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Diseño de un entrenamiento para mejorar el perfil fuerza-velocidad Training design to improve force-velocity profile |
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Diplomado en Educación Física por la Universidad de Murcia Diplomado en inglés por la Universidad Pontificia de Salamanca (EULV) Grado en Ciencias de la actividad física y el deporte por la Universidad Pontificia de Salamanca (EULV) |
Salustiano Campuzano López (España) |
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Resumen El principal objetivo de este estudio es hallar la existencia de un perfil óptimo de fuerza-velocidad (F-V) del sistema neuromuscular de los miembros inferiores en movimientos balísticos para cada individuo, así como evaluar la relación entre el trabajo de fuerza individualizado, basado en el desequilibrio F-V, y el rendimiento en el salto y sprint en futbolistas jóvenes bien entrenados. Palabras clave: Perfil óptimo de F-V. Entrenamiento de fuerza. Fútbol. Sprint. Futbolistas jóvenes.
Abstract The main aim of this study was to determine the optimal individual force-velocity (F-V) mechanical profile of the lower limb neuromuscular system on performance in ballistic movements and to assess the relationship between the strength program, based on the imbalance F-V, with the jump and sprint performance in soccer players in well trained youth soccer players. Keywords: Optimal force-velocity profile. Strength training. Soccer. Sprint. Youth players.
Recepción: 06/01/2016 - Aceptación: 13/03/2016
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EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires - Año 21 - Nº 216 - Mayo de 2016. http://www.efdeportes.com/ |
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1. Justificación teórica
Para la elaboración de un diseño de entrenamiento con un objetivo concreto (ya sea hipertrofia, fuerza máxima, potencia, etc...) y siguiendo el manual de Fundamentos del entrenamiento personal de la NSCA, se han de tener en cuenta varios factores biomecánicos relacionados con la fuerza física, tales como el control neural, el área transversal del músculo, la estructura de las fibras musculares, la longitud del músculo, el ángulo articular, la velocidad de contracción del músculo, la velocidad angular articular y la masa corporal (Harman, 2008) .
Control neural
La producción de fuerza de un músculo está determinada por signos neurales enviados por el cerebro que especifican cuántas y cuáles de las unidades motoras participan en una contracción muscular (reclutamiento) y el ritmo de activación de dichas unidades (frecuencia). La fuerza muscular aumenta mediante:
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la participación de más unidades motoras en una contracción.
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el reclutamiento de unidades motoras más grandes.
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el aumento del ritmo de activación de las unidades motoras.
Durante las primeras semanas de entrenamiento resistido, gran parte del aumento de la fuerza se atribuye a adaptaciones neurales, mediante las cuales el cerebro aprende a producir más fuerza con una masa dada de tejido muscular. Por tanto las mejoras iniciales en la fuerza en los programas de entrenamiento resistido suelen superar el porcentaje del aumento del tamaño de las fibras musculares. Es importante tener en cuenta que, aunque las mejoras iniciales debido a las adaptaciones neurales sean más rápidas, los incrementos más lentos debido al aumento de la masa muscular (hipertrofia) se alargan en el tiempo.
Área transversal del músculo
En general, la fuerza de un músculo está más relacionada con su área transversal que con su volumen.
Estructura de las fibras musculares
En las pruebas, los tejidos musculares han demostrado capacidad para producir de 16 a 100 Newtons por centímetro cuadrado de área transversal durante contracciones máximas. Parte de esta variación tan grande se debe a la estructura de las fibras en el músculo. Los músculos penniformes muestran en sus fibras musculares una estructura similar a la de una pluma, con dichas fibras dispuestas en ángulo respecto a la dirección general de contracción del músculo. El ángulo de distribución penniforme es el ángulo entre las fibras musculares y una línea imaginaria entre el origen del músculo y su punto de inserción; un ángulo de 0 grados significa que no existe distribución penniforme. Varios músculos del ser humano son penniformes. Con frecuencia el ángulo penniforme es de 15 grados o menos. Una ventaja de la distribución penniforme es que se distribuye más masa muscular cerca de la articulación, lo cual reduce la inercia rotacional que dificulta la aceleración de la extremidad. Por ejemplo, la distribución penniforme permite que la mayor parte de los músculos de la pantorrilla se sitúen cerca de la rodilla, reduciendo así la resistencia inercial al correr. Cuando un músculo se contrae, el ángulo de distribución penniforme puede cambiar, por lo general aumentando a medida que se acorta el músculo. En comparación con otros músculos, los penniformes parecen tener más capacidad de contracción muscular a mayores velocidades, sobre todo cerca de los extremos de la amplitud articular. Sin embargo, un músculo penniforme puede ser menos capaz de generar fuerza isométrica, excéntrica o concéntrica a bajas velocidades. A pesar de la compensación de la distribución penniforme, esta disposición de las fibras ofrece suficiente ventaja a la mayoría de los músculos como para que casi todos muestren una estructura penniforme.
Longitud muscular
Se dispone de un máximo número de estructuras de puentes cruzados cuando un músculo muestra su longitud en reposo, porque en esta situación la mayor proporción de filamentos de actina y miosina son adyacentes entre sí. Como resultado, un músculo genera máxima fuerza con su longitud en reposo. Una menor proporción de filamentos de actina y miosina se encuentran uno junto a otro cuando el músculo se estira por encima de su longitud en reposo. El músculo no puede generar tanta fuerza como en reposo porque hay menos estructuras potenciales para los puentes cruzados. Y cuando el músculo se contrae por debajo de su longitud en reposo, los filamentos de actina tienden a solaparse, y de nuevo disminuye el número de estructuras para los puentes cruzados.
Por tanto, la fuerza se reduce cuando el músculo se elonga o acorta respecto a su longitud en reposo.
Ángulo articular
Virtualmente, todos los movimientos corporales se producen mediante rotación de las articulaciones. Estas rotaciones pueden ser difíciles de apreciar cuando la mano o el pie se mueven en línea recta. Sin embargo, una cuidadosa observación, revela que el movimiento lineal de la mano o el pie es producto de rotaciones del hombro y el codo o de la cadera y de la rodilla, respectivamente. Como la rotación requiere torque, se aprecia que las fuerzas musculares tienen su efecto generando torques. En un músculo dado, una fuerza mayor se traduce en un mayor torque, lo que significa una mayor capacidad para girar la extremidad o parte del cuerpo sobre una articulación contra un torque resistido.
El conocimiento de las capacidades de los músculos para contraerse en una articulación del cuerpo -para generar movimientos rotacionales en los huesos que se encuentran en la articulación- exige conocer la capacidad máxima de torque durante toda la amplitud de movimiento articular. La variación en la magnitud del torque generable en una articulación dada se debe a:
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la relación de la fuerza y la longitud musculares.
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la variación en la acción de palanca durante la amplitud articular atribuible a la geometría de los músculos, tendones y estructuras articulares internas. Otros factores que afectan a la capacidad de torque en una articulación concreta son el tipo de ejercicio (isotónico, isométrico, etc), la dirección del movimiento (extensión o flexión) y la velocidad angular. En el caso del movimiento de una articulación concreta, las velocidades altas de movimiento se asocian con una menor capacidad de torque.
Velocidad de contracción muscular
La fuerza del músculo disminuye cuando aumenta la velocidad de contracción, como demuestran los experimentos clásicos de Hill en músculos aislados de animales. El declive es más acusado cuando la velocidad aumenta de lenta a moderada, y menos acusado cuando la velocidad aumenta de moderada a rápida. Por tanto, la relación entre velocidad y fuerza no es lineal. Las técnicas específicas de movimiento se pueden usar para tomar ventaja de esta relación.
El entrenamiento con velocidades de movilidad más rápidas puede modificar la traza de la curva de fuerza-velocidad, de modo que haya un menor declive en la fuerza a velocidades más altas.
Velocidad angular articular
El torque generado por la fuerza de contracción muscular varía con la velocidad angular articular de manera específica y relacionada con el tipo de acción muscular. Durante un ejercicio concéntrico isocinético (velocidad angular articular constante), el torque máximo disminuye a medida que aumenta la velocidad angular. Sin embargo, durante el ejercicio excéntrico, a medida que aumenta la velocidad angular articular, el torque máximo aumenta hasta que la velocidad angular articular alcanza unos 90 grados por segundo (1,57 rad/s), y luego declina gradualmente. Como resultado, la máxima fuerza muscular puede obtenerse durante acciones musculares excéntricas.
Relación entre fuerza y masa
La relación entre fuerza y masa equivale a la fuerza que ejerce una persona durante un movimiento concreto dividida por la masa del cuerpo. Se muestra así la capacidad para levantar y acelerar el cuerpo, y es especialmente importante en actividades que implican el movimiento de todo el cuerpo, como sprints y saltos.
El entrenamiento de la fuerza puede mejorar la relación de fuerza y masa, pero sólo si la fuerza aumenta en un mayor porcentaje que el peso corporal. En el caso de personas interesadas en mejorar su capacidad de desplazar el cuerpo, es importante aumentar la fuerza en mayor medida que la masa corporal.
Perfil fuerza-velocidad
En cuanto al perfil fuerza-velocidad se puede decir que para el éxito de muchas actividades deportivas, es muy importante la habilidad de acelerar rápidamente el cuerpo desde una posición de reposo. Siguiendo el modelo mecánico muscular de Hill (1938), tal explosividad se relaciona directamente con las características mecánicas del componente contráctil del músculo y especialmente en la producción de potencia máxima.
Samozino et cols. (2008) establece que se da una relación positiva entre producción de potencia, peso corporal y altura de salto. Además en este estudio, se presenta un nuevo parámetro, no tenido en cuenta hasta la fecha, como es la distancia de empuje para la realización del salto, lo que es diferente a la angulación de la rodilla, considerado hasta ahora. En dicho artículo considera un nuevo y simple método para evaluar la producción de potencia y es mediante un Squat Jump (SJ), con lo que se propone un simple método de campo preciso y reproducible para evaluar la producción de la potencia en los músculos extensores de los miembros inferiores, que podría ser equiparable, a nivel de precisión, con los obtenidos con ergómetros de laboratorio específicos, lo que lo convierte en un método conveniente para el uso de campo porque sólo se requiere de un SJ (estandarizado y ejecutado con exactitud) y tres parámetros bastante fáciles de medir: peso corporal, altura de salto y distancia de empuje.
Como indica Samozino et cols. (2013) existe un factor clave en las acciones explosivas en la realización de numerosas actividades deportivas, las cuales pueden ser definidas como la habilidad para acelerar una masa tanto como sea posible en el menor tiempo, ya sea el propio cuerpo (sprints o saltos) o una masa externa (lanzamientos). En estas ejecuciones, el éxito se vincula a la potencia máxima (Pmax) desarrollada por los miembros. Se puede considerar la producción de potencia instantánea como la relación entre la fuerza externa desarrollada y la velocidad. Una reciente teoría muestra que tales acciones explosivas, con independencia del Pmax, también están influenciadas por el perfil mecánico de F-V del sistema neuromuscular de los miembros inferiores. Este perfil F-V normalizado al peso corporal, representa la ratio entre la fuerza externa desarrollada y la capacidad máxima de velocidad y puede ser determinada por el descenso en esta relación de F-V. Se establece también una relación curvilínea entre rendimiento y perfil, con un pico que se corresponde con el perfil óptimo de F-V.
Por ello, para cada individuo, de establece un perfil óptimo F-V, que puede ser determinado con exactitud y representa el mejor equilibrio posible entre sus capacidades de fuerza y velocidad. Para un Pmax dado, un desfavorable balance entre estas dos capacidades, puede llevar a una bajada del rendimiento de un 30 %. Por tanto, considerando tanto Pmax como el perfil individual F-V, comparándolo con el óptimo, puede ser de gran interés la investigación de las acciones explosivas y la optimización del entrenamiento.
En este artículo de Samozino et cols. (2008), se indica que el hallazgo de un perfil normalizado de F-V, en el resultado del salto, así como la existencia de un perfil óptimo F-V, que maximiza el resultado de cada individuo, ya que dicho perfil puede ser entrenado específicamente, seleccionando las cargas del entrenamiento en base al desajuste individual de F-V del atleta, lo que llevaría a mejorar el rendimiento, tanto en un incremento de la Pmax, como a una optimización del perfil F-V. Esto es, movilizando cargas ligeras (por ejemplo, menos del 30% de 1RM) con máximo esfuerzo, se orientaría dicho perfil hacia la velocidad y movilizando cargas pesadas (por encima del 75-80% de 1RM), se mejoraría las capacidades de fuerza.
2. Objetivos de entrenamiento
El objetivo de entrenamiento para estos futbolistas es determinar el desequilibrio en esta pendiente de fuerza-velocidad de los miembros inferiores, para equilibrarlo y conseguir un perfil óptimo, en función a sus características, ya que en la pendiente puede haber un desequilibrio que denota una tendencia a las capacidades de velocidad en detrimento de la fuerza, por el contrario otro a las capacidades de fuerza en detrimento de la velocidad, o un buen equilibrio entre ambas, por lo que se le va a realizar un programa de entrenamiento de ocho semanas, en el que se buscará una mejora de la fuerza, acompañado simultanea y paulatinamente de un trabajo de potencia, para buscar ese equilibrio en la pendiente fuerza-velocidad. En función de las necesidades de cada jugador, se buscará un trabajo más orientado a la fuerza máxima, o a la fuerza velocidad e incluso potencia. Lo que se pretende con este programa es la posibilidad de conseguir que el deportista aplique toda la fuerza que sea capaz de generar en el menor tiempo posible, en este caso en el contacto con el suelo, que será donde genere dicha fuerza, con la única finalidad de ser lo más explosivo posible en sus acciones, ya sea correr, saltar, etc.
Hay que indicar que en este programa de entrenamiento se respetan dos principios fundamentales de entrenamiento, como son el de especificidad, que dictamina que entrenar a un deportista de forma específica generará un resultado específico, pero también que para lograr ese objetivo, el deportista tendrá que seguir un trabajo individualizado, es decir un tipo específico de programa. En este caso y para estos futbolistas, el programa seguido tendrá como objetivos, como hemos mencionado anteriormente el trabajo principalmente de los miembros inferiores para este momento concreto, que se podrá complementar en este mismo momento o en otro diferente, con otro programa específico para los miembros superiores.
3. Metodología
3.1. Instrumentos y descripción de los protocolos para evaluar el estado inicial y la evolución del rendimiento
Para evaluar el estado inicial de cada sujeto ha realizado una sesión de test máximos de SJ (Squat Jump) para determinar su potencia máxima, su perfil de F-V y el desequilibrio en esa curva de F-V. La distancia vertical entre el suelo y el trocánter mayor de la pierna derecha, se ha realizado con una angulación de la rodilla de 90º. Después de diez minutos de calentamiento, cada sujeto ha realizado los SJ máximos con cinco cargas adicionales cada intento de 0, 25, 50, 75 y 100 % de su peso corporal. Se realizaron dos intentos para cada salto, cogiendo para el análisis el mejor.
También se realizó un test de velocidad, en el que se midió la velocidad a su paso por 10, 20 y 30 metros a través de células fotoeléctricas, además de medir la potencia de salida.
3.2. Diseño del entrenamiento
El diseño de este programa de entrenamiento para ocho semanas, después de realizar los cálculos oportunos a través de las pertinentes ecuaciones, ha quedado como se indica.
Ejemplo de trabajo semanal
En la quinta semana se hizo una medición intermedia, para ver la evolución de cada uno de los jugadores, con pruebas de idénticas características a las que se realizaron para la valoración inicial y hubo cambio en los perfiles de los jugadores, con lo que los grupos cambiaron.
Al finalizar la última semana se realizó una medición final, para ver la evolución de cada uno de los jugadores, con pruebas de idénticas características a las que se realizaron para la valoración inicial y hubo mejoras significativas tanto en la distancia de salto vertical, como también una mejora media de 2 centésimas de media en la velocidad para 30 metros.
4. Resultados esperados
Los resultados que se esperaba conseguir con este entrenamiento de fuerza fueron fundamentalmente conseguir que los futbolistas generen y apliquen una mayor cantidad de fuerza en el impacto contra el suelo, ya que la fuerza disminuye con la velocidad y tal fuerza se ve disipada y minimizada ya que no se es capaz de aplicar en el momento de contacto con el suelo, con lo que se pierde y no se aprovecha.
Este perfil de fuerza-velocidad permite ayudar a entender mejor la relación entre las propiedades mecánicas del sistema neuromuscular y el rendimiento funcional, especialmente para optimizar el rendimiento y el entrenamiento deportivo.
Con este trabajo se buscaba un equilibrio entre la capacidad de fuerza que cada deportista es capaz de generar y la velocidad a la que realiza la acción. Esto es, maximizar y buscar que cada jugador aplicase su fuerza teórica máxima, la que es capaz de producir sin carga, durante el tiempo en el que transcurre el impacto contra el suelo para producir el salto, el desplazamiento, etc. Con ello, se mejoraría la velocidad de ejecución, puesto que se estaría empleando toda la fuerza posible y no sólo una parte de ella, como ocurría antes del programa de entrenamiento, por culpa de la velocidad a la que se ejecutan las acciones.
5. Alternativas de entrenamiento
Entre las alternativas de entrenamiento que podemos utilizar en este programa podemos destacar las siguientes.
Utilizar cualquier otro ejercicio de tren inferior para el trabajo de fuerza, siempre respetando los porcentajes de carga, así como las series y las repeticiones.
Como ejemplo concreto se puede citar un ejercicio que se puede realizar con el grupo de gran equilibrio entre fuerza y velocidad y que consiste en caer desde una distancia de 20 cm y nada más impactar en el suelo, impulsarse con los dos pies para conseguir la máxima altura.
Otro ejercicio podría ser el SJ asistido con bandas elásticas, con el objetivo de conseguir la máxima impulsividad y consecuentemente una altura mayor de salto.
6. Conclusiones
Este artículo muestra la importancia de desarrollar grandes cantidades de fuerza en los miembros inferiores del cuerpo, así como la optimización del perfil mecánico de F-V del sistema neuromuscular de los miembros inferiores, para mejorar el rendimiento en el sprint y en el salto en futbolistas jóvenes.
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EFDeportes.com, Revista Digital · Año 21 · N° 216 | Buenos Aires,
Mayo de 2016 |
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