Este dispositivo permite medir la aceleración que adquiere la resistencia movilizada, utilizando un transductor, que envía señales de voltajes proporcionales a la aceleración gravitatoria más la aceleración lineal que sufre el implemento desplazado. Esta señal es recogida por un sistema analógico-digital integrado con un software que calcula los valores de fuerza a partir de la aceleración y la masa movilizada. La velocidad se calcula para la integración de la aceleración respecto al tiempo (Dugan et al., 2004; Harman, 1995).
Dugan y col (2004), compararon la fiabilidad de cada una de las metodologías analizadas, indicando que aunque cada una parte de premisas matemáticas procesadas de forma diferente, todas serían validas para estimar los valores de potencia. No obstante hay que destacar que las metodologías que utilizan sólo el desplazamiento o sólo las fuerzas de reacción vertical, están en desventaja respecto a cuando se combinan los dos sistemas.
Para analizar los ejercicios de fuerza con pesas, el acelerómetro presenta algunas desventajas respecto a los sistemas anteriores:
• El eje del acelerómetro debe ser siempre alineado con el plano del movimiento para que la aceleración sea calculada adecuadamente. • Los acelerómetros son en general muy
pequeños, pesan menos de 5 gr, por lo que pueden ser fáciles de dañar por cualquier impacto, como los que se producen al realizar saltos verticales, caídas o movimientos bruscos típicos de los gestos de levantamiento. Dugan y col (2004) concluyen que el método más apropiado para determinar la fuerza, velocidad y potencia en los movimientos con resistencias, especialmente realizados en dirección vertical, es la combinación de la plataforma dinamométrica y determinación del desplazamiento por medio de transductor lineal o encoder. Estos autores realizaron una comparación de las potencias obtenidas por dos sujetos que realizaron el ejercicio de saltos con varios pesos, desde ligeros a pesados, calculando la potencia pico por tres metodologías, (ver figura 30).
1) Combinando la plataforma más el transductor de posición,
2) Utilizando sólo el transductor, 3) Sólo con la plataforma.
Figura 30. Relación entre potencia pico y peso externo movilizado utilizando tres metodologías diferentes. FT: combina plataforma
dinamometría y transductor; T: sólo transductor; F: sólo plataforma.
En la figura 30 se observan diferencias importantes entre la potencia absoluta calculada por el transductor respecto a la obtenida por los otros dos métodos. Incluso en el sujeto A, el peso en donde se alcanza la máxima potencia se sitúa en una zona superior, cuando se calcula la potencia sólo con el transductor, respecto a cuando se calcula con los otros dos métodos. No obstante, en el sujeto B, si bien los valores de potencia absolutos son distintos la forma de la curva de potencia es similar en los tres métodos. Los autores de este trabajo no explican las posibles causas de estas diferencias, que tal vez puedan deberse a la falta de estandarización en la modalidad de ejecución del ejercicio (Cronin & Sleivert, 2005).
Independientemente de la tecnología utilizada, creemos que el aspecto más importante a considerar para aplicar un método de evaluación o control es la fiabilidad y reproducción de los datos obtenidos (Sale, 1991). De acuerdo con esto, aunque los dispositivos que analizan sólo del desplazamiento, como los transductores o encoders, no son los que ofrecen los mejores resultados, respecto a los sistemas combinados o las plataformas dinamométricas, creemos que igualmente constituyen una metodología válida para valorar y controlar la evolución de los parámetros de fuerza, velocidad y potencia, siempre que se estandaricen los procedimientos evolución en función de las características que presentan estos dispositivos (Cronin & Sleivert, 2005). De hecho, a pesar de las limitaciones mencionadas, la utilización de los métodos basados sólo en el desplazamiento, como los encoders rotatorios, ha sido validada en numerosos estudios realizados con diversos tipos y marcas de encoder, en los que se ha observado un margen de error estadísticamente aceptable entre mediciones repetidas (Baker, 2001a, 2001b;
D. Baker & S Nance, 1999; D. Baker et al., 2001; D. Baker et al., 2001; Cronin et al., 2001; Gaasvaer & Bahr, 1999; Kawamori et al., 2005; Naclerio et al., 2004; F. J. Naclerio et al., 2005).
Estudios sobre los pesos en donde se producen los máximos valores de potencia al realizar ejercicios de fuerza
Muchos autores han destacado la importancia de determinar los porcentajes de pesos en los que se localizan los valores más altos de potencia, debido a que éstos tendrían una alta relación con el rendimiento, o con las adaptaciones causadas por los entrenamientos específicos (Baker, 2001b; D. Baker et al., 2001; D. Baker et al., 2001; Verkhoshansky, 2002). También se ha indicado que los pesos en los que se localizan las potencias más elevadas, al realizar diversos ejercicios de fuerza, serían los más idóneos para atenuar la pérdida de fuerza y potencia muscular que se produce con la edad en sujetos sedentarios, ya que la movilización de estos pesos con altas velocidades producirá un óptimo estímulo para mantener o mejorar la funcionalidad de las fibras de contracción rápida, que son las más afectadas por el envejecimiento (Izquierdo et al., 2001; Kraemer & Ratames, 2004; Macaluso & De Vito, 2004).
Macaluso y De Vito (2004) indican que los pesos en donde se producen las potencias más elevadas al realizar ejercicios con el tren inferior, como la prensa horizontal, o la sentadilla, se sitúan en torno al 60% de la fuerza máxima isométrica. Por otro lado, Kawamori y Haff (2004) destacan que existen resultados muy diferentes entre los diversos estudios, en los que se indica que la potencia máxima podría localizarse desde el 10%, o 30%, hasta el 50%, 70% u 80% del nivel de fuerza máxima estimado por el valor de la 1 MR, obtenido en los ejercidos de fuerza con pesos.
Debido a la disparidad de los resultados y con el fin de facilitar la comparación de los diferentes estudios, realizaremos nuestro propio análisis agrupando los datos obtenidos en relación al tipo de ejercicio estudiado.
Ejercicios de tren superior realizados con mecánica de empuje
Cronin y Sleivert (2005), mencionan que la mayoría de los estudios realizados con ejercicios del tren superior indican que los pesos en donde se localizan las potencias más altas abarcan una zona muy amplia, en la que los valores de potencia producidos no se diferencian significativamente entre sí. Estos autores analizan diferentes estudios en los que se ha investigado la producción de potencia máxima (media y pico) en el ejercicio de press de banca con barra libre o en multipower3, indicando que la zona de pesos en la
que se alcanzan los valores más elevados de potencia se extiende desde el 30 al 70% del nivel de la 1 MR.
Moss y col (1997) utilizaron un transductor de posición combinado con una plataforma de fuerza, para analizar la potencia producida durante el ejercicio de curl a un brazo (cadena cinética abierta), observando que los pesos en donde se producen los mayores valores de potencia se sitúan entre el 35% y el 50% de la 1 MR. Estos autores destacan que, tanto la localización como el nivel de potencia máxima producida, son variables que pueden ser significativamente afectados por el patrón de fibras musculares predominantes en cada sujeto (Mooss et al., 1997). Toji y Kaneko (2004) realizaron otro estudio analizando la potencia producida en el ejercicio de curl de bíceps a un brazo, en sujetos varones poco entrenados, valorando la velocidad con un transductor lineal de posición y calculando la potencia por medio de la ecuación presentada por Hill en 1938. Estos autores indican que los pesos en donde se producen los valores más altos de potencia se sitúan en torno al 30% del nivel de fuerza máxima isométrica.
En otro estudio realizado por Naclerio y Figueroa (2004), con levantadores españoles de nivel provincial y nacional, que realizaron el ejercicio de press de banca con barra libre, (cadena cinética
3 Dispositivo que controla el desplazamiento de la barra,
haciendo que ésta se desplace verticalmente entre dos carriles, creando un estímulo mucho más localizado, que no necesita fuerzas adicionales para equilibrar el peso movilizado.
cerrada) utilizando un encoder rotatorio, se observó que la potencia máxima media se localizaba en un rango comprendido entre el 31% y el 67% de la 1 MR. En este estudio se destaca que la amplitud de la zona que abarcan los pesos con potencias más altas, podría deberse a la influencia de factores como el nivel de entrenamiento, o las características individuales de cada sujeto (antropometría, composición fibrilar, etc.). Los resultados de estos autores puede compararse con un estudio realizado por Izquierdo y col (2002) con 5 grupos de deportistas diferentes (jugadores de balonmano, ciclistas de ruta, levantadores olímpicos, mediofondistas y jóvenes universitarios), que realizaron el ejercicio de press de banca en multipower con diferentes pesos, observando que los porcentajes en donde se localizaba la máxima potencia eran significativamente diferentes entre los grupos. Los levantadores producían el mayor nivel de potencia absoluta, pero la localizaban en los porcentajes más bajos, (sobre el 30%), al igual que los jugadores de balonmano, mientras que los ciclistas, mediofondistas y los estudiantes universitarios lo hacían sobre el 45% de la 1 MR. Los resultados de los ciclistas, mediofondistas y los estudiantes universitarios estudiados por Izquierdo y col (2002) son similares a los encontrados por Naclerio y col (2005a) en un estudio realizado con una población de aspirantes a bomberos, que realizaron un test progresivo con una metodología similar a la aplicada en el estudio de Naclerio y Figueroa (2004), utilizando un encoder rotatorio, en el ejercicio de press de banca plano con barra libre, observando que los valores de potencia máxima media se localizaban sobre el 47.6 + 9.0% de la 1 MR (Naclerio, Leyva Rodriguez, & Pantoja García, 2005).
Baker y col (2001a) mencionan que en diversos estudios realizados con jugadores de rugby de diferentes niveles de rendimiento los pesos en los que se producen los valores más altos de potencia mecánica, determinados con encoder rotatorio en el ejercicio de press de banca con barra libre, se ubican entre el 40% a 60% de la 1 MR, mientras que al hacer el mismo ejercicio de forma explosiva en el multipower las potencias máximas tienden a localizarse en un rango algo más amplio, comprendido entre el 30% al 60% de la 1 MR. Estos mismos autores en otros trabajos destacan que la zona de pesos en los que se localizan las potencias más altas puede variar ligeramente cuando se clasifica a los sujetos por su nivel de rendimiento, ya que los profesionales que poseen un nivel más alto, tienden a localizar los pesos en se producen los mayores valores de potencia en
porcentajes más bajos (51.1+ 5.3%) respecto al los jugadores más jóvenes, que poseen menor nivel de rendimiento (54,9+ 5,6%) (Baker, 2001a). Las observaciones realizadas por Baker (2001b) serían coherentes con los resultados encontrados por Naclerio y col (2004) en un trabajo con jugadoras de sóftbol, que poseían un bajo nivel de rendimiento para realizar los ejercicios de fuerza.
En este estudio se observó que los pesos en donde se expresaban los mayores valores de potencia en el ejercicio de press de banca en multipower se situaba al 62.9+ 11.7% de la 1 MR. No obstante, en otra investigación realizada por Iglesias Soler y San Emesterio (2005) con estudiantes de educación física, utilizando el mismo sistema de medición (encoder rotatorio), encontraron que los valores más altos de potencia en el ejercicios de press de banca con barra libre se situaban al 52.2+ 9.7% de la 1 MR. Estos resultados, si bien son similares a los obtenidos por Baker (2001b) se acercan más a los valores de los sujetos de mayor rendimiento (profesionales) mientras que los sujetos evaluados por Iglesias Soler y San Emesterio (2005) eran estudiantes, que poseían un nivel de fuerza máxima absoluta, estimado por el valor de la 1 MR, relativamente bajo (71.9+ 11.9 kg), muy cercano a 1 kg por kg de peso corporal cuando se considera la fuerza relativa (Iglesias Soler & San Emesterio, 2005).
Los estudios mencionados coinciden con Cronin y Sleivert (2005), al indicar que existen muchas diferencias respecto a los pesos en los que se localizan los valores más altos de potencia en los ejercicios del tren superior, siendo el rango en el que se han encontrado estos valores muy amplio, entre el 30% y el 70% de la 1 MR.
Estas diferencias podrían deberse a varios de los factores mencionados en el apartado “Variables
que afectan a la localización de los valores más altos de potencia mecánica”, aunque podríamos
destacar que en los ejercicios de cadena cinética abierta o que implican acciones de tracción, (como el curl de bíceps con mancuernas), los porcentajes de pesos en los que se expresan las potencias más altas tienden a localizarse en niveles inferiores, próximos al 30%, mientras que en ejercicios de cadena cinética cerrada, o con acción de extensión, los pesos que expresan las potencias más altas pueden abarcar un rango más amplio, siendo casi siempre localizadas por encima del 45% hasta el 60% del nivel de la 1 MR, o más, en el caso de las mujeres o sujetos
muy poco entrenados (D. Baker et al., 2001; Cronin & Sleivert, 2005; Toji & Kaneko, 2004).
Ejercicios de tren inferior realizados con mecánica de empuje
Cronin y Sleivert (2005) indican que la mayoría de los estudios realizados para determinar los pesos que expresan las potencias más elevadas en ejercicios del tren inferior muestran una zona muy amplia, que puede variar desde el 10% hasta el 70% del nivel de la 1 MR. Estas diferencias pueden deberse a la mecánica de los ejercicios, pero más que nada se las ha relacionado con la metodología aplicada para calcular tanto el peso total movilizado como la potencia producida (Dugan et al., 2004; Kawamori & Haff, 2004). Siegel y col (2002) estudiaron 25 varones de 18 a 32 años, que realizaron el ejercicio de sentadilla paralela en multipower, aplicando la máxima velocidad posible con pesos del 30%, 50%, 70%, y 90% de la 1 MR evaluada previamente, utilizando un dispositivo que funcionaba por señales luminosas para captar el desplazamiento y el tiempo empleado por la barra en recorrer un espacio determinado. En este trabajo se determinó la potencia pico alcanzada a los 10, 20 y 30 cm del recorrido ascendente de la barra, observándose que los pesos en donde se producían los mayores valores de potencia se situaban entre el 50% y el 70% de la 1 MR (Siegel, Gilders, Staron, & Hagerman, 2002). Estos resultados difieren de los encontrados por Baker y col (2001b) en un estudio con jugadores de rugby de diferentes categorías que realizaron saltos desde sentadilla utilizando un multipower. En este último estudio se determinó la potencia media, viéndose que los pesos en donde se alcanzaban los valores más altos, se situaban entre el 51% y el 55% del valor de la 1 MR. Los resultados de Siegel y col (2002) en donde se valoró la potencia pico, también difieren de los encontrados por Naclerio y col (2005b) que determinaron la potencia media en un grupo de levantadores de peso, que ejecutaron el ejercicio de sentadilla profunda con barra libre, mostrando los valores más altos de potencia media al 55+8.9% de la 1 MR. A pesar de la similitud en los resultados entre el trabajo de Baker y col (2001b) y de Naclerio y col (2005b), cabe destacar que entre los dos existen diferencias metodológicas muy importantes, relacionadas con la inclusión o no del peso corporal como parte de la resistencia a vencer. Así en el estudio de Baker y col (2001b) sólo se considera para el cálculo de la potencia mecánica, mientras que en el de Naclerio y col (2005b) se considera tanto para
determinar la potencia como el nivel de fuerza máxima, pero en cambio en el estudio de Siegel y col (2002), no se considera en ninguno de los dos casos.
Uno de los aspectos que más afecta a los resultados, al estimar la potencia producida y los porcentajes de peso en los que se localizan los valores más elevados al realizar ejercicios del tren inferior en dirección vertical, es la inclusión o no del peso corporal como parte de la resistencia a vencer (Dugan et al., 2004; Kawamori & Haff, 2004). Según Dugan (2004), al no incluir la masa corporal como parte de la resistencia a vencer para calcular tanto la fuerza como la potencia mecánica producida, se subestima significativamente el valor de estas dos variables, especialmente cuando se realizan esfuerzos con resistencias externas muy pequeñas. Esto se debe a que cuando se realizan movimientos verticales, en donde se desplaza el propio cuerpo, como en un salto o en la sentadilla, se moviliza cerca del 87% del peso corporal (Escamilla et al., 2000). De modo que, si un sujeto que pesa 100 kg es capaz de movilizar en un esfuerzo máximo (1 MR) una resistencia externa de 200 kg, al realizar un esfuerzo con una resistencia del 20% de su 1 MR externa, se estima que esta realizando un esfuerzo contra una resistencia de 40 kg que corresponde al 20% de su 1 MR externa, pero en realidad está trabajando con una resistencia de 127 kg (40 kg externos más el 87% de su peso corporal, que para un peso de 100 kg es 87 kg). En este caso hay una diferencia muy alta entre la resistencia real movilizada (127 kg) y la que se estima que el sujeto está utilizando (40 kg). El error principal se produce cuando se calcula el valor de la 1 MR considerando sólo el peso externo, ya que en lugar de 200 kg, el sujeto mencionado anteriormente tiene un nivel de la 1 MR de 287 kg, es decir que mueve 87 kg más, o tiene un 44% más de fuerza. Por otro lado, al planificar un entrenamiento con el 20% de la 1MR, en realidad el sujeto va a entrenar con el 44% de la 1 MR (40 kg externos + 87 kg de su peso corporal = 127 / 287 (1 MR) x 100 = 44 %), lo cual le sitúa en una zona de entrenamiento de la fuerza diferente, (ver figura 20).
Por otro lado cuando se incluye la totalidad del peso corporal como parte de la resistencia a vencer, aunque también existe un margen de error, éste es muy inferior (Dugan et al., 2004). Volviendo al ejemplo anterior, si el sujeto mueve 200 kg externos y pesa 100 kg, se estimaría un nivel de la 1 MR de 300 kg en lugar de 287 kg. La diferencia es de 13 kg, en lugar de 87 kg como en el caso anterior. Por otro lado, cuando se plantea
un entrenamiento utilizando el 20% del peso externo movilizado, que corresponde a 40 kg, al sumarle el total del peso corporal nos da un peso de 140 kg que es el 46.6 % de la 1 MR total (140 kg / 300 kg x 100 = 47%). Este valor es más cercano al 44 % calculado anteriormente cuando se asume que se mueve el 87% del peso corporal en lugar del 100%.
El peso de los pies y las piernas representarían porcentajes incluso inferiores al 13% del peso corporal (~6%) por lo cual, su inclusión como parte de la resistencia a vencer causaría un error muy bajo (Dugan et al., 2004; Enoka, 2002). No obstante como estos segmentos desempeñan una acción relativamente estática durante la fase concéntrica del movimiento ascendente, para tener una mayor presición en los calculos de la masa movilizada durante los ejercicios realizados con dirección vertical, su peso debiera excluirse (Dugan et al., 2004).
El razonamiento anterior puede ayudarnos a comprender algunas de las discrepancias encontradas en la literatura respecto a los niveles de fuerza y potencia encontrados en algunos ejercicios del tren inferior.
En el estudio de Izquierdo y col (2002), mencionado anteriormente, realizado con 70 deportistas de 5 diciplinas diferentes, se observó que la potencia máxima media, en el ejercicio de sentadilla flexionando las rodillas hasta un ángulo de 90º, se localizaba en un rango comprendido entre el 45% y el 60% de la 1 MR. Estos datos coinciden con el estudio de Siegel y col (2002), y se aproximan a los valores encontrados por Naclerio y col (2005b) con levantadores, y por Baker y col (2001b) con jugadores de rugby, aunque en el estudio de Izquierdo y col (2002), al igual que en el de Siegel y col (2002), no se incorpora el peso corporal como parte de la resistencia a vencer para calcular el nivel del peso