Biomecánica aplicada a la locomoción y el salto en el voleibol
	Graduado em Educação Física pela UNESA do RJ Especialista em Fisiologia do Exercício e Avaliação Morfofuncional pela UGF do RJ Especialista em Musculação e Treinamento de Força na UGF do RJ	Nelson Kautzner Marques Junior nk-junior@uol.com.br (Brasil)
	Resumen           El objetivo del estudio es explicar la aplicación de la biomecánica en el voleibol para facilitar el conocimiento de ambas disciplinas. La investigación se dividió en biomecánica de la locomoción del voleibol y biomecánica del salto de voleibol, con desarrollo de las ecuaciones, cuya finalidad es el entendimiento de la biomecánica en las acciones del jugador de voleibol. Sin embargo, la investigación tiene limitaciones, a causa de las pocas referencias sobre biomecánica aplicada al voleibol. Ambas disciplinas requieren más investigación.           Palabras claves: Voleibol. Biomecánica. Salto. Locomoción.             Traducción: John Jairo Sanabria. Ingeniero electrónico UDI, Magíster en Ingeniera de sistemas UIS, postulante a Doctorado en la USP en Ingeniería Eléctrica. Especializado en el procesamiento y análisis de imágenes con aplicación en entornos de entrenamiento deportivo y diagnostico de enfermedades neurodegenerativas.
	EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 17, Nº 171, Agosto de 2012. http://www.efdeportes.com

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Em Portugués

Introducción

    La biomecánica es la ciencia que estudia el movimiento humano (BAUER, 1999) a través del análisis de la Física de los sistemas biológicos (AMADIO, 1986). ATWATER (1980) expone que la biomecánica investiga no solo el movimiento humano, adicionalmente investiga sobre equipamientos deportivos, prótesis, equipos de seguridad y otros aspectos relacionados. Las investigaciones de la biomecánica en la Educación Física son realizadas desde parámetros cinemáticos (cinemática: relativo al movimiento mecánico) y dinámicos del ser humano (AMADIO, 2000).

    AMADIO (2000) muestra que la biomecánica se puede dividir en fuerzas internas y externas. Las fuerzas internas están compuestas por las fuerzas musculares, articulares y otras fuerzas, mientras que entre las fuerzas externas, encontramos la fuerza de gravedad, la fuerza de reacción del suelo y otras (AMADIO, 1986). Las fuerzas internas se relacionan con la acción motora y con las cargas mecánicas soportadas por los miembros inferiores, representadas por la tensión, resultando en el desarrollo y crecimiento de las estructuras del cuerpo (AMADIO, 2002). El conocimiento de las fuerzas internas es necesario para:

    El perfeccionamiento de la técnica del movimiento, así como, para la determinación de las cargas excesivas durante las actividades físicas en los deportes de alto rendimiento o en actividades laborales cotidianas (AMADIO, 2002, p. 29).

    SERRÃO (2002) muestra que mediante la biomecánica se puede lograr una mejora en el desempeño del deportista y en la calidad de vida del atleta y del ser humano común, a través de la determinación del estrés mecánico impuesto en las actividades en posición pedestre o sentado, indicando las modificaciones de la posición, en la escogencia de calzado adecuado para la práctica deportiva (SERRÃO et al., 2000), y el entrenamiento acerca de la forma adecuada para levantar un objeto (WIRHED, 1986), y el uso del cinturón de seguridad (cinta pélvica) para levantamiento de cargas (GONÇALVES e CERQUEIRA, 2000), la escogencia de un suelo blando para el ejercicio (SERRÃO, 2002), en el análisis de la cinemática de niños transportando mochilas (MOTA et al., 2002), en la ejecución adecuada del entrenamiento muscular (CAMPOS, 2000) y otros. ¿Pero cuál es la importancia de la biomecánica para el voleibol?

    MARQUES JUNIOR (2001) expone que un docente de Educación Física a partir de la biomecánica puede determinar los movimientos articulares de la preparación de fuerza especial, teniendo la posibilidad de identificar la correcta o inadecuada técnica deportiva del voleibolista, siéndole posible descubrir nuevas acciones motoras que optimizan el desempeño atlético del jugador. La aplicación del contenido del estudio de la biomecánica en el voleibol se hace importante para entender cómo se dan los movimientos, facilitando la comprensión del deporte para los interesados en las dos disciplinas, biomecánica y voleibol, es decir, aplicar la biomecánica a la locomoción y el salto del voleibol.

    Conocer algunas características del juego de voleibol es importante para utilizar la ciencia del movimiento, la biomecánica, en el voleibol. En un juego de voleibol se dan aproximadamente entre 250 y 300 acciones motoras, representadas en los saltos, carreras de velocidad de corta distancia y en los rescates de balón (secantes) (BARBANTI, 1986). Las acciones predominantes son de potencia y fuerza, siendo a-cíclicas, con (o sin) reposo activo (SLEIVERT et al., 1995) requiriendo principalmente del sistema fostagénico y con la participación del metabolismo aeróbico en la recuperación del esfuerzo (IGLESIAS, 1994) y a causa de la duración del juego (CHIAPPA, 2001).

    El juego de voleibol está compuesto por la integración de los fundamentos del saque, pase, levantamiento, ataque, bloqueo y defensa (EOM e SCHUTZ, 1992). Siendo un juego táctico, pues la técnica intenta apoyar la táctica escogida por el voleibolista (MOUTINHO, 1991). Los partidos se pueden realizar con 5 atacantes y 1 levantador (MOUTINHO, 1995) o en parejas.

    Generalmente es realizada por jugadores altos, fuertes y con buena propulsión (JIAMING, 1983). Siendo la experiencia clave en la determinación de las acciones motoras más eficaces, siendo obvio ello en los profesionales más que en los amateurs (KIOUMOURTZOGLOU et al., 2000) y el componente psicológico es de extrema importancia para los jugadores (PEDERSEN, 2000).

    La propuesta de investigación presentada es la aplicación de la biomecánica en la locomoción y el salto de voleibol para lograr el conocimiento de ambas disciplinas.

Biomecánica de la locomoción del voleibol

    El voleibol es un deporte que exige de la velocidad de avance (OUELLET, 1985; TEIXEIRA e GOMES, 1998; THISSEN-MILDER e MAYHEW, 1991), alcanzada por la carrera, durante periodos cortos de entre 5 y 12 segundos, con un requerimiento energético del metabolismo creatin fosfato (FIGUEIRA JÚNIOR, 2002; HESPANHOL e ARRUDA, 2000; IGLESIAS, 1994; NUNES et al., 2000; OLIVEIRA, 1997; PALAO et al., 2001; PINTO e GOMES, 1993; STANGANELLI, 1992).

    Entre los fundamentos del voleibol, el saque en suspensión (o Viaje al Fondo del Mar), puede ocurrir con un avance lento, denominado de pasada. El ciclo de avance (WEINECK, 1990) o de carrera (HAY, 1981; WIRHED, 1986) se divide en impulso, oscilación y apoyo. En la fase de impulso el jugador se propulsa con los pies contra el suelo e inicia la fase de oscilación (HAY, 1981; WEINECK, 1990; WIRHED, 1986). Con ayuda del impulso, los miembros inferiores se muevan hacia el frente ocasionando la separación de los pies del suelo en la fase de oscilación (HAY, 1981; WEINECK, 1990; WIRHED, 1986). Luego de la oscilación, el voleibolista realiza el contacto del pie con el suelo (fase de apoyo) y termina esta fase cuando la pierna de apoyo pasa por la vertical (HAY, 1981; WEINECK, 1990; WIRHED, 1986). E inicia un nuevo ciclo.

    Cuando el atleta realiza la flexión de la cadera y la rodilla en la marcha (avance) (WEINECK, 1990) o en la carrera, en la fase de oscilación y de apoyo se da una acción muscular excéntrica (KOMI, 1992), acción isométrica por un periodo corto (ÁVILA et al., 2002) en la etapa de apoyo, y pasando a contracción concéntrica (KOMI, 1992) en la fase de impulso, con acción articular de extensión de cadera y de rodilla (WEINECK, 1990).

    La fuerza de reacción vertical del suelo en la marcha, es de aproximadamente el 120% de la masa corporal total (peso) en la fase de apoyo y en la etapa de impulso, siendo necesaria la utilización de calzado apropiado para amortiguar el impacto (MESSIER, 1994). La fase de oscilación de la marcha se divide en aceleración y desaceleración, ocurriendo cuando los pies están alejados del suelo (ARAÚJO, 2000).

    En la carrera, la fuerza de reacción vertical del suelo es aproximadamente de 2 a 3 veces la masa corporal total en la fase de apoyo (MESSIER, 1994). Durante la etapa de impulso de la carrera, el pico de fuerza del suelo es mayor que el de la fase de apoyo, siendo recomendado un buen tenis para la práctica deportiva (MESSIER, 1994). MESSIER (1994) enuncia:

    Un aumento en la velocidad de la carrera causa también efectos en la magnitud de la fuerza de reacción del suelo. Investigaciones han demostrado, cuando la velocidad de la carrera aumenta a 8 min/milla desde 6 min/milla, el pico de la fuerza vertical aumenta aproximadamente entre 2 y 3 veces, la masa corporal total (p. 26).

    La carrera horizontal contribuye en un 36,05% en el salto del ataque (WILKERSON, 1985). Generalmente ocurre con el tercer toque a la bola (SHALMANOV, 1998) pudiendo darse en la red o en la línea de los 3 metros. La carrera de aproximación se realiza en un máximo de cuatro pasos, siendo el último el más largo para el atleta localizado cerca a la red (CARNAVAL, 2000) o cerca del punto ideal para saltar los 3 metros y efectuar el ataque. La velocidad de la carrera horizontal se ubica entre los 0,3 y 4,4 metros por segundo (m/s) (LACONI et al., 1998). El saque en suspensión posee características similares a las del ataque (cortada), en el número de pasadas y en el movimiento, es decir, es un ataque (cortada) realizado en la zona de saque. La velocidad de los pasos es de 2,76±0,35 m/s, en el estudio de COLEMAN (1997).

    Las bolas próximas al voleibolista para bloqueo y él movimiento sugerido en la pasada (BORSARI, 1996) acerca de la cual BUEKERS (1991) explica que el atleta está de frente a la red y su acción es rápida, siendo de de 2,01± 86 m/s. En la revisión de VINT (1992), la duración de esta es de 1,28 m/s. En las bolas alejadas del jugador, BUEKERS (1991) indica que la carrera de aproximación para alcanzar la pelota se da en un tiempo de 1,89±13 m/s.

    HAY (1981) afirma que es posible determinar la velocidad de desplazamiento del atleta a través de la longitud del paso (CP) (la distancia de cada paso) y de la frecuencia del paso (FP) (la cantidad de pasos realizados en un determinado tiempo). Podemos establecer la velocidad de la marcha o de la carrera del voleibolista por la formula indicada por HAY (1981):

    Un voleibolista hace un avance de 1,95 metros (m) y realiza 2 pasos por segundo (s) cuando ataca en la red. ¿Cuál es su velocidad?

V = ?        V = 1,95 x 2 = 3,9 m/s

CP = 1,95 m

FP = 2 s

    La distancia es el espacio entre dos cosas (HALL, 1993), por ejemplo de la línea final del cuadro de voleibol en arena para duplas hasta la red. HAY y REID (1985) ilustran que el inicio y el fin de un trayecto son denominados desplazamiento (d), por ejemplo, el atleta que corre de la zona de saque luego del servicio para hacer un bloqueo en la red. La duración del movimiento del deportista para recorrer una determinada distancia es el tiempo (t) empleado (HALL, 1993), es decir, el tiempo de desplazamiento del voleibolista del punto de saque hasta la red. Para conocer la velocidad media (Vm) de un atleta, basta realizar el siguiente cálculo (HALL, 1993; HAY e REID, 1985; RASCH e COLABORADORES, 1991):

Vm = desplazamiento : tiempo empleado = ?

    Sabemos que el voleibolista del juego de duplas luego del saque, se desplaza 8 m hasta la red, para efectuar un bloqueo. El tiempo empleado es de 5 segundos para llegar a la red. Cuál es la velocidad media del jugador?

Vm = ?         Vm = 8 : 5 = 1,6 m/s

d = 8 m

t = 5 s

    Ahora, en caso de desear identificar la rapidez media (Rm), es preciso dividir la distancia recorrida (d) por el tiempo transcurrido (t) en el trayecto (HALL, 1993; HAY y REID, 1985; RASCH e COLABORADORES, 1991). El atleta de voleibol en arena para avanzar hasta la red recorre 10 m, aunque el cuadro tiene 8 m de longitud, en un tiempo de 5 segundos. Conociendo estos valores, se llevan a la expresión para el cálculo del Rm.

Rm = ?          Rm = distancia : tiempo empleado

d = 10 m

t = 5 s          Rm = 10 : 5 = 2 m/s

    Para saber el tiempo empleado (T) de una carrera o caminata, GUIDA (1984) usa el siguiente cálculo:

T = distancia recorrida: velocidad media

    Si el atleta de voleibol recorre 10 m para llegar a la red y su velocidad media es de de 2 segundos, luego el resultado es:

T = 10 : 2 = 5 m/s

    La aceleración (a) es la cambio de velocidad en un determinado intervalo de tiempo, representada por la expresión (HALL, 1993):

    La velocidad para que el jugador de voleibol haga un ataque es de aproximadamente 20 a 30 segundos (PALAO et al., 2001). Sabemos que en la mañana, la carrera de aproximación en el ataque (cortada) de los atletas de elite es de 3 m/s. BOMPA (2002) afirma que los atletas de más de 25 años requieren de un descanso más prolongado luego de una sesión. El jugador de elite tiene 30 años, y luego del entrenamiento, se desplaza a su sitio de trabajo como vendedor de almacén. Pasando buena parte del día de pie, sin realizar una adecuada recuperación luego del esfuerzo físico. En la noche vuelve a entrenar, y su carrera de aproximación en el ataque (cortada) se hace más lenta, siendo de 5 m/s en 10 segundos. Considerándose que la velocidad en un momento (v1) es igual a 3 m/s, la velocidad en el momento siguiente (v2) es igual a 5 m/s y su tiempo transcurrido fue de 10 s, es posible calcular la aceleración:

a = ?          a = 5 - 3 / 10 = 2 m/s²

v1 = 3 m/s

v2 = 5 m/s

t = 10 s

    HAY y REID (1985) explican acerca de las unidades de medida de la aceleración:

    Debido a que la unidad de tiempo tiene que ser considerada dos veces, una vez como parte de la unidad compuesta usada para describir el cambio en la velocidad y otra vez como la unidad para describir el espacio de tiempo empleado (p. 73).

    El resultado del cálculo de la aceleración ésta expresado como 2 metros por segundo cuadrado, indicando que la velocidad aumenta en 2 metros a cada segundo (RASCH e COLABORADORES, 1991).

    HAY y REID (1985) muestran que la desaceleración ocurre cuando el valor expresado en m/s2 sea negativo. Cuando la aceleración es igual 0, la velocidad es constante (HALL, 1993).

Biomecánica del salto de voleibol

    El salto vertical (UGRINOWITSCH et al., 2000) es un salto oblicuo (MARQUES JUNIOR, 2001) relacionado con el desempeño de los jugadores de voleibol.

    BARBANTI (1986) afirma que entre el 50 y 60% de las acciones motoras en el juego de voleibol están constituidas por saltos, aproximadamente entre 180 y 210 se dan para realizar los ataques (cortadas) y los bloqueos. PIERON e LIGOT (1977) afirman que en el campeonato francés de la 1ª y 2ª división ocurren 412 ataques y 357 contra-ataques. En la 3ª Copa de la Federación Internacional de Voleibol en 1987, entre selecciones masculinas, EOM y SCHUTZ (1992) observaron que en 72 juegos se dan 163 ataques. Y los movimientos que más contribuyen a los vencedores son el ataque y el bloqueo (EOM y SCHUTZ, 1992). Para FORTUNATO et al. (1991), los vencedores en las competencias poseen un mejor ataque y bloqueo, siendo ellos los principios fundamentales del voleibol actual. Podemos adicionar la recepción y el saque por encima como los fundamentos más importantes, aparte del ataque y del bloqueo.

    Los saltos de ataque, bloqueo y saque son los de mayor esfuerzo en el voleibol (OLIVEIRA, 1997). En la 1ª división del voleibol americano femenino, los 10 mejores equipos realizaron en 13 juegos, 593 saltos, ya sea en ataque o en bloqueo, conllevando un riesgo de lesión a causa de los excesivos saltos (TILLMAN et al., 2001). En la final de la Liga Mundial de 1992, entre Italia y Cuba, IGLESIAS (1994) identifico que 60% de las acciones en el juego de voleibol, correspondían a saltos. Los levantadores efectuaron 269 saltos, los atletas del medio realizaron 223, los punteros de salida de red practican 197 saltos y los punteros de la entrada de red realizan 128 saltos, dando una media de 194 saltos (IGLESIAS, 1994).

    Para el preparador físico de la selección brasileña masculina de 1981 a 1984, los jugadores más activos realizan 30 saltos por set, haciendo un total por partido de 150 saltos (ROCHA, 1983). De acuerdo con Cordeiro (1996 en RODACKI et al., 1997), los levantadores realizan 21 saltos por set, y los atacantes 32 saltos por set. RODACKI et al. (1997) observan en sus investigaciones que los atletas de las categorías infantiles-juveniles (hasta 16 anos) del sexo masculino, en la final del campeonato paranaense alcanzan los siguientes valores de saltos: 64,5±24,1 para los levantadores, 47,0±28,0 para los jugadores del medio y 31,4±19,9 para los atletas de las puntas.

    Para LIAN et al. (1996), entre el 30 - 40% de las acciones en voleibol corresponden a saltos. Y aproximadamente se realizan 60 saltos por hora, los voleibolistas más activos son los jugadores del medio, siendo los más propensos a sufrir lesiones en las rodillas (LIAN et al., 1996). MONTEIRO et al. (1993) afirman que los levantadores realizan entre 15 y 35% de saltos verticales en los bloqueos, 3 a 10% de los saltos verticales en los ataques. El elevado número de saltos verticales en los bloqueos se ocasiona dado que los levantadores bloquean a los jugadores más solicitados durante el ataque, y entrada de red (atacante de zona 4) (MONTEIRO et al., 1993).

    VIMEIRO-GOMES y RODRIGUES (2001) señalan que los voleibolistas no se hidratan correctamente, ocurriendo una hipo-hidratación en las sesiones. Este acontecimiento puede resultar en una disminución en la potencia muscular de los miembros inferiores y ocasiona un salto vertical menos alto (HOFFMAN et al., 1995).

    En la fase preparatoria del impulso ocurre un contra movimiento (movimiento de flexión de los miembros inferiores en dirección contraria a la acción principal, o salto) de 90° en el ataque (cortada), en el saque en suspensión (o Viaje al Fondo del Mar) y en el bloqueo (TOYODA, 1983) y en el levantamiento. El contra movimiento es una acción de los miembros inferiores responsables por el aumento de la altura del salto vertical (ROCHA et al., 1999). HARMAN et al. (1990) afirman que el contra movimiento contribuye en un 39% al impulso. En esta etapa (la fase preparatoria para el impulso) del bloqueo con carrera de aproximación, en el saque en suspensión y en el ataque (cortada), los hombros realizan una extensión acompañada de la rotación interna de la cintura escapular.

    En el contra movimiento la acción muscular es excéntrica (PRILUTSKY e ZATSIORSKY, 1994) proporcionando un almacenamiento de la energía potencial elástica (BOSCO et al., 1982) en los componentes elásticos del complejo músculo-tendinoso (KOMI, 1992). Siendo seguido por una acción isométrica durante un periodo de tiempo mínimo (ÁVILA et al., 2000). La energía elástica es convertida en energía mecánica por los miembros inferiores con una transición rápida a contracción concéntrica (OSÉS, 1986), proporcionando un incremento en el salto vertical (ANDERSON e PANDY, 1993; VOIGT et al., 1995).

    En la fase de impulso del bloqueo (CARNAVAL, 2000), del ataque (cortada) (COLEMAN et al., 1993) , del saque en suspensión y en el levantamiento, el jugador realiza contracción concéntrica, con acción articular de extensión de cadera, rodilla, columna vertebral y flexión plantar (CARNAVAL 2000; COLEMAN et al., 1993). En esta etapa la velocidad vertical es de 2,77±0,35 m/s en el saque en suspensión (COLEMAN, 1997), de 3,59 m/s en el ataque (cortada) con dos pasos (HUANG et al., 1999) y de 2,69 m/s con una paso (HUANG et al., 1998). Simultáneamente los hombros efectúan flexión y la rotación externa de la cintura escapular para apoyar el salto del voleibolista. Esta acción de los miembros superiores se realiza apenas en el bloqueo, en el saque y en el ataque (cortada). HARMAN et al. (1990) afirman que el balanceo de los brazos (extensión y flexión de los hombros) contribuye en un 10% al impulso. SHALMANOV (1998) expone que al momento de la flexión del hombro debe realizarse al mismo tiempo que la flexión de codo a fin de ejercer un menor esfuerzo en el atleta. Este procedimiento debe realizarse en el saque en suspensión, el ataque (cortada) y en el bloqueo con carrera de aproximación. En el bloqueo con paso lateral el jugador realiza simultáneamente abducción del hombro y extensión del codo.

    RASCH & COLABORADORES (1991) muestran que la palanca de 3ª tipo tiene una fuerza (F) entre el eje (E) y la resistencia (R). Cuando el voleibolista practica la flexión de hombro con el codo estirado en el bloqueo, en el saque o en el ataque (cortada), utiliza una palanca de 3ª tipo con un brazo de resistencia (BR) mayor que el del brazo de fuerza (BF), resultando en una menor ventaja mecánica (VM). Sin embargo al realizar la flexión de hombro simultáneamente con la flexión del codo "prematuramente", de acuerdo SHALMANOV (1998) recomienda, disminuir el BR y aumenta el BF, proporcionando una VM positiva.

    La fase de vuelo del bloqueo con balanceo de los brazos, el atleta de voleibol ejecuta rotación de la columna vertebral, consecuentemente hace que el cuerpo quede de frente a la red. BORSARI (1996) ilustra que los miembros superiores hacen una circundicción desde afuera hacia adentro, es decir, ocurre una rotación interna del hombro acompañado de la rotación interna de la cintura escapular. En el bloqueo sin balanceo de los miembros superiores, el atleta mantiene los brazos estirados y puede hacer una elevación del hombro.

    En la fase de vuelo del levantamiento, el atleta hace una abducción del hombro con extensión del codo a fin de lograr la acción deseada.

    En la fase de vuelo del saque en suspensión el voleibolista alcanza la altura necesaria para efectuar el saque. COLEMAN et al. (1993) muestran que el jugador provoca la hiperextensión de la columna vertebral simultáneamente con la rotación de la misma. El hombro de la mano usada en el saque finaliza la flexión, logrando una abducción de 90° y extensión horizontal (COLEMAN et al., 1993) y los codos se encuentran flexionados y encima del hombro (CARNAVAL, 2000). SHALMANOV (1998) muestra que la acción del hombro y de la columna vertebral aprovecha al máximo la energía elástica del voleibolista. El hombro que no hace el saque se convierte en un ayudante para mantener el equilibrio del cuerpo en el aire (BORSARI, 1996). Para COLEMAN et al. (1993) el brazo de equilibrio se mantiene en extensión. En esta fase del ataque (cortada) las rodillas se flexionan aproximadamente en 90º. Cuando el atleta de voleibol realiza el saque, la columna vertebral efectúa una rotación (BORSARI, 1996) simultáneamente con una flexión anterior de la misma. El hombro de la mano del saque efectúa aducción, rotación interna y extensión (CARNAVAL, 2000) a una velocidad aproximada de 875±172 deg. s-1 (COLEMAN, 1997). En este momento el codo alcanza la extensión (CARNAVAL, 2000) con velocidad aproximada de 1362±496 deg . s-1 (COLEMAN, 1997) y hace una extensión (CARNAVAL, 2000). El miembro superior de equilibrio hace una aducción y extensión, simultáneamente a la extensión de las rodillas (COLEMAN et al., 1993). El golpe de la mano con la bola ocurre a aproximadamente 16,3±1,5 m.s-1 (COLEMAN, 1997) con una flexión de puño, CARNAVAL (2000) explica que el golpe de la mano con la bola es similar a un azote aumentando la potencia del saque.

    En la fase de vuelo del ataque (cortada) el jugador efectúa la hiperextensión de la columna vertebral (COLEMAN et al., 1993) simultáneamente con la rotación de la misma. El hombro de la mano que golpea la bola termina la flexión y se posiciona en abducción de 90° y es extendido horizontalmente (COLEMAN et al., 1993) y los codos se encuentran flexionados por encima del hombro (CARNAVAL, 2000). El hombro que no actúa en el ataque, apoya el equilibrio del cuerpo en el aire, termina la flexión y se encuentra en la posición adecuada para mantener al jugador en una buena postura en el aire, pero sin constituirse en un patrón de movimiento, variando de atleta en atleta. Para COLEMAN et al. (1993) el brazo de equilibrio permanece en extensión. En esta fase preparatoria del ataque (cortada) las rodillas se flexionan aproximadamente en 90° (COLEMAN et al., 1993). Cuando el jugador hace el ataque (cortada), la columna vertebral efectúa una rotación simultáneamente con una flexión anterior. El hombro de la mano de ataque realiza una extensión y rotación interna (COLEMAN et al., 1993), para CARNAVAL (2000) el hombro ejecuta aducción, rotación interna y extensión. En este momento el codo está realizando extensión o la hará (CARNAVAL, 2000). El hombro del miembro superior de equilibrio hace una aducción y extensión (CARNAVAL, 2000; COLEMAN et al., 1993). Al mismo tiempo las rodillas efectúan una extensión (CARNAVAL, 2000; COLEMAN et alii, 1993). El golpe de la mano a la bola ocurre cuando el puño efectúa la flexión, CARNAVAL (2000) muestra que el golpe de la mano con la bola es similar a un azote aumentando el poder del ataque. HUANG et al. (1998, 1999) muestran que el ataque (cortada) con un paso, denominada China, se hace más difícil de bloquear, a pesar de la menor altura del salto vertical cuando se compara con el ataque de dos o más pasos. Mas él ataque China posee una fase de impulso más rápida que la del ataque con las dos piernas (HUANG et al., 1998, 1999), siendo este uno de los factores que dificultan la acción de los bloqueadores.

    En la última fase de todos los movimientos fundamentales (bloqueo, levantamiento, saque y ataque (cortada), el atleta toca el suelo solamente con la punta de los pies (COLEMAN et al., 1993) logrando el amortiguamiento de la caída. Inmediatamente toda la planta de los pies hacen contacto con el suelo, y los tobillos realizan dorsiflexión (COLEMAN et al., 1993).

    La distancia total de un salto oblicuo (con trayectoria curvilínea) o un salto horizontal es la suma de tres distancias: la de impulso, de vuelo y la distancia de aterrizaje (HAY, 1981; HAY y REID, 1985). Observamos este acontecimiento en todos los saltos del voleibol, en el bloqueo, ataque (cortada) y otros.

    La distancia de vuelo del deportista depende de la velocidad horizontal de la carrera de aproximación, del ángulo de impulso, de la velocidad vertical al instante del impulso y la resistencia del aire encontrada en el vuelo (HAY, 1981).

    Cuanto más rápida sea la carrera de aproximación del deportista, más veloz será la velocidad vertical del impulso (HAY, 1981). VINT e HINRICHS (1996) exponen que la carrera de aproximación de dos pasos tiene el 50-60% de la velocidad máxima, logrando una mejora en la velocidad vertical de impulso y ocasiona un aumento en el salto vertical. En la carrera de aproximación de un paso con el 60-70% de la velocidad máxima, la velocidad vertical de impulso es mayor y el salto vertical tendrá una mayor altura (VINT e HINRICHS, 1996). De acuerdo con HAY (1981), la velocidad horizontal de la carrera de aproximación en el instante del impulso con la velocidad vertical (o la de elevación) en el momento del impulso se determinan el Angulo de impulso del deportista, a través de la siguiente expresión:

    LACONI et al. (1998) afirman que la velocidad horizontal (vh) en el ataque (cortada) está entre 0,3-4,4 m/s. HUANG et alii (1999) establecen una velocidad vertical (vv) en el momento del impulso del ataque (cortada) de 3,59 m/s, cuando es realizado luego de dos pasos. Por ejemplo, un voleibolista corre a 0,35 m/s en el ataque (cortada) y logra una velocidad vertical de 3,59 m/s. Cuál es el Angulo de impulso?

Ángulo de impulso = ?          Ángulo de impulso = 3,59 : 0,35 = 10,25°

vv = 3,59 m/s

vh = 0,35 m/s

    HAY e REID (1985) nos muestran que en caso de desear conocer la velocidad vertical del impulso de un salto. Basta al investigador identificar la velocidad vertical en la última pasada del impulso y el cambio de la velocidad vertical ocurrida en el momento del impulso. Calculando la velocidad vertical mediante la siguiente expresión:

Velocidad Vertical = velocidad vertical en la última + cambio velocidad vertical

Impulso de Salto                  pasada de impulso        en el momento del impulso

    Los voleibolistas deben ser orientados para que en la última fase del ataque (cortada), saque en suspensión o bloqueo, realicen un apoyo en el suelo con fuerza (acción), con la intención de efectuar la misma fuerza sobre el jugador (reacción) (HAY e REID, 1985). La 3ª Ley de Newton, la ley de reacción, enuncia (HAY e REID, 1985):

    Para cada acción, hay una reacción igual y opuesta. Para cualquier fuerza ejercida por un cuerpo sobre otro, existe una fuerza igual y opuesta ejercida por el segundo cuerpo sobre el primero (p. 92).

    Estas notas se basan en la hipótesis de que, cuanto mayor es la fuerza vertical ejercida por el individuo sobre la superficie de impulso, mayor será la fuerza vertical de reacción disponible para elevar al individuo. A pesar de ser, evidentemente, cierto que las fuerzas grandes en dirección al suelo evocan grandes fuerzas de reacción hacia arriba, estas últimas no tienen utilidad práctica, a menos que sean ejercidas en el momento apropiado (p. 93).

    Cuando el atleta de voleibol realiza un salto, HALL (1993) muestra que cuanto mayor sea el impulso realizado contra el suelo, mayor es la alteración del momento del deportista y el salto será más alto. El impulso es representado por la fuerza (f) multiplicado por el (t), sin embargo como se da una alteración del momento (es la cantidad de movimiento que un objeto posee) en un sistema, se multiplica la masa (m) (cantidad de materia contenida en un objeto) por la velocidad (v) (HALL, 1993). La ecuación se expresa como:

Ft = (mv)2 - (mv)1

    En la fase de aterrizaje del salto, el deportista que cae rígidamente en el suelo sentirá una mayor fuerza máxima del suelo durante un periodo de tiempo pequeño (HALL, 1993). Pero si el atleta toca el suelo con la punta de los pies y luego ejecuta dorsiflexión, flexión de la rodilla y la cadera, la fuerza del suelo será de menor intensidad por un periodo más largo (HALL, 1993). Esta explicación sobre la caída de un salto también pertenece al impulso. También podemos estudiar el impulso en la carrera o marcha (HAY e REID, 1985).

    BOBBERT e VAN SOEST (1994) estudiaron el salto vertical de 6 voleibolistas holandeses de la 1ª división, con una masa de 79,4 Kg, con una fuerza hipotética de 100 newtons (N) y altura de salto de 31 cm. HALL (1993) nos muestra en la tabla 1 que un salto de 31 cm tiene una duración de 5 segundos. Ahora se contestara al problema: Cual es la velocidad vertical del salto?

F = 100 N                  Ft = (mv)2 - (mv)1

t = 5 s                  (100) . (5) = (79,4) . (v) - (79,4) . (0)

m = 79,4 Kg                  500 = 79,4 v

v = ?                  500 : 79,4 = v v = 6,29 m/s en la dirección de aplicación de la fuerza de la velocidad vertical del salto

    La altura del salto vertical y la duración del vuelo son presentados en la tabla 1 (HALL, 1993):

Tabla 1. Altura del salto vertical y su duración en el aire

    La altura de un salto es la suma de la altura del impulso con la altura del vuelo, seguido de la substracción (HAY, 1981; HAY e REID, 1985) de la altura del golpe a la bola (saque o bloqueo), del bloqueo o del levantamiento. La expresión se presenta a continuación:

Altura del Salto = altura del impulso + altura de vuelo - altura de ejecución del movimiento

    La potencia muscular de los miembros inferiores del voleibolista es importante para el desempeño del salto (HÄKKINEN, 1989) porque el impulso se hace más rápidamente y la altura del salto es mayor (TRICOLI et al., 1994). La mejora de la potencia es fundamental para el ataque (cortada) en voleibol (SMITH et al., 1992), aunque en las acciones de bloqueo (CHIAPPA, 2001), saque en suspensión y otras precisan de la potencia, acción neuromuscular predominante en el juego de voleibol (TEIXEIRA e GOMES, 1998).

    La potencia se define como la realización de trabajo por unidad de tiempo (NEWTON e KRAEMER, 1994), siendo representado de la siguiente forma: P = W (trabajo): t (tiempo) (RASCH e COLABORADORES, 1991).

    De acuerdo a HALL (1993), el ejemplo presentado por RASCH e COLABORADORES (1991) es para potencia mecánica, con unidades en watts (W). Para resolver esta expresión, de la potencia, generalmente debemos conocer el trabajo (W) mecánico que es el producto de la fuerza (F) aplicada a una carga por la distancia (D) que la carga fue desplazada (W = F x D) (HALL, 1993; RASCH e COLABORADORES, 1991). Plantean que el trabajo mecánico que tiene unidades de medida en joule (J) (HALL, 1993), se usa como valor durante el cálculo de la potencia mecánica y resuelve el problema. SIMÃO et al. (2001) muestran que podemos escribir la ecuación de potencia a través de la multiplicación entre la fuerza y la velocidad (P = F x V), con unidades de medida en caballos de fuerza (horsepower, HP) (RASCH e COLABORADORES, 1991; ZATSIORSKY, 1999). La potencia también es descrita como el producto de la fuerza (F) por la distancia (D), siendo dividida por el tiempo (t) (P = F x D : t) (HALL, 1993), obteniendo el resultado en HP (ZATSIORSKY, 1999).

    La potencia está relacionada con la velocidad del esfuerzo en el ejercicio (RASCH e COLABORADORES, 1991), con la necesidad metabólica predominante del sistema creatín-fosfato (FOX et al., 1991). Para lograr la potencia máxima, BARBANTI (2002) afirma que la fuerza máxima debe alcanzar el 35 a 45%, y la velocidad máxima de acortamiento debe ser de entre el 35 y 45%. MONTEIRO (1998) explica:

    La potencia implica una gran velocidad de contracción muscular. En un músculo, esta forma de manifestación de la fuerza está asociada a la sincronización de la actividad, en una contracción, del máximo número de fibras, con el mayor grado de tensión posible. Tanto la fuerza como la velocidad van a depender de ese número de fibras reclutadas para provocar tal tensión (p. 43).

    El levantador ejerce una fuerza de 100 N con velocidad vertical en el instante del impulso de 2 m/s, con intención de hacer el levantamiento en suspensión. Cuál es la potencia de los miembros inferiores del levantador?

P = ?                  P = 100 x 2 = 200 HP

F = 100 N

V = 2 m/s

    El voleibolista de la salida de la red realiza una fuerza de impulso de 300 N, alcanzando una altura de 60 cm en el salto oblicuo y realiza un ataque (cortada) a dos 3 metros en 30 segundos. Determine la potencia de los miembros inferiores de ese atleta:

P = ?

F = 300 N                  P = (300 x 60) : 30 = 600 HP

D = 60 cm

t = 30 s

    Estas fórmulas de potencia pueden ser usadas para la carrera, la acción de los miembros inferiores y superiores es fundamental en voleibol o en cualquier acción voleibolística.

    HAY e REID (1985) afirman que en el punto más alto del vuelo (proveniente del salto) de un atleta puede ocurrir una "parada en el aire", porque COLEMAN et al. (1993) afirman que el atleta de voleibol se encuentra con la columna vertebral toráxica y lumbar en rotación simultáneamente con hiperextensión, la columna cervical en extensión, el hombro de ataque (cortada) en abducción y el codo flexionado, el miembro superior de equilibrio logra una posición confortable y las rodillas se flexionan, propiciando en el jugador de acuerdo con HAY y REID (1985), que el centro de gravedad del atleta en el ataque (cortada) se encuentre en una línea horizontal, permitiendo el equilibrio del voleibolista en el aire, es decir, la "parada en el aire".

    La distancia angular lograda en el movimiento circular o semicircular entre la acción inicial y final (HAY e REID, 1985), siendo medido a través de una adición (HALL, 1993). En la fase de vuelo del ataque (cortada) las rodillas se flexionan en aproximadamente 90° y en la etapa de ataque se da la extensión de las rodillas (COLEMAN et al., 1993), hipotéticamente de 70°. La distancia angular (90° + 70°) es de 160°. HALL (1993) expone la variación del ángulo en un movimiento, por ejemplo, la flexión de codo varia de 180° a 40°, mientras el valor angular (180° - 40°) y de 140° (distancia angular). En el caso de la flexión de codo por 10 veces, HALL (1993) muestra que debemos multiplicar la distancia angular por el número de veces que practicamos la acción (140° x 10 = 1400°).

     El desplazamiento angular y el ángulo común entre el sentido horario (valor negativo) y la dirección anti-horaria (valor positivo) de un movimiento (HALL, 1993; HAY e REID, 1985). En la ocurrencia de una carrera, o desplazamiento angular de la rodilla es de 30°, siendo positivo dado que es una acción en sentido anti-horario (HALL, 1993). En la extensión de la rodilla en la carrera, se da un movimiento de 180° en la dirección horaria, logrando un valor de desplazamiento angular de 30° porque es el Angulo común entre los sentidos horario y anti-horario (HALL, 1993).

    Podemos calcular la distancia y el desplazamiento angular del atleta de voleibol en las siguientes acciones: en los miembros superiores en el saque (tipo tenis, saque suspendido u otros) y en el ataque (cortada), en el movimiento del cuerpo del voleibolista en la fase de vuelo del ataque (cortada) o en el saque suspendido, en la acción de los miembros inferiores y los brazos en la carrera, en el movimiento de los miembros superiores en el pase de machete u otros.

    La rapidez angular media es calculada a través de la división entre la distancia angular y el tiempo de la acción (HAY e REID, 1985). Las unidades de medida más comunes de la rapidez angular media son los grados por segundo (°/s) y las revoluciones por minuto (rpm). El cálculo es el presentado a continuación:

Rapidez Angular Media = distancia angular: tiempo del movimiento

    La velocidad angular media es la división entre el desplazamiento angular horario y/o anti-horario por el tiempo gastado en la acción (HAY e REID, 1985; HALL, 1993). La unidad de medida de la velocidad angular es igual a la rapidez angular (HALL, 1993). El cálculo se ilustra para el lector:

Velocidad Angular Media = desplazamiento angular: tiempo de la acción

    ECKERT (1968) muestra que para conocer la fuerza máxima angular (F) de un salto, basta identificar la masa corporal total (m) (peso) del atleta, la velocidad angular de una articulación (cadera, rodilla y tobillo) (V) y el tiempo utilizado por la articulación en el salto. La unidad de medida ECKERT (1968) no es presentada en su artículo original, apenas la ecuación:

F = m x (V : t)

    RASCH e COLABORADORES (1991) muestran como determinar la velocidad de caída (impacto) del salto. La aceleración (a) de la gravedad es igual a 9,8 m/s², el tiempo (t) transcurrido ha disminuido, por ejemplo, a 0,10 segundos. Aplicamos esos valores en la expresión para conocer la velocidad (v) de impacto del salto.

a = 9,8 m/s2                  v = a . t

t = 0,10 s                  v = 9,8 m/s2 . 0,10s = 0,98 m/s

v = ?

    Por medio de este cálculo, el lector calcula la distancia (d) de caída del salto (RASCH e COLABORADORES, 1991):

v = 0,98 m/s                  d = (v . t) : 2

t = 0,10 s                  d = (0,98 . 0,10) : 2 = 0,04 m

Conclusión

    Conocer la aplicación de la biomecánica en voleibol es importante para comprender mejor como se da la locomoción y los saltos del voleibol a partir de la biomecánica. Parte de esa información puede ser de ayuda en la prescripción del entrenamiento, en la identificación de una técnica deportiva inadecuada y en otras situaciones.

    El estudio tiene limitaciones debidas a la poca cantidad de trabajos en biomecánica aplicada en el voleibol, se resalta el hecho que ambas disciplinas merecen más investigaciones.

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• ZATSIORSKY, V. M. (1999). Ciência e Prática do Treinamento de Força, p. 68-70. Phorte, São Paulo.

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EFDeportes.com, Revista Digital · Año 17 · N° 171 | Buenos Aires, Agosto de 2012   © 1997-2012 Derechos reservados