada vez que se realice una prueba.
Ilustración 3.11. Curva de fuerza isomètrica. En el dibujo se puede ver la influencia de la posición de la articulación en la fuerza isomètrica de los flexores de la rodilla. La marcada variación de la fuerza al cambiar los ángulos de articulación pone de relieve la importancia de la estandarización de los ángulos de articulación en la medición de fuerza isomètrica. Nota. De H. Harrison Clarke, Muscular Strenght and Endurance in Man, C 1966 (pp. 32, 41). Adaptación autorizada por Prentice Hall, Inc., Englewood Clijfs, New Jersey.
Número de ensayos. En una prueba se suelen hacer dos o tres repeticiones (Murray y otros, 1977; Murray, Gardner, Mollinger y Sepic, 1980), pero en algunos casos se llegan a realizar hasta cinco (Viitasalo y otros, 1980). Otro método utilizado es el de seguir realizando repeticiones hasta alcanzar una estabilización de rendimiento (Tornvall, 1963). Habitualmente, se toma como medida de fuerza la mejor de las repeticiones (Andersen y Henckel, 1987; Haffajee y otros, 1972). Se han utilizado períodos de descanso entre repeticiones que van desde los 15 y 20 s (Tornvall, 1963) hasta los 5 min (Viitasalo y otros, 1980). Los períodos más breves originan cansancio después de dos o tres repeticiones (Hood y Forward, 1965; Schenk y Forward, 1965), por lo que los períodos de descanso de 90 s parecen ser más adecuados (Murray y otros, 1977). Es aconsejable utilizar períodos de descanso de 1 min entre una repetición y la siguiente.
Instrucciones. Las instrucciones que reciba el sujeto acerca de cómo realizar las contracciones pueden influir en los resultados de las pruebas de fuerza isométrica de forma significativa. Por tanto, la orden «tira» facilitará unos resultados diferentes que las instrucciones «levanta lentamente hasta el máximo y mantén la posición» (Kroemer y Howard, 1970). Las instrucciones adecuadas dependen del objetivo de la medición y, quizás, de las características de los aparatos de evaluación. Cuando se busca la fuerza máxima sin tener en cuenta el ritmo de desarrollo de fuerza, se suele aconsejar a los sujetos que eviten los movimientos explosivos (Andersen y Henckel, 1987; Schenk y Forward, 1965). Por el contrario, cuando se mide el desarrollo de fuerza o fuerza máxima, se solicitan contracciones explosivas (a continuación hay más datos a este respecto).
En las contracciones isométricas que duran hasta 5 s, la sensación del sujeto de haber alcanzado la fuerza máxima no suele ser un indicador fiable de que esto haya ocurrido (Hood y Forward, 1965). Cuando el examinador controla la fuerza e indica al sujeto que aumente el esfuerzo hasta que haya alcanzado la fuerza máxima, se suelen conseguir resoltados más consistentes (Hood & Forward, 1965). En cualquier caso, hay que estandarizar las instrucciones utilizadas.
Medición del ritmo de desarrollo de la fuerza
Mediciones. El ritmo de desarrollo de la fuerza (RDF) es una medida del ritmo temporal al que se desarrolla la fuerza o el torque; las unidades son newton por segundo (N∙s-1) y newton por metro por segundo (N∙m∙s-1), respectivamente. El método más evidente para medir el RFD consiste en dividir la fuerza máxima (PF, del inglés Peak Force) obtenida en un registro de fuerza-tiempo (Ilustración 3.10) por el tiempo que se haya tardado en alcanzar la PF. El valor calculado será el RDF medio durante la contracción. Este enfoque tiene al menos cuatro inconvenientes. Primero, es difícil (y por tanto se pueden cometer errores) determinar el preciso instante en el que la fuerza despega de la línea de base. Segundo, si el registro de fuerza muestra una progresión uniforme hacia el máximo como en la Ilustración 3.10, resulta complicado determinar el punto preciso en que se alcanza la PF. Tercero, cerca de la PF suelen aparecer registros de fuerza irregulares (con subidas y bajadas). Por ejemplo, a 800 ms se puede alcanzar de forma consistente una PF del 95 %, sin embargo, el máximo real en un registro irregular puede tener lugar al primer segundo en una contracción y al tercero en la siguiente, ocasionando una variabilidad considerable en el RDF medio. Por último, el cálculo del RDF medio no aporta el RDF máximo «instantáneo» (por ejemplo, durante un intervalo de 5 ms).
Los tres primeros inconvenientes se pueden superar fijando arbitrariamente un punto de partida (por ejemplo, 10 % de la PF) sobre la línea de base y un punto final (por ejemplo, 90 % de la PF) por debajo del nivel de PF, en el que la contracción todavía sea uniforme (Ilustración 3.10). Por ejemplo, algunos investigadores han medido el tiempo desde el 10 % de la PF hasta el 30 %, 60 % y 90 % de la PF (100 % CVM) (Alen, Hakkinen y Komi, 1984). Siguiendo este método, el RDF se infiere a partir de las tentativas que hacen falta para alcanzar los diferentes porcentajes y no a través del cálculo del RDF medio durante los distintos períodos. Sin embargo, aunque dos deportistas alcancen un 60 % de la PF al mismo tiempo, uno puede ser más fuerte que el otro. Se puede hacer distinciones entre los dos deportistas incluyendo en el análisis las tentativas que hayan sido necesarias para alcanzar diversos niveles de fuerza absoluta (Alen y otros, 1984; ver también Ilustración 3.12).
Ilustración 3.12. Ritmo de desarrollo de la fuerza (RFD) en dos deportistas (A y B) que tenían registros similares de fuerza-tiempo relativos (por ejemplo, ambos alcanzaron un 60 % de la PF al mismo tiempo). Sin embargo, en lo que a fuerza absoluta se refiere, el deportista A demostraba una fuerza mayor al 60 % de la PF. Para evaluar a estos deportistas hubo de tenerse en cuenta los registros de fuerza-tiempo absolutos y relativos.
El RDF máximo (ver cuarto inconveniente) se puede obtener de dos formas distintas. Se puede desplegar la primera diferencial de la señal fuerza-tiempo y medir su amplitud (por ejemplo, Duchateau y Hainaut, 1984) o puede calcularse el RDF máximo por medio de un análisis por ordenador. Por ejemplo, el ordenador podría detectar el mayor aumento de fuerza durante unos intervalos de corta duración determinados (por ejemplo, 5 ms) (Viitasalo & Komi, 1981) y presentarlo como el RDF máximo. En una extensión de rodilla unilateral, por ejemplo, el RDF máximo era de 7.410 N∙s-1 (medio) y tuvo lugar al 31% de la PF, lo que resultó ser 699 N (Viitasalo y otros, 1980).
En el análisis de tiempo-fuerza (Ilustración 3.10), es muy importante incluir medidas al principio (por ejemplo, 30 % de la PF) y al final (por ejemplo, 90 % de la PF) de la contracción porque las necesidades de un deporte y los efectos del entrenamiento pueden ser específicos a una fase determinada de la contracción (Alen y otros, 1984, Hakkinen, Alen y Komi, 1985: Hakkinen, Komi y Alen, 1985; Thorstensson, Karlsson, Viitasalo, Luhtanen y Komi, 1976).
Posición. Las recomendaciones anteriores acerca de la posición de los sujetos para las mediciones de fuerza isométrica también se pueden aplicar al RDF. Uno de los principales problemas relativos a las mediciones del RDF es el de minimizar y estandarizar la adaptabilidad del sistema de medida. Las extremidades y partes del cuerpo restantes tienen que estar sujetas al dinamómetro con correas de baja adaptabilidad. En algunos programas, se puede incluir un nivel de pre-tensión (Desmedt y Godaux, 1977) para evitar la inactividad en el sistema.
Número de ensayos. Deben realizarse algunas contracciones de calentamiento y después entre tres y cinco ensayos (Hakkinen y Komi, 1986). El cansancio puede tener un efecto significativo sobre el RDF (Royce, 1962; Viitasalo y Komi, 1981) y, por tanto, los períodos de reposo entre una repetición y la siguiente deben ser de al menos 1 min, aunque a veces se hayan prescrito períodos de descanso de hasta 5 min (Viitasalo y otros, 1980).
Instrucciones. Los sujetos deben recibir instrucciones adecuadas para que realicen las contracciones al máximo y con tanta rapidez como les sea posible (Alen y otros, 1984; Hakkinen, Alen y Komi, 1984).
Medición del ritmo de relajación
El ritmo de relajación no suele medirse de forma tan habitual como el RDF pero puede aportar información muy útil en los movimientos deportivos que requieran una suspensión rápida de la contracción. Se pueden aplicar a esta medición los procedimientos descritos para el RDF. El ritmo máximo de relajación puede medirse de igual modo que el tiempo que se tarda en alcanzar unos porcentajes determinados o unos valores absolutos de PF durante la fase de relajación. Por ejemplo, se han medido los tiempos de relajación del 85 % al 60 %, 30 % y 10 % (Alen y otros, 1984; Hakkinen y otros, 1984). En la extensión isométrica de rodilla, el RDF máximo de 7.410 N∙s-1 tuvo lugar al 31 % de la PF mientras que el ritmo máximo de relajación de 7,040 N∙s-1 tuvo lugar al 58 % de la PF (Viitasalo y otros, 1980).
Pruebas isocinéticas
Equipo
Los dinamómetros isocinéticos han sido tratados en las secciones «Equipos de evaluación disponibles» y «Criterios para seleccionar un método de evaluación». Entre los factores estudiados están los límites de velocidad y torque, la adaptabilidad del modo excéntrico y el análisis de datos por ordenador. Las recomendaciones que vienen a continuación son aplicables en su mayor parte al dinamómetro –también descrito anteriormente– que permite la programación de diferentes patrones de velocidad (máquina Ariel).
Calibración
Torque. La calibración del torque (y a veces de la fuerza) debe llevarse a cabo con pesos conocidos acoplados al brazo de palanca del dinamómetro (Caiozzo, Perrine y Edgerton, 1981; Johansson, Lorentzon, Sjöström, Fagerlund y Fugl-Meyer, 1987; Knapik, Mawdsley y Ramos, 1983; Lesmes, Costill, Coyle y Fink, 1987; Moffroid y otros, 1969; Murray y Harrison, 1986; Thornstensson, 1987; Thornstensson, Grimby y Karlsson, 1976). La estandarización del proceso de calibración –incluyendo la utilización de las mismas pesas, brazo de palanca y distancia del brazo de palancareduce las variaciones entre las pruebas de calibración. En cierto caso se utilizaron para llevar a cabo la calibración cargas y brazos de palanca especialmente diseñados (Murray y Harrison, 1986). Aunque la calibración estática es preferible (Murray y Harrison, 1986), también se han llevado a cabo calibraciones dinámicas, en especial a velocidades bajas (Caiozzo y otros, 1981; Johansson y otros, 1987; Lesmes y otros, 1987). La calibración a altas velocidades resulta complicada a causa de los «artefactos de impacto» y las oscilaciones subsiguientes (que trataremos más adelante) o de la caída del brazo de polea por debajo de la posición horizontal antes del ajuste del mecanismo de resistencia del dinamómetro. La calibración debe llevarse a cabo con frecuencia hasta que se haya establecido la estabilidad del sistema de medida. Hay que guardar todo tipo de precauciones, y, por tanto, la calibración debe llevarse a cabo a diario (Knapik, Mawdsley y Ramos, 1983; Lesmes y otros, 1978) o antes de cada sesión de evaluación (Coyle y otros, 1981; Schilinkman, 1984).
Velocidad. La precisión de los ajustes de velocidad del dinamómetro pueden verificarse, por ejemplo, utilizando microconmutadores (Ivy, Withers, Brose, Maxwell y Costill, 1981; Thornstenson, Grimby y Karlsson, 1976) o un goniómetro (Yates y Kamon, 1983). El dinamómetro Cybex tiene la ventaja de que la precisión de sus ajustes de velocidad se puede revisar contando el número de revoluciones del brazo de palanca durante un minuto (Caiozzo y otros, 1981; Lesmes y otros, 1978).
Medición de fuerza y potencia
Torque máximo (y potencia máxima). En la ilustración 3.13 se puede ver el registro torque-tiempo de una contracción concéntrica realizada en un dinamómetro isocinético. El torque máximo puede ser medido como el mayor torque desarrollado durante la contracción, al margen de a qué altura de la contracción (y amplitud de movimiento) tenga lugar (Rosier, Conley, Howald, Gerber y Hoppeler, 1986; Thorland y otros, 1987; Thorstensson, Grimby y Karlsson, 1976). Otra alternativa es la de medir la fuerza como el mayor torque logrado en un punto determinado de la amplitud de movimiento (Caiozzo y otros, 1981; Gregor y otros, 1979; Ivy y otros, 1981; Perrine y Edgerton, 1978). En algunos casos se han realizado ambas mediciones (Froese y Houston, 1985; Osternig, Hamill, Sawhill & Bates, 1983; Yates y Kamon, 1983).
Cada uno de estos dos tipos de medición tiene ventajas e inconvenientes. Entre las ventajas del punto específico de la amplitud de movimiento están las siguientes:
* La longitud muscular está estandarizada para las mediciones a diferentes velocidades; por consiguiente, se obtiene una relación torquevelocidad más «real» (Perrine y Edgerton, 1978).
* Los problemas asociados con el artefacto de impacto y las oscilaciones subsiguientes que son más pronunciadas a velocidades más altas pueden evitarse o minimizarse seleccionando un punto a medio camino o más adelante en la amplitud de movimiento.
Ilustración 3.13. Propiedades mecánicas medidas en el Cybex. Dibujo superior: La extensión de rodilla se llevó a cabo a una velocidad de 30°/s a lo largo de un intervalo de aproximadamente 90°. Dibujo intermedio: El registro de una contracción concéntrica ofrece un torque máximo de 300 N. m. La integral torque-tiempo («impulso») era 523 N. m. s. Puede determinarse por medio de planimetría, análisis por ordenador o de forma electrónica. Dibujo inferior: El torque medio se calculó como el impulso dividido por el tiempo. El trabajo fue calculado como el torque medio multiplicado por el desplazamiento, y la potencia como trabajo dividido por tiempo (ver también la Ilustración 3.25).
Este enfoque también garantiza que el torque ha sido medido a la velocidad predeterminada y que ha habido tiempo suficiente para llegar a un torque máximo. Este método presenta las siguientes desventajas:
* Si la medición se realiza cuando está muy avanzada en el grado de movilidad, este punto puede ser muy posterior a la parte superior de la curva de fuerza del movimiento.
* La forma de las curvas de fuerza presenta variaciones de unos sujetos a otros (Knapik, Wright, Mawdsley y Braun, 1983) a causa de factores desconocidos, así como del entrenamiento (Rosier y otros, 1986) y de la composición de las fibras musculares (Froese & Houston, 1985); por tanto, elegir una posición para llevar a cabo la medición puede decantar los resultados en favor de algunos y en contra de otros.
El torque producido cuando el movimiento ya está avanzado puede verse influido por la fatiga, en especial si la velocidad es baja (Perrine y Edgerton, 1987).
Midiendo la fuerza como el mayor torque desarrollado (torque máximo), allí donde tenga lugar, se evitan las desventajas del primer método; es decir, se ajustan las variaciones en las curvas de fuerza de unos individuos a otros y las posibles alteraciones en las curvas de fuerza debidas al entrenamiento. Las desventajas de este segundo método están relacionadas con las ventajas en el primero:
* La parte del registro de torque en la que tenga lugar el mayor torque puede estar dominada por un artefacto de impacto y las oscilaciones subsiguientes, en especial a altas velocidades.
* La posición en la que tiene lugar el torque máximo cambia (cuando el movimiento ya ha avanzado a altas velocidades) a distintas velocidades (Froese y Houston, 1985; Gerdle y Fugl-Meyer, 1986; Knapik, Wright, Mawdsley y Braun, 1983; Osternig, 1986), lo que impide que se establezca una relación «real» entre torque y velocidad.
Cuando el objetivo de la evaluación es ayudar a los deportistas y entrenadores, el mejor enfoque puede ser utilizar los dos métodos, es decir, medir el torque máximo allí donde tenga lugar pero también medir el torque en determinadas posiciones a lo largo del grado de movilidad. Con la aparición de la recogida de datos y análisis por ordenador, este enfoque exhaustivo resulta más accesible.
Todo lo que hasta ahora se ha dicho sobre la medición del torque máximo de la contracciones concéntricas también es aplicable a las contracciones excéntricas. También hay que tener en cuenta los siguientes puntos:
* El torque máximo es mayor en las contracciones excéntricas que en las concéntricas; por tanto, hay que dedicar más atención al calentamiento antes de la evaluación de las contracciones máximas (trataremos este punto más adelante).
* La forma de la curva de fuerza de un movimiento determinado puede ser diferente en las contracciones concéntricas que en las excéntricas (Eloranta y Komi, 1980); a altas velocidades, las diferencias pueden ser más importantes.
* Las contracciones excéntricas realizadas en un dinamómetro isocinético suelen estar caracterizadas por oscilaciones que, aparentemente, están causadas por una respuesta refleja (Hart, Miller y Stauber, 1985) pero no son tan prominentes a velocidades bajas (Bennett y Stauber, 1986).
La potencia puede ser definida como el producto del torque (fuerza) y la velocidad. Por lo tanto, la potencia máxima de una contracción puede calcularse multiplicando el torque obtenido por la velocidad de contracción (movimiento). Al calcular el torque, hay que expresar la velocidad en radianes por segundo (rad-s-1); de esta forma se obtiene la unidad de energía adecuada, el vatio (W) (Ilustración 3.14). Este método para determinar la energía máxima da por supuesto que el torque máximo tiene lugar a la velocidad del dinamómetro predeterminada. A velocidades más altas, el pico del registro de torque puede ser el impacto (o «exceso») y las oscilaciones subsiguientes. Uno de los inconvenientes de este método que hay que tener presente es la posibilidad de que la velocidad de movimiento no sea igual a la velocidad predeterminada para este momento.
Integral torque-tiempo y torque medio (trabajo y potencia media). La fuerza puede medirse como el efecto mecánico total de la contracción, o integral torque-tiempo (es decir, el área que abarca el registro de torque-tiempo) (Ilustración 3.13). Antes de que el análisis por ordenador fuera de uso común, el área que abarcaba el registro de torque-tiempo se determinaba por medio de planimetría o a través de un canal del aparato de registro que ofrecía la integración (Ilustración 3.15). Estos dos tipos de determinación, especialmente el primero, llevaban mucho tiempo. Asimismo, una observación muy favorable era la de una alta correlación entre el torque máximo y la integral torquetiempo (Nilsson, Tesch y Thorstensson, 1977; ver también Sale, Macdougall, Alway y Sutton, 1987). Por consiguiente, se ha medido mucho más a menudo en los deportistas el torque máximo que la integral torque-tiempo. No obstante, la integral torque-tiempo puede aportar información muy importante (Ilustración 3.16). Ahora que la integral torque-tiempo puede ser medida de forma conveniente por medio de un análisis por ordenador (Ivy y otros, 1981), debería considerarse su inclusión en los protocolos de evaluación de los deportistas.
Ilustración 3.14. Desplazamiento angular. El desplazamiento angular puede expresarse en grados o en radianes. Un radián es el ángulo cuyo arco (s) equivale al radio (r) del círculo. Puesto que el perímetro (circunferencia) de un círculo equivale a 2nr, hay 2n rad en un círculo. No hay que olvidar que un radián es la relación entre dos desplazamientos lineales (s/r o m/m). Utilizando radianes y radianes por segundo en relación con el torque, se obtienen las unidades adecuadas de trabajo (J) y potencia (W), respectivamente.
Ilustración 3.15. Análisis del registro Cybex. Un canal del aparato de registro muestra el torque y el otro la integración de torque y tiempo (impulso). El aparato de registro Cybex que está en el mercado muestra el desplazamiento angular con el segundo canal. Para medir el torque máximo, basta con anotar la máxima altura del registro en las divisiones de papel y multiplicarla por el ajuste de amplificación (en este ejemplo, 50 N∙m/div). El integrator fue calibrado hasta 100 N∙m∙s por cada recorrido completo. Por consiguiente, el impulso resultó ser de 4,5 recorridos o 450 N∙m∙s. El tiempo de contracción viene determinado por la velocidad del papel (25 mm∙s-1) y la longitud de la contracción (75 mm) sobre el papel. El torque medio se calcula como impulso dividido por tiempo. El torque máximo, el torque medio y el impulso pueden transformarse en potencia máxima, potencia media y trabajo, respectivamente, multiplicándolos por la velocidad angular (0,5235 rad-s-1) a la que se realizan las contracciones. No hay que olvidar que el trabajo y la potencia media se pueden determinar de dos formas. Hoy en día, se suelen realizar todas estas mediciones por medio de un análisis de ordenador de la señal de torque o fuerza del dinamómetro.
El trabajo realizado en una contracción puede calcularse como el producto de la integral torque-tiempo (en newtons por metros por segundo) y la velocidad (en radianes por segundo) a la que se ha realizado la contracción (Ilustración 3.15). La potencia media desarrollada en una contracción es igual al producto del torque medio desarrollado y la velocidad de contracción. Por otra parte, la potencia media es igual al trabajo realizado dividido por la duración de la contracción (Ilustración 3.12).
Torque de impacto. Al principio de los registros de torque suele observarse un prominente pico de torque que va seguido de oscilaciones antes de que el registro de torque se vuelva más o menos regular (Ilustración 3.17). Esta punta de torque ha sido denominada como «sacudida» (Thorstensson, Grimby y Karlson, 1967), «exceso» (Sapega, Nicholas, Skolow y Saraniti, 1982), «valor de torque alto aberrante» (Yates y Kamon, 1983), «artefacto de impacto» (Winter, Wells y Orr, 1981) y «torque de impacto» (Sale y otros, 1987). Esta punta es más prominente en las contracciones que se realizan a altas velocidades (Froese y Houston, 1985; Sale y otros, 1987; Sapega y otros, 1982; Thorstensson, Grimby y Karlsson, 1976) y cuando se evalúan movimientos de articulaciones cercanas con una masa de extremidad importante y un brazo de palanca largo (Sapega y otros, 1982). A las velocidades más altas, el registro de torque puede estar dominado por la punta y las oscilaciones subsiguientes (Ilustración 3.17).
La naturaleza y la causa de la punta de torque han sido objeto de diversas investigaciones (Murray y Harrison, 1986; Sapega y otros, 1982; Winter y otros, 1981). Parece ser que la punta de torque está causada por el impacto de la extremidad en movimiento y el brazo de palanca del dinamómetro contra el mecanismo de resistencia del dinamómetro. Tiene lugar cuando la masa en movimiento ha «alcanzado» al mecanismo de resistencia y se ha ajustado al mismo. El impacto está asociado con la deceleración repentina de la articulación y del brazo de palanca del dinamómetro causada por el dinamómetro, y toda la punta de torque puede estar justificada por el torque necesario para decelerar el sistema de palanca de la extremidad (Murray y Harrison, 1986). Después de un impacto inicial, las oscilaciones resultantes en el torque son debidas a la aceleración y deceleración alternantes del sistema de palanca de la extremidad (Murray y Harrison, 1986; Winter y otros, 1981).
Ilustración 3.16. Fuerza en la extensión isocinética de la rodilla en velocistas y esquiadores de fondo de élite. El torque máximo, el impulso (integral torque-tiempo) y el torque medio (impulso por duración de la contracción) fueron medidos a las velocidades angulares de 30°/s y 180°/s en las piernas izquierda (I) y derecha (D). El rendimiento de los velocistas fue expresado como una proporción del rendimiento correspondiente en los esquiadores de fondo. Hay que tener presente que si la prueba de fuerza hubiera estado limitada a un torque máximo de 30°!s, una evaluación comparativa de fuerza hubiera arrojado unos resultados de fuerza similares en ambos grupos. El rendimiento superior de los velocistas sólo se puso de manifiesto a las velocidades más altas. Por razones desconocidas, los velocistas dieron resultados especialmente buenos en impulso a 180°/s y con la pierna derecha. También puede verse un índice de la relación fuerza-velocidad, expresada como proporción del rendimiento a las dos velocidades (el valor a 180°¡s dividido por el valor a 30°Is). Los datos han sido obtenidos del Human Performance Laboratory, Department of Physical Education, McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada.
Ilustración 3.17. Torque de impacto. Contracciones concéntricas isocinéticas de flexión del codo en el dinamómetro Cybex. Los registros de torque no quedaron disminuidos. A las velocidades angulares de la articulación del codo de 120° I s hasta 300° ts, los registros mostraron una punta de torque prominente, o torque de impacto. En el texto hay más datos al respecto.
El torque de impacto no representa la capacidad contráctil del grupo muscular a la velocidad predeterminada; por consiguiente, el torque de impacto ha sido considerado como aberrante (Yates y Kamon, 1983) y como un artefacto (Gransberg y Knutsson, 1983; Murray y Harrison, 1986; Sapega y otros, 1982; Winter y otros, 1981). También hemos podido ver que el patrón de resultados de grupos de sujetos difiere del torque de impacto y del torque máximo determinados de algún otro modo, lo que nos hace pensar que los factores que afectan al rendimiento del torque de impacto difieren de los que afectan a los rendimientos del torque máximo y de la integral torque-tiempo (Sale y otros, 1987). El tamaño del torque de impacto viene determinado en gran parte por la capacidad para desarrollar el torque al principio del movimiento, superando de esta forma la inercia del sistema de palanca de la extremidad y produciendo una aceleración considerable. El tamaño del torque máximo ya avanzado el movimiento, a la velocidad predeterminada, está definido por la capacidad para generar torque bajo una carga a una velocidad específica. Por consiguiente, cuando se están efectuando mediciones de fuerza en dinamómetros isocinéticos, es muy importante distinguir entre el torque de impacto y el torque máximo producido una vez se ha alcanzado el estado de velocidad constante.
Habitualmente, el torque de impacto se ha considerado como un artefacto y se ha buscado el modo de evitarlo y eliminarlo. Se han utilizado distintos métodos. Un método sencillo consiste en hacer el rango de movimiento tan amplio como sea posible para que la parte del registro de torque que no esté influida por el torque de impacto y las oscilaciones subsiguientes sea más larga (Sapega y otros, 1982). Otro método consiste en hacer mediciones de torque en una posición estandarizada ya avanzado el movimiento, o una vez que el torque de impacto y las oscilaciones resultantes hayan cesado (Caiozzo y otros, 1981; Froese y Houston, 1985; Gregor y otros, 1979; Ivy y otros, 1981; Osternig y otros, 1983; Perrine y Edgerton, 1987; Yates y Kamon, 1983). Sin embargo, a altas velocidades, estos dos métodos son difíciles de aplicar porque todo el registro de torque puede estar «contaminado» por el torque de impacto y las oscilaciones subsiguientes (Ilustración 3.17). A velocidades muy altas, sólo tiene lugar en el estado isocinético una porción pequeña del registro de torque (Osternig, 1986).
El acelerómetro se puede utilizar para identificar y disminuir el artefacto de impacto pero no para eliminarlo por completo (Froese y Houston, 1985; Winter y otros, 1981). El método de amortiguar la señal de torque para atenuar el torque de impacto y las oscilaciones subsiguientes ha sido investigado (Murray, 1986; Sapega y otros, 1982) y utilizado (Clarkson, Johnson y otros, 1982; Coyle y otros, 1981; Thorland y otros, 1987). Por desgracia, la amortiguación presenta sus inconvenientes más importantes allí donde podría ser de mayor utilidad, es decir, a altas velocidades (Murray, 1986; Murray y Harrison, 1986; Sapega y otros, 1982), y, por tanto, se ha desaconsejado su utilización (Murray, 1986; Sapega y otros, 1982). Un método que parece más prometedor es el de las aceleraciones controladas, o «rampas», hasta la velocidad predeterminada. Una versión de este método consiste en llevar a cabo un control de velocidad asistido por ordenador de 0°/s hasta la velocidad predeterminada en un período de tiempo e intervalo de desplazamiento muy reducidos. Por ejemplo, en una prueba de extensión de rodilla se observó una aceleración controlada de 0°/s a 240°/s en un desplazamiento angular de 18° (Gransberg y Knutsson, 1983). En la aceleración controlada se encuentra una resistencia al principio del movimiento que garantiza una transición regular y libre de impactos hasta la velocidad predeterminada (Farrel y Richards, 1986; Gransberg y Knutson, 1983). Con las aceleraciones controladas se tarda más tiempo en alcanzar la velocidad predeterminada, pero este inconveniente se ve compensado por la obtención de una porción más grande del registro de torque que no está influida por el artefacto ni las oscilaciones (Gransberg y Knutsson, 1983). Algunos de los dinamómetros isocinéticos que están en el mercado ofrecen la posibilidad de llevar a cabo aceleraciones controladas.
Cuando el objetivo de una medición es el cálculo de la capacidad contráctil a la velocidad del dinamómetro predeterminada, no hay duda de que el torque de impacto es un artefacto. No obstante, el torque de impacto refleja una capacidad contráctil diferente: la capacidad para acelerar el sistema de palanca de la extremidad sin carga. La magnitud del torque de impacto es proporcional a la magnitud de la aceleración alcanzada, que a su vez es proporcional al torque generado por los músculos implicados. En lo que a esto se refiere, el rendimiento del torque de impacto de alta velocidad en los dinamómetros isocinéticos es similar al rendimiento de algunos movimientos deportivos (por ejemplo, chutar un balón, golpear una pelota de voleibol y dar un puñetazo). También se podría utilizar el argumento de que en las pruebas isocinéticas de fuerza de los deportistas que realizan este tipo de movimientos, el torque de impacto puede ser la medición más importante y útil, y no sólo un artefacto a evitar o a eliminar. Este es un punto que conviene tener presente la hora de establecer protocolos de evaluación para los deportistas que llevan a cabo este tipo de movimiento.
Corrección para la fuerza de gravedad. En los movimientos de evaluación llevados a cabo en el plano vertical, la gravedad puede oponerse o favorecer al movimiento. Por ejemplo, en la extensión y flexión de rodilla llevadas a cabo en la posición de sentado, la gravedad se opone a la extensión y ayuda a la flexión. Con la rodilla completamente extendida (la pierna horizontal), la gravedad produce un efecto máximo ejerciendo un torque de entre 20 y 30 N∙m. El efecto disminuye como una función trigonométrica del ángulo de articulación y equivale a 0, un ángulo de articulación de 90° (la parte inferior de la pierna en vertical). En la Ilustración 3.18 se puede ver un registro de torque hipotético obtenido de un deportista y el torque gravitatorio ejercido por la extremidad inferior. En este ejemplo, el torque gravitatorio equivale al 5 % y 15 % de los torques máximos de extensión y flexión, respectivamente. A velocidades superiores, en las que la respuesta de torque sería más baja, el torque gravitatorio equivaldría a un mayor porcentaje del torque máximo. Es posible que en un deportista que esté muy debilitado a causa de una lesión, el torque gravitatorio equivalga a un porcentaje mucho mayor del torque máximo.
Una corrección para la fuerza de la gravedad consiste en sumar una cantidad (por ejemplo, los valores de torque máximo) cuando se levanta la pierna contra la fuerza de la gravedad y sustraer el torque gravitatorio (asistencia) durante la flexión. La decisión de si es necesario corregir los valores de torque para la fuerza de gravedad depende de varios factores. Cuando el torque gravitatorio es pequeño en relación al torque registrado (Ilustración 3.18), no hay que hacer corrección alguna (Johansson y otros, 1987). Por otra parte, cuando el torque gravitatorio es grande en relación con el torque registrado, es posible que sea necesario llevar a cabo una corrección. Hay investigadores que han desarrollado métodos para medir el torque gravitatorio y corregirlo (Froese y Houston, 1985; Murray y otros, 1980; Schlinkman, 1984; Winter y otros, 1981). Algunos de los dinamómetros que están en el mercado ofrecen la opción de corregir la fuerza de gravedad. Habitualmente, se coloca la extremidad relajada allí donde el torque gravitatorio es máximo. Se mide su valor y se introduce en el programa de ordenador del dinamómetro para que éste realice la corrección.
Ilustración 3.18. Influencia de la fuerza de la gravedad en los registros de torque. En las disposiciones más comunes para la evaluación de la extensión y flexión de rodilla en un dinamómetro isocinético (con el sujeto sentado y realizando la extensión y flexión de la rodilla en el plano vertical), la gravedad se opone a la extensión y favorece la flexión. En la ilustración se puede ver una representación esquemática de una contracción concéntrica de baja velocidad en flexión y extensión, mientras el torque gravitatorio (gT) actúa sobre la parte inferior de la pierna. La magnitud del torque gravitatorio en un punto determinado de la amplitud de movimiento también se expresa como un porcentaje del torque total correspondiente (TT, voluntario y gravitatorio). La magnitud es del 5 % en el punto de la amplitud de movimiento en que el torque de extensión es máximo y del 15 % en el que el torque de flexión es máximo. Basado en Johansson, Lorentzon, Sjöström, Fagerlund y Fugl-Meyer (1987). En el texto hay más datos a este respecto.
Selección de velocidades. El rendimiento de fuerza y potencia, así como los efectos del entrenamiento de fuerza y potencia, pueden ser hasta cierto punto específicos a la velocidad de contracción. Parece aconsejable elegir una velocidad de movimiento para la prueba similar a la velocidad de movimiento del deporte. Una de las limitaciones de muchos dinamómetros es que la máxima velocidad que puede llegar a evaluarse es menor que la de muchos movimientos deportivos (ver Cuadros 3.2 y 3.3). En esta situación, la velocidad más alta posible se evalúa como una velocidad relativamente baja para que sirva como comparación (Forsythe, Gransberg, Knutsson y Larsson, 1983; Gransberg y Knutsson, 1983; Thorstensson y otros, 1977). A menudo, las pruebas isocinéticas se llevan a cabo en una serie de dos a cinco velocidades a lo largo del alcance que ofrece el dinamómetro. Las velocidades se han administrado al azar (Eloranta y Komi, 1980; Froese y Houston, 1985; Jenkins, Thackaberry y Killian, 1984; Thorland y otros, 1987), por orden de compensación (Knapik, Wright, Mawdsley y Braun, 1983) y de más lenta a más rápida (Coyle y otros, 1981; Gerdle y Fugl Meyer, 1986; Sale y otros, 1987). Es aconsejable que si se realizan pruebas repetidas a los deportistas, las velocidades sean siempre evaluadas en el mismo orden.
Posición. La variabilidad no deseada en las mediciones de fuerza y potencia puede reducirse estandarizando –y reproduciendo en cada ocasión– la posición de los sujetos y sus relaciones con el dinamómetro. La estandarización de la posición del sujeto incluye un grado de movilidad específico (que puede lograrse por medio de frenos mecánicos y del control del potenciómetro de desplazamiento) y una posición específica para cada uno de los segmentos del cuerpo (la importancia de la posición ya ha sido tratada con anterioridad en relación a las pruebas isométricas y de levantamiento de pesas). La estandarización será más fiable con la utilización de correas de sujeción, almohadillas y soportes que estabilicen las distintas partes del cuerpo y eviten los movimientos extraños. En la bibliografía hay ejemplos diversos de cómo enfocar la estandarización de la posición (Caiozzo y otros, 1981; Campbell, 1979; Clarkson, Kroll y Melchionda, 1982; Johnson, 1981; Knapik, Mawdsley y Ramos, 1983; Lesmes y otros, 1978; Oberg, Bergman y Tropp, 1987; Ostering y otros, 1983; Otis y Gould, 1986; Thornland y otros, 1987; Thorstensson, Grimby y Karlsson, 1976; Yates y Kamon, 1983).
La relación entre el sujeto y el dinamómetro también debe cumplir requisitos como estar estandarizada y ser estable y repetible. El dinamómetro y las sillas o bancos tienen que estar bien estabilizados para evitar los movimientos extraños (Coyle y otros, 1981). En las pruebas de movimientos de una sola articulación, el eje del dinamómetro debe estar alineado tan cerca como sea posible del eje de la articulación (Caiozzo y otros, 1981; Campbell, 1979; Clarkson, Kroll y Melchionda, 1982; Lesmes y otros, 1978; Ostering y otros, 1983; Otis y Gold, 1986; Thorstensson, Grimby y Karlsson, 1976). Se ha descrito un método para lograr la alineación que consiste en comprobar el grado de deslizamiento entre la almohadilla de resistencia en el brazo de palanca del dinamómetro y la extremidad a la que está sujeta, y ajustar la alineación para minimizar el grado de deslizamiento (Otis y Gould, 1986).
Suponiendo que el eje de la articulación esté bien alineado con el eje del dinamómetro, cabría esperar, al menos en teoría, que las variaciones en la longitud del brazo de palanca (es decir, la distancia entre el eje y la almohadilla de resistencia) no afectaran a la medición del torque (Ilustración 3.19). Sin embargo, en la práctica, la respuesta de torque se ve afectada de forma significativa por la longitud del brazo de palanca, al menos en lo que se refiere a la extensión y flexión de rodilla: los científicos han dado una explicación a este efecto (Otis y Gould, 1986). Por tanto, es aconsejable estandarizar la longitud del brazo de palanca y mantener la medida en todas las pruebas (Caiozzo y otros, 1981; Ivy y otros, 1981; Johansson y otros, 1987; Rosier y otros, 1986; Thorstensson, 1976; Yates y Kamon, 1983).
Numero de ensayos. El procedimiento más común consiste en hacer que el individuo realice algunas contracciones submáximas de calentamiento a cada velocidad para que sean evaluadas y después entre dos y cinco contracciones máximas en la prueba (Bennett y Stauber, 1986; Clarkson, Kroll y Melchionda, 1982; Coyle y otros, 1981; Froese y Houston, 1985; Fugl-Meyer, Mild y Hornsten, 1982; Ivy y otros, 1981; Jenkins y otros, 1984; Johansson y otros, 1987; Knapik, Mawdsley y Ramos, 1983; Knapik, Wright, Mawdsley y Braun, 1983; Lesmes y otros, 1978; Mawdsley y Knapik, 1982; Ohcrg y otros, 1987; Osternig, 1986; Thorstensson, 1976; Thorstensson, Grimby y Karlsson, 1976). Se han realizado investigaciones sobre el número de ensayos necesario para que las mediciones sean estables. A velocidades relativamente bajas (por ejemplo, una extensión de rodilla a 30°), es posible que sea suficiente con dos o incluso con una repetición (Mawdsley y Knapik, 1982). A velocidades más altas (por ejemplo, entre 180% a 400°/s), el rendimiento puede mejorar en las dos o tres primeras repeticiones (Johnson y Siegel, 1987); por tanto, se ha recomendado realizar cuatro repeticiones (Osternig, 1986).
Ilustración 3.19. Medición de torque en el Cybex. Dibujo superior: El torque equivale a la fuerza aplicada a la almohadilla de la espinilla multiplicada por el radio (distancia entre el eje del dinamómetro y la almohadilla de la espinilla; no hay que olvidar que el eje de la rodilla está alineado con el eje del dinamómetro). Dibujo inferior: el torque medido es el torque desarrollado por los músculos implicados (en este ejemplo, el cuadríceps, F = 5.400 N, insertado a 0.05 m del eje de la articulación). Cabría esperar que el torque registrado fuera el mismo fuera cual fuese de la posición de la almohadilla de la espinilla en la parte inferior de la pierna (abajo). Sin embargo, no ocurre así (al menos en la articulación de la rodilla; ver Otis & Gould, 1986).
Otro enfoque consiste en observar los registros y pedir al sujeto que siga haciendo repeticiones hasta que se alcance una meseta (platean) en el rendimiento. Por ejemplo, se hacía que un sujeto realizara una tercera repetición si las dos primeras diferían en más de un 3 % (Coyle y otros, 1981). Los períodos de reposo entre repeticiones han oscilado entre 20 y 30 s (Johnson y Siegel, 1978; Rosier y otros, 1986), y 1 y 3 minutos (Eloranta y Komi, 1980; Froese y Houston, 1985; Knapik, Wright, Mawdsley y Braun, 1983). Las repeticiones a velocidad más baja con grupos musculares importantes requieren períodos de descanso más prolongados. Cuando se realiza una prueba de contracción concéntrica, es conveniente realizar varias repeticiones de calentamiento e incluso una sesión de práctica (Bennett y Stauber, 1986; Eloranta y Komi, 1980).
Instrucciones. Los deportistas que van a ser evaluados por primera vez en un dinamómetro isocinético deben recibir instrucciones completas acerca de cómo realizar las contracciones. Los deportistas que están acostumbrados al de entrenamiento con pesas pueden tener una cierta confusión inicial ante un aparato que fija una velocidad de movimiento en vez de una resistencia. Es posible que se pregunten dónde está la resistencia mientras realizan un contracción de esfuerzo moderado a lo largo del grado de movilidad. Hay que hacer hincapié en que el dinamómetro sólo reacciona ante el esfuerzo aplicado. Asimismo, hay que decir al deportista que realice las contracciones de la prueba tan intensa y rápidamente como le sea posible (Knapik, Mawdsley y Ramos, 1983; Lesmes y otros, 1978). A velocidades más altas, exhortaciones como «golpea», «explota» e «impulsa», pueden hacer que el mensaje quede más claro. También hay que animar al sujeto para que mantenga el esfuerzo máximo a lo largo del grado de movilidad prescrito (Lesmes y otros, 1987; Rosier y otros, 1986).
Pruebas isotónicas
En el Cuadro 3.4 hay información sobre los equipos comercializados que ofrecen el modo isotónico. También se ha descrito un dinamómetro isotónico hecho a medida que se utiliza para evaluar al fuerza del brazo en deportistas (De Koning, Binkhorst, Vos y Van’t Hof, 1985; De Koning, Vos, Binkhorst y Vissers, 1984).
Aunque no se suelen utilizar, las pruebas isotónicas tienen la ventaja de que pueden medir la fuerza (torque) y la energía a velocidades más altas que la mayoría de los dispositivos isocinéticos (consultar el apartado anterior). La distinción entre las pruebas isotónicas «reales» y las pruebas de levantamiento de pesas, así como los puntos referentes a la calibración, la posición y número de repeticiones, también han sido tratados anteriormente.
Ciclo de extensión y contracción
Muchos movimientos deportivos (por ejemplo, saltar y lanzar) consisten en una combinación determinada de tres tipos de contracciones llamada ciclo de extensión y contracción (Komi, 1984). El ciclo de extensión y contracción (SSC, del inglés Stretch-Shortening Cycle), como su nombre indica, consiste en una contracción excéntrica seguida de una contracción concéntrica del mismo grupo muscular. Entre las fases concéntrica y excéntrica hay una breve fase isométrica. El SSC es una característica del movimiento final en los deportes de lanzamiento (Asmussen y Sorenson, 1971) y del contramovimiento, o inclinación hacia adelante, en el salto (Komi, 1984). El SSC ha sido estudiado principalmente en el salto. Se ha examinado el rendimiento de varios grupos de deportistas (Komi, 1984). Muchos deportistas prefieren el entrenamiento pliométrico (Bobbert, Huijin y van Ingen Schenau, 1987a, 1987b) y por lo tanto hay urf profundo interés en las pruebas de fuerza y potencia que utilizan el SSC. Por razones de conveniencia, también hemos incluido la pruába de salto vertical común, que puede o no implicar el SSC.
Equipos
El equipo más sencillo para medir el rendimiento en el salto es una tablilla para medir los saltos con la mano extendida hacia arriba que se coloca en la pared. Se utiliza una escala graduada (habitualmente en centímetros) para medir la distancia alcanzada en un salto. La magnesia de gimnasia (aplicada al tercer dedo de la mano) puede servir para señalar el punto alcanzado en la tabla. Debido a que la acción de saltar en vertical con la mano extendida hacia arriba lleva asociada una cierta variabilidad, se han desarrollado otros métodos para medir la altura de un salto. Por ejemplo, se ha ideado un dispositivo que incluye una tablilla de madera que se empuja hacia arriba con la cabeza durante el salto (Vandewalle, Peres, Heller, Panel y Monod, 1987; ver también Glencross, 1966; Gray, Start y Glencross, 1962).
Para medir el tiempo que se está sin tocar el suelo durante un salto vertical e inferir la altura del salto se ha utilizado una plataforma o esterilla conectada a un cronómetro automático (Bosco, Luhtanen y Komi, 1983; Viitasalo, 1985a, 1985b). La plataforma de fuerza (por ejemplo, Kistler Instrument Corporation, Anherst -NY) se utiliza para realizar un cálculo detallado del rendimiento en salto (Asmussen y Bonde-Petersen, 1974; Bobbert y otros, 1987a; Bosco y Komi, 1980; Hudson y Owen, 1985; Viitasalo y otros, 1981). La respuesta pasa de la plataforma de fuerza a un dispositivo de lectura (por ejemplo, una gráfica; Asmussen y Bonde-Petersen, 1974) para su observación y a un ordenador para ser analizado (Hakkinen y otros, 1986). La plataforma de fuerza puede combinarse con la electrogoniometría (Hudson y Owen, 1985) o con la cinematografía (Bobbert y otros, 1987a, 1987b) para obtener análisis más completos.
A veces también se evalúa el rendimiento de un deportista en una caídasalto. En una caídasalto el deportista cae desde una altura determinada y después salta tan alto como le sea posible (Ilustración 3.20). Para estandarizar la altura de los caídasalto se han construido plataformas escalonadas (Komi y Bosco, 1987).
Se ha desarrollado un aparato de presa de piernas para evaluar el comportamiento del SSC (Avis y otros, 1985; Avis, Toussaint, Huijing y van Ingen Scheïiau, 1986). Asimismo, se han desarrollado aparatos para evaluar el SSC en los movimientos de empujar (Gollhofer, Komi, Miyashita y Aura, 1987) y tirar con el brazo (Asmussen & Sorensen, 1971) y de flexión de codo (Cavagna, Dusman y Margaría, 1968). Los dinamómetros comercializados que ofrecen tanto el modo de contracción concéntrico como el excéntrico pueden utilizarse para evaluar el comportamiento del SSC en los movimientos de muy diversas articulaciones (Cuadro 3.3).
Ilustración 3.20. Dibujos del salto desde la posición de agachado (SA), salto de contramovimiento (SCM) y caídasalto (CS) junto a la representación esquemática de los registros de fuerza y tiempo de la plataforma de fuerza. Los signos positivos y negativos hacen referencia a las fases de contracción concéntrica y excéntrica, respectivamente. UW = fase sin peso en el SCM, y W = peso del sujeto. Basado en Komi y Bosco (1987).
Mediciones
Altura del salto. La altura de salto puede medirse como la diferencia entre la altura de una persona de pie y la altura alcanzada en un salto. Por ejemplo, un deportista toca la tabla para medir saltos verticales tan arriba como le sea posible sin despegar la planta de los pies del suelo. Después, el deportista salta tan alto como pueda y toca la tabla. La diferencia entre las dos marcas se considera como la altura de salto. Se puede medir la altura de tres tipos de salto. En un salto desde la posición de agachado (SA) (o estático), el deportista empieza en la posición indicada; el SSC no está permitido. En un salto de contramovimiento (SCM), el deportista puede utilizar el SSC inclinándose hacia adelante (contramovimiento) antes de saltar hacia arriba. En una caídasalto (CS) el deportista cae al suelo desde una altura determinada y después salta hacia arriba (también usando el SSC) (Ilustración 3.20). La capacidad para utilizar el SSC puede medirse como la diferencia entre la altura del SA y del SCM o el CS (es decir, SCM–SA o CS–SA) (Komi, 1984).
La altura de salto se puede calcular a partir del tiempo que el deportista está sin tocar el suelo medido con la plataforma y el cronómetro o del registro de la plataforma (Asmussen y Blonde-Petersen, 1974; Bosco y Komi, 1980; Davies y Young, 1984; Viitasalo, 1985b).
Potencia de salto. Para determinar la potencia desarrollada durante un salto vertical se han desarrollado varios métodos. Algunos de estos han sido criticados por Adamson y Whitney (1971). Para más detalles acerca del cálculo de potencia a partir del rendimiento en el salto, ver Bosco y Komi (1979a, 1979b; 1980), Bosco y otros (1983), Davies y Rennie (1968), y Gray y otros (1962).
Potenciación del ciclo de extensión y contracción. Es muy posible que la información más práctica para el entrenador y el deportista sea la diferencia entre las alturas alcanzadas con (SCMs y CSs) y sin (SAs) el SSC. Ya hemos hecho referencia a este punto en el apartado «Altura del salto». Es posible determinar la fuerza máxima, la fuerza media, el impulso, la velocidad, el trabajo y la potencia desarrollados durante las fases excéntrica (extensión) y concéntrica (contracción) (Asmussen y Bonde-Petersen, 1974; Bosco y Komi, 1979a, 1979b, 1980; Cavagna, Komarek, Citterio y Margaría, 1971; Davies y Rennie, 1968; Komi, 1984; Komi y Bosco, 1978; Viitasalo, 1985a, 1985b). Después, se puede hacer una comparación entre SAs, SCMs y CSs con respecto a los valores obtenidos en las fases concéntricas de estos saltos.
Otros movimientos. Los dinamómetros comercializados de modo concéntricoexcéntrico (Cuadro 3.3) y los aparatos hechos a medida permiten llevar a cabo la medición del SSC con otros movimientos. Las contracciones concéntricas aisladas pueden compararse a las contracciones concéntricas que van inmediatamente precedidas de contracciones excéntricas (es decir, SSC) en cuanto a la fuerza máxima, fuerza media, impulso, trabajo y potencia desarrollados durante la contracción concéntrica.
Procedimientos
Posición. En las pruebas de salto en vertical con la mano extendida en que el salto se mide con una tabla graduada, la posición de referencia inicial debe ser estandarizada. Un método habitual consiste en colocarse de cara a la tabla y levantar los dos brazos tan alto como sea posible. Con el dedo corazón manchado de magnesia de gimnasia, el deportista marca su altura en la tabla, tan arriba como pueda sin despegar del suelo las plantas de los pies. Luego, el sujeto se coloca de lado a la tabla, salta con todas sus fuerzas y toca la tabla (Glencross, 1966). La distancia entre las dos marcas es la altura del salto. En las pruebas de SAs, hay que estandarizar la posición de agachado. Un enfoque que se utiliza habitualmente es el de empezar los SAs desde una posición de agachado en la que la articulación de la rodilla forme un ángulo de 90° (Komi y Bosco, 1987).
La estandarización de la profundidad del contramovimiento en los SCMs puede resultar más complicada porque la profundidad del contramovimiento que los distintos sujetos escogerán de forma natural variará (Hudson y Owen, 1985). La profundidad media se acerca a un ángulo de la articulación de la rodilla de 90° (Bosco y Komi, 1979b; Hudson y Owen, 1985). Otra forma de resolver este problema consiste en ignorarlo y no imponer una profundidad de contramovimiento determinada (Cavagna y otros, 1971). Por otra parte, se puede controlar el ángulo de la rodilla con un electrogoniómetro (Hudson y Owen, 1985; Viitasalo, 1985a). Es necesario realizar la ecuación de la amplitud de movimiento en la fase concéntrica de los SAs y SCMs si se desea cuantificar la potenciación de la fase concéntrica previa a la extensión (es decir, rendimiento en SCM versus rendimiento en SA) con respecto a la fuerza, el trabajo y la respuesta de potencia (Avis y otros, 1985, 1986; Hudson y Owen, 1985). La estandarización de la profundidad en los CSs resulta incluso más difícil; estas mismas consideraciones se pueden aplicar a los SCMs.
El cálculo de la altura de salto a partir del tiempo que el deportista está sin tocar el suelo medido en una plataforma de fuerza o en una estera con cronómetro da por supuesto que las posiciones de impulso y caída son iguales. Para que esta suposición se cumpla, los sujetos reciben instrucciones de mantener el tronco tan recto como sea posible e intentar caer sobre la plataforma en el mismo lugar y con la misma posición del impulso (es decir, con el tronco y las piernas rectas). A menudo, también se pide a los sujetos que mantengan las manos sobre las caderas para evitar la contribución de los brazos (Bosco y Komi, 1979a, 1979b, 1980; Bosco, Viitasalo, Komi y Luhtanen, 1982; Hakkinen y otros, 1984; Komi, 1984; Viitasalo y otros, 1981). Estas instrucciones han sido de gran ayuda para minimizar los errores de computación (Komi y Bosco, 1987).
La estandarización de la posición y la amplitud de movimiento resultan más fáciles cuando los movimientos del SSC se evalúan en dinamómetros (Asmussen y Sorensen, 1971; Cavagna y otros, 1968) y aparatos diseñados específicamente para esta tarea (Avis y otros, 1985, 1986; Gollhofer y otros, 1987).
Imposición de las cargas de extensión. En los saltos se pueden imponer distintas cargas de extensión (fase excéntrica) haciendo que los deportistas ejecuten s desde alturas diversas (Komi, 1984), generalmente de 20 cm a 100 cm y en intervalos de 20 cm (Asmussen y BondePetersen, 1974; Bosco y Komi, 1980; Bosco, Viitasalo, Komi y Luhtanen, 1982; Hakkinen y otros; Hakkinen y Komi, 1983; Hakkinen y otros, 1986; Komi, 1984). Este intervalo de alturas de CS se ha utilizado con adultos jóvenes en buen estado de salud, deportistas incluidos. En un estudio que realizó pruebas de salto a hombres y mujeres de entre 4 y 73 años, los niños sólo llevaron a cabo saltos desde 20 cm y 30 cm por razones de seguridad. Los sujetos de más edad (entre 71 y 73 años) no efectuaron CSs (Bosco y Komi, 1980). Una vez se ha adquirido una cierta experiencia inicial con un grupo determinado de deportistas, es conveniente reducir el número de alturas de CS a una o dos, las más convenientes.
Se pueden realizar dos técnicas de CS. En la primera de ellas, llamada saltocaídarebote (SCR), el sujeto intenta saltar hacia arriba tan pronto como le sea posible después de la caída. En la segunda técnica, denominada saltocaídacontramovimiento (SCC), el sujeto lleva a cabo una deceleración más gradual (y un desplazamiento hacia abajo o profundidad mayor) antes de saltar hacia arriba (Bobbert y otros, 1987a, 1987b; ver también Bosco y Komi, 1979). Estas dos técnicas de CS han sido sometidas a análisis biomecánicos, y ha quedado demostrado que difieren en la velocidad de impulso (y por lo tanto en la altura de salto), y en la fuerza y potencia desarrolladas (Bobbert, Mackay, Schinkelshoek, Huijing y van Ingen Schenau, 1986; Bobbert y otros, 1987a; Bosco y Komi, 1979b). Las pruebas también indican que la técnica del SCR favorece a las personas en las que predominan las fibras de contracción rápida, mientras que el SCC favorece a quienes tienen una predominancia de fibras de contracción lenta (Bosco, Tihanyi, Komi, Fekete y Apor, 1982). Por consiguiente, hay que estandarizar la técnica de los CSs. A la hora de elegir la técnica se debe tenet muy en cuenta la especificidad en relación con el patrón de movimiento del deporte.
Otro factor importante en la selección de la técnica de CS es la seguridad (o riesgo de lesión). La técnica de saltocaídarebote desde una altura de 60 cm tiene una caída que ha sido asociada con fuerzas de impacto muy altas; como modo de entrenamiento, es conveniente limitar la altura de caída de los SCRs a 20 o 40 cm (Bobbert y otros, 1987b). Las pruebas de CS deben ofrecer una cierta seguridad.
Otro método para imponer diferentes cargas de extensión en el salto consiste en ejecutar SCMs con cargas distintas. Una técnica es la de hacer SCMs llevando sobre los hombros unas pesas de barra. Para la evaluación de deportistas se han utilizado cargas de entre 20 y 180 kg (Hakkinen y otros, 1984; Hakkinen y otros, 1986; Viitasalo, 1985b). Por otra parte, se pueden fijar las cargas en porcentajes del peso corporal, por ejemplo, entre el 25 % y el 220 % del peso corporal (Bosco, Viitasalo, Komi y Luhtanen, 1982). Otra técnica de carga de peso, aunque a un nivel máximo más bajo (entre el 5 % y el 40 % del peso corporal) consiste en colocar pesas planas en los bolsillos de unos monos especiales (Davies y Young, 1984). En este caso también pueden aplicarse los puntos ya tratados acerca de la estandarización, especificidad y seguridad de los CSs.
Con los dinamómetros que ofrecen el modo de contracción excéntricaconcéntrica (Cuadro 3.3) se pueden controlar la amplitud de movimiento y la velocidad de movimiento de las fases excéntrica y concéntrica. La carga de extensión puede variarse alterando la amplitud y la velocidad (Asmussen y Sorensen, 1971). Se han diseñado aparatos para realizar movimientos como el de empujar con el brazo (Gollhofer y otros, 1987) y la prensa de piernas (Avis y otros, 1985, 1986) que permiten controlar la carga de extensión y la amplitud de movimiento.
Relación entre fuerza y velocidad. A partir de SAs y SCMs se pueden desarrollar las relaciones entre fuerza, y potencia y velocidad. Los deportistas deben ejecutar los saltos con cargas diversas como ha sido descrito en el apartado de «Imposición de las cargas de extensión». Un método, en el que se utiliza una plataforma de fuerza y un electrogoniómetro (articulación de la rodilla), consiste en enfrentar la fuerza (fase concéntrica) o la energía contra la velocidad angular media de la articulación de la rodilla (Bosco y Komi, 1979b; Bosco, Viitasalo, Komi y Luhtanen, 1982; Viitasalo, 1985b). Otro método consiste en enfrentar la carga contra la velocidad vertical alcanzada en el impulso del salto o contra la altura del salto (Viitasalo, 1985a, 1985b; ver también la Ilustración 3.21). Por medio de estos protocolos se puede determinar si los deportistas se han adaptado a las cargas de extensión o condiciones de velocidad específicas (por ejemplo, Hakkinen y otros, 1986; Komi, 1984).
Número de ensayos. Es posible que con los deportistas que realizan pruebas de salto por vez primera sea necesario hacer una demostración de la técnica y después dejar que realicen varias repeticiones de práctica, en especial para los CSs y SCMs con cargas. Por ejemplo, en un protocolo hicieron unas demostraciones de los saltos, tras las cuales los deportistas hicieron tres saltos de práctica de cada tipo (SCM y CS) y, después, dos repeticiones para su evaluación (Bobbert y otros, 1987a; ver también Davies, 1971; Vandewalle y otros, 1987; Viitasalo, 1985b).
Ilustración 3.21. Relación entre fuerza y velocidad en el salto. Los sujetos realizaron SCMs con cargas que iban de 0 a 80 kg. En la ilustración pueden verse dos métodos de establecer la relación entre fuerza y velocidad. La curva A (círculos abiertos) muestra la relación entre la velocidad angular de la articulación de la rodilla (electrogonometría) y la fuerza concéntrica desarrollada en una plataforma de fuerza. La curva B (círculos cerrados) indica la relación entre la carga de salto (de 0 a 80 kg) y la altura alcanzada en el salto (calculada a partir del tiempo que dura el salto desde una plataforma). El método práctico más simple (curva B) guarda una buena correlación con la técnica de laboratorio (curva A). Basado en Viitasalo (1985b).
Si los SAs y SCMs se realizan con distintas cargas o los CSs se llevan a cabo desde diversas alturas de caída, habrá que utilizar un orden aleatorio o uno equilibrado. Por ejemplo, unos deportistas realizaron dos saltos (SCM y SA) con cargas (en kilogramos) en este orden: 0, 20, 40, 60, 80, 80, 60, 40, 20 y 0 (Viitasalo, 1985b). Cuando la evaluación se lleva a cabo en dinamómetros u otros aparatos se puede utilizar este mismo enfoque con respecto a las repeticiones.
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
Sea cual sea la prueba utilizada, hay que tener muy en cuenta la cuestión del análisis y la interpretación de los resultados. Entre los temas prácticos tratados en esta sección están los de las unidades de medida y la reproducibilidad.
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