INTRODUCCIÓN A LA BIOMECÁNICA APLICADA

El artículo que presentamos a continuación, está escrito por Aitor Zabaleta; graduado en ciencias de la actividad física y el deporte, amante de los deportes de fuerza y la biomecánica. Si os gusta este tipo de artículos, Aitor podrá seguir escribiendo y aportando.

¿Qué es la biomecánica?

La biomecánica, del latín bio que significa vida y mecánica, que es el estudio de la acción de las fuerzas. La comunidad científica internacional adoptó este término en 1970 para referirse al estudio de la mecánica de los organismos vivos (Hall, 2012). ¿Por qué salta un saltador de altura más alto que otro? ¿Por qué tarda un corredor con las mismas capacidades cardiovasculares que otro, 2 minutos más hasta estar exhausto? ¿Por qué se cae un anciano, y cómo podríamos prevenir que se cayese? La biomecánica nos permite solucionar problemas de índole mecánico en el cuerpo de un ser vivo.  

Una vez fue considerada ciencia, el estudio de la mecánica de los organismos vivos no tardó en fijarse en el deporte, y en cómo podrían mejorar los deportistas su rendimiento si se estudiase la mecánica de su cuerpo, y los requerimientos de su deporte.  Se han hecho muchos avances en los últimos años, y podríamos decir que las mediciones e interpretaciones son mejores que nunca, y por consiguiente, se han conseguido grandes logros gracias a la biomecánica.

Razones por las que la biomecánica te interesa

La biomecánica te interesa por estas razones:

1. Optimizarás tu rendimiento: Tendrás más información acerca de la mecánica de tu cuerpo en tu deporte, lo que hará que comprendas, que probablemente lo que haces en tu gesto de competición no es lo óptimo.  Y probablemente, lo que haces en tu entrenamiento para mejorarlo tampoco lo sea. O sí, pero si no lo mides jamás lo sabrás. La biomecánica te da la opción de medirlo.  

Ejemplo práctico

¿Es el peso muerto sumo, trampa?Actualmente, muchos de los powerlifters hacen el peso muerto al estilo sumo. El peso muerto convencional, consta en hacer peso muerto con las piernas juntas y el agarre a los lados de las piernas. De esta forma hay que realizar una extensión de rodilla y de cadera completa, elevando mientras tanto, la barra. Pero la IPF (International Powerlifting Federation) no especifica cuál es el agarre ni la anchura de los pies obligatoria, y hace ya algunos años que algunos levantadores descubrieron que abriendo mucho las piernas y manteniendo un agarre más cerrado (conocido como estilo sumo, en la imagen), algunos levantaban más kilos. ¿Por qué?

Existen varios estudios analizando activación muscular y algunos rasgos mecánicos de ambos pesos muertos (R.F. Escamilla et al., 2016), pero si lo que queremos es levantar el mayor peso posible, lo que determinará cuál nos viene mejor, será la estructura de la cadera. Existe mucha variabilidad en las estructuras de la cadera de la población (Kamath, Coleman, Belkoff, & Mears, 2011; Rubalcava, Gómez-García, & Ríos-Reina, 2012). Cabe decir, que la posición del fémur respecto a la cadera, tanto en el plano frontal como en el transversal, la posición del acetábulo, el grosor del cuello del fémur y la profundidad del acetábulo entre otras variables son las que determinarán si estamos cómodos o no haciendo un peso muerto sumo, además de la cantidad de fuerza que podamos aplicar. Además de eso, otros factores como la longitud de los brazos respecto al torso son también clave para saber qué peso muerto elegir (Hales, 2010), como aclaran en este artículo Agustín y Eneko.

De todas formas, es muy fácil rebatir a aquellas personas que creen que el peso muerto sumo es trampa. El argumento más común entre los que defienden que el peso muerto sumo es más fácil es que el sumo tiene un momento de fuerza menor sobre la cadera. Pero esto es falso,  puesto que se ha visto que el momento sobre la cadera es muy parecido en ambas modalidades (R.F. Escamilla et al., 2016), y que la única diferencia es que hay ligeramente más tensión en la zona lumbar en el peso muerto convencional, y ligeramente más tensión en los cuádriceps en el sumo (R F Escamilla, Francisco, Kayes, Speer, & Moorman III, 2002). Y aunque es cierto que el sumo tiene un RoM un 20-25% más corto, esto afecta al consumo energético en el peso muerto, pero no a la cantidad de fuerza que se puede aplicar. Este artículo de Greg Knuckols en el blog Stronger by science lo ilustra de forma simple. Para cerrar el tema cabe añadir que, si nos fijamos en los pesos muertos más pesados que hay, aquellos que superan los 400 kilos, son casi todos convencionales. Concluyo, no, el peso muerto sumo no es trampa, pero probablemente uno de los dos estilos se te dará mejor que el otro, lo que no significa que haya uno que sea más fácil para todo el mundo.

2. Mejorará tu criterio de cara al entrenamiento. Hace algunos meses, Eneko subía a este blog un interesante artículo hablando sobre en qué musculatura/ parte de la musculatura pectoral incidíamos más basándonos en el brazo de palanca de cada haz muscular en diferentes ejercicios entre otras variables. Eneko realizó una selección de ejercicios basándose en la biomecánica. No es broma. Si quieres tener un criterio válido para hacer una buena selección de ejercicios para tu preparación necesitas mediciones reales y precisas sobre lo que supone cada ejercicio para tu cuerpo.

                              Ejemplo práctico

Al afrontar una carrera, los corredores que quieren competir deben tener una estrategia para saber cómo ganar a sus oponentes. Para eso, hace falta analizar cuál es la manera óptima de correr. Así es como hace pocos años descubrieron que la velocidad que alcanza un corredor no depende de lo rápido que mueva las piernas, sino de la fuerza que aplica contra el suelo(Seitz, Reyes, Tran, Saez de Villarreal, & Haff, 2014). Más concretamente, hay que destacar las fuerzas que el corredor ejerce de delante hacia atrás, es decir, fuerzas de vector horizontal, que son las que más aumentan según aumenta la velocidad de la carrera(Brughelli, Cronin, & Chaouachi, 2011; Nummela, Keränen, & Mikkelsson, 2007). Así es como los corredores han empezado a hacer ejercicios que involucren los grupos musculares encargados de realizar acciones de vector horizontal, como el hip thrust entre otros.

3. Prevención de lesiones: Entenderás por qué tuviste aquella lesión en la rodilla, sabrás por qué debes tener cuidado con los ejercicios overhead, entenderás por qué tienes ese buttwink en la sentadilla… Y si sabes por qué ocurre, también sabrás como evitarlo.

Por cierto, el buttwink es el gesto anteversión pélvica y flexión del raquis en la zona lumbar que ocurre en la parte profunda de la sentadilla. Es decir, la curvatura que aparece en la zona lumbar cuando estamos en la parte profunda de la sentadilla. Es un gesto potencialmente lesivo que tenemos que intentar evitar. Tradicionalmente se creía que su origen era un acortamiento de la musculatura isquiosural o debilidad en la musculatura lumbar. Aunque aún no se ha hallado cuál es la causa exacta de este fenómeno, hoy en día se sabe que tiene gran relación con la falta de movilidad en el tobillo y cadera. (Campos et al., 2017; Kim, Kwon, Park, Jeon, & Weon, 2015; List, Gülay, Stoop, & Lorenzzeti, 2013).

¡Estudia la biomecánica!

Ahora que ya sabes que sabes que la biomecánica te vendría muy bien para tu deporte, ¿porque no intentas aplicarla tu deporte?

Paso 1: ¿Qué quieres conocer, y cómo puedes conocerlo?

Variables que podrían interesarte

Para saber qué tipo de variables elegir, existe una clasificación básica: variables cinéticas y variables cinemáticas: Las variables cinemáticas, son aquellas que miden el movimiento de un objeto. Por lo tanto, el desplazamiento,  la aceleración, la velocidad, son variables cinemáticas. En cambio, la cinética analiza las fuerzas que provocan dicho movimiento. La fuerza, el impulso o el momento de fuerza son ejemplos de variables cinéticas.

A continuación os presento las variables que más interesantes me parecen a mí, de más fácil a más difícil:

               -Masa: Conocida como peso, probablemente no nos dará mucha información conocerla, pero tendremos que tenerla en cuenta constantemente para los cálculos que realicemos, no olvides que existe.

               -Desplazamiento: Analizar el desplazamiento de un objeto es clave si queremos saber más a cerca de qué musculatura se encarga o sobre qué musculatura incidimos en un movimiento concreto, porque el movimiento de un objeto es consecuencia de las fuerzas que actúan sobre él. Por ejemplo, en mi TFG comparé el ejercicio del hip thrust y el Glute Bridge, y tras analizar varios sujetos, observamos que la barra hacía desplazamiento horizontal además del desplazamiento vertical en ambos ejercicios. De esto pudimos concluir además que dicho movimiento se acentuaba dependiendo de la intensidad relativa, y que podía tener relación con un pequeño movimiento horizontal inicial para ganar algo de inercia. Este movimiento solo facilitaba el levantar el peso, pero no suponía ninguna ventaja, y gracias a esta observación, pensamos algunas estrategias para evitarlo.

               -Tiempo: Es necesario que conozcamos el tiempo, puesto que, siempre que midamos el desarrollo de una variable tendremos que tener en cuenta el tiempo en el que ocurre. Hay que tener en cuenta, además, que hay ocasiones en las que el tiempo per se cobra cierta importancia. Por ejemplo, el TUT o time under tension (tiempo bajo tensión) es una variable a tener en cuenta para las ganancias de masa muscular (Gentil et al., 2006; Mikesky et al., 1989), y depende del tiempo que el deportista está soportando la carga y el RoM de dicha carga.

               -Velocidad: La velocidad de ejecución ha cobrado gran importancia los últimos años cuando se ha visto la aplicación que tiene para evaluar las ganancias de masa muscular y el estado de forma diario, además de la fatiga dentro del entrenamiento (González-Badillo & Sánchez-Medina, 2010; Sánchez-Medina & González-Badillo, 2011; Sánchez-Moreno et al., 2017). Es básico medirla por su utilidad para evaluar la fuerza de manera indirecta.  

               -Aceleración: La aceleración es la variación de la velocidad por unidad de tiempo. Es una variable que me gusta mucho sobre todo cuando analizo ejercicios realizados con cargas, puesto que, la carga que movemos en el gimnasio es casi siempre una carga invariable (siempre hay una carga igual en la barra cuando estamos haciendo una serie). Por lo tanto, si la masa (M) que estamos moviendo es siempre la misma, las variaciones de la aceleración (A), pueden darnos mucha información acerca de las fuerzas (F), sabiendo que F=MxA. No tengo ninguna plataforma de fuerzas, pero en cambio si puedo estimar la aceleración por otras vías, y de ahí estimar las fuerzas.  Por eso me gusta la aceleración como variable.

               -Fuerzas: Las fuerzas son complejas de medir directamente, pero también es una variable que nos interesa conocer (y mucho). ¿Por qué nos interesan las fuerzas? Porque en todo momento estamos aplicando fuerza contra el suelo, para una cosa y para otra. Cuando esa aplicación de fuerza que hagamos contra el suelo marca la diferencia entre quedar primero y segundo, conocer dichas fuerzas cobra importancia.

               -Torque o momento de fuerza: Una de mis variables favoritas. El Torque es una magnitud que mide la capacidad de una fuerza para alterar la velocidad de giro de un cuerpo. Se calcula multiplicando la fuerza que se ejerce sobre un objeto, por la distancia de dicha fuerza respecto al eje de giro.  Por ejemplo, si empujamos una puerta muy cerca de la bisagra, tenemos que aplicar mucha fuerza para moverla, pero si estamos lejos, no. Esto es por la distancia que hay desde donde empujamos al eje de giro.  A mayor distancia, más torque se producirá cuando empujemos si aplicamos la misma fuerza. El torque puede ayudarnos a definir el rol que una articulación tiene en un gesto concreto. Pero es muy difícil de medir, por lo que la mayor parte de las veces obtengo datos de mediciones existentes en la literatura científica. David Winter, uno de los grandes autores de la biomecánica, tiene mucho escrito al respecto.

                                     Imagen de Fisicalab

Paso 2: Obtén datos

Formas de obtener información

Existen muchas variables que podemos analizar y nos darían información muy interesante. Pero debemos tener en cuenta una cosa: No todo se puede medir. De hecho, medir directamente la mayor parte de las cosas es muy difícil, por eso, tenemos que diferenciar entre medir y estimar. 

               -Medir se refiere a  medir directamente: Por ejemplo, medir un salto de longitud. Estamos midiendo el desplazamiento horizontal del/la atleta directamente.

               - Estimar es determinar el valor de algo a partir de otras mediciones que tienen con ella. Un encoder no mide fuerzas, mide desplazamiento y tiempo, y de ahí obtiene la velocidad. Pero la velocidad que mide es consecuencia de unas fuerzas, por lo que, en determinados casos, podríamos estimar las fuerzas existentes en un movimiento con un encoder.

Esto demuestra que es importante que variables elegir…

Traigo un ejemplo que demuestra perfectamente lo importante que es elegir bien las variables que quiere estudiar. En las ciencias del deporte muchas veces, nos dejamos seducir por la cinemática, que tiene la ventaja de ser observable, y por lo tanto, mucho más simple de medir que la cinética. En el caso del rendimiento deportivo, la cinemática puede ser engañosa. Hace no demasiado ví en instagram una cuenta que clasificaba la zancada como ejercicio dominante de rodilla. Clasificaban la zancada como dominante de rodilla, porque mostraba mayor flexión que la cadera. Es decir, utilizaban una variable cinemática, la flexión (el desplazamiento angular) de las articulaciones para suponer, que dichas articulaciones eran las que hacían más esfuerzo en el ejercicio de zancada. Pero no midió la variable que debía…

El “esfuerzo” que hace una articulación, puede definirse como la contribución que hace al gesto. Es decir, la fuerza que produce una articulación, con respecto a la fuerza total que aplica la persona que hace zancadas contra el suelo. Pero las fuerzas son variables cinéticas, y en este caso, se midieron variables cinemáticas. Y la consecuencia es una conclusión errónea. Riemann, Lapinski, Smith, & Davies, (2012) estudiaron la zancada frontal con 4 cargas progresivas, siendo el 50% del peso corporal la carga máxima. La articulación en la que más desplazamiento se vio fue la rodilla, pero según aumentaba el peso, el trabajo (W) de la cadera y del tobillo aumentaba de manera lineal, pero el de la rodilla no aumentó, y tampoco lo hizo el desplazamiento de las articulaciones. Es decir, aunque en términos de cinemática la zancada frontal sea un ejercicio dominante de rodilla, en términos de cinética es dominante de cadera. Y en este caso, nos interesa más la cinética.

Paso 3: Saca conclusiones y ponlas en práctica

Empieza por algo sencillo. Algo que ni siquiera tengas que medir, o que exija una intervención mínima por tu parte. Por ejemplo, extrapola hallazgos de la literatura a tus deportistas, y observa lo que pasa. La biomecánica es algo complejo, y exige años de estudio, formación y práctica dominarla. En muchas ocasiones los ingenieros toman parte en los estudios de biomecánica por la complejidad que tienen los cálculos que hay que hacer, y es muy difícil llegar a lo más alto. Pero conocer una base es una grandísima ayuda, y te dará caché como profesional del deporte.

Conclusiones

La biomecánica te ayudará a conocer mejor tu deportista desde un punto de vista científico, es muy útil, y dado que se utiliza mucho en los artículos, es obligatorio conocer la base. Aunque no es necesario que hagamos un estudio científico para obtener información sobre una variable mecánica de un deportista en concreto, es importante que sepamos qué variables son importantes y cómo podemos medirlas o estimarlas. La biomecánica abarca un gran abanico de posibilidades y espero haberte intrigado lo suficiente como para entrar y aprender sobre ella, si es así, ¡mucha suerte!

Bibliografía

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Comentarios

  • Javier, Vie, 24/08/2018 - 18:53:

    Muy buena explicación breve y sencilla para tener la base y saber como poder aplicarla, que aplicarla resulta complicado, personalmente es lo que mas me cuesta entender y poner en práctica, no queda otra mas que trabajarlo e intentar ponerlo en práctica y perseverar con ello, recomiendas algun libro que merezca la pena y pueda ser util para aplicarlo en la práctica? muchas gracias por la aportación, espero que haya muchas mas, que gran trabajo, saludos

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