CAPTULO 1.- CONCEPTO DE FUERZA Antes de proponerse programar un entrenamiento de fuerza es necesario tener claros los conceptos bsicos relacionados con la manifestacin de la fuerza y con su denominacin. Estos conocimientos deben ser el punto de partida para programar el entrenamiento y para saber qu hemos de medir para comprobar los efectos, cmo hemos de medir, cundo hacerlo y para qu. Por ejemplo, no tendra sentido decir que ahora vamos a medir o a entrenar la fuerza explosiva y en otro momento vamos a hacer lo mismo con la fuerza rpida, o que para mejorar y medir la fuerza explosiva tenemos que utilizar resistencias muy ligeras, o que el entrenamiento de fuerza es opuesto al de potencia. El primer paso y ms elemental para tratar de superar muchas de estas situaciones es revisar algunos conceptos bsicos relacionados con la manifestacin de la fuerza y sus consecuencias para el entrenamiento. 1.1. Definicin La fuerza, desde el punto de vista de la mecnica, es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo. La fuerza tambin es la causa capaz de deformar los cuerpos, bien por presin (compresin o intento de unir las molculas de un cuerpo) o por estiramiento o tensin (intento de separar las molculas de un cuerpo). En pocas palabras, la fuerza es empujar algo o tirar de algo (McGinnes, 1999), o ms explcitamente, aquello que empuja o tira por medio de un contacto mecnico directo o por la accin de la gravedad y que altera o vara el movimiento de un objeto (Luttgens y Wells, 1985). En definitiva, la fuerza sera la medida del resultado de la interaccin de dos cuerpos. Viene definida bsicamente como el producto de una masa por una aceleracin (F = m a), y su unidad de medida internacional es el Newton. Por tanto, en el sentido que se define la fuerza en la mecnica, la fuerza muscular, como causa, sera la capacidad de la musculatura para deformar un cuerpo o para modificar la aceleracin del mismo: iniciar o detener el movimiento de un cuerpo, aumentar o reducir su velocidad o hacerle cambiar de direccin.. Desde el punto de vista fisiolgico, la fuerza se entiende como la capacidad de producir tensin que tiene el msculo al activarse. Tericamente, esta capacidad est en relacin con una serie de factores, como son: el nmero de puentes cruzados de miosina que pueden interactuar con los filamentos de actina (Goldspink,1992), el nmero de sarcmeros en paralelo, la tensin especfica o fuerza que una fibra muscular puede ejercer por unidad de seccin transversal (Ncm-2) (Semmler y Enoka, 2000), la longitud de la fibra y del msculo, el tipo de fibra y los factores facilitadores e inhibidores de la activacin muscular. Otras cuestiones, relacionadas con las anteriores, como el ngulo

ndice

articular donde se genera la tensin muscular, el tipo de activacin y la velocidad del movimiento son tambin determinantes en la produccin de tensin en el msculo (Harman, 1993). La definicin de fuerza desde el punto de vista de la mecnica se centra en el efecto externo, generalmente observable, producido por la accin muscular, la atraccin de la gravedad o la inercia de un cuerpo. Sin embargo, desde el punto de vista fisiolgico la fuerza es la tensin generada por el msculo, es algo interno, que puede tener relacin con un objeto (resistencia) externo o no. Tanto si la tensin es generada por la oposicin de una resistencia externa [accin de la gravedad (peso) o inercia de los cuerpos en movimiento] como si se produce por la tensin simultnea de los msculos agonistas y antagonistas, en el msculo se produce una deformacin. La magnitud de la deformacin es un indicador del estrs producido por las fuerzas que originan dicha deformacin (McGinnes, 1999). Por otra parte, tensin es el estado de un cuerpo estirado por la accin de las fuerzas que lo solicitan, as como la fuerza que impide que se separen las diversas porciones de un cuerpo que se halla en ese estado (Diccionario de Ciencia Mdicas, 1988). En nuestro caso las fuerzas de tensin son las que tiran internamente de las estructuras que estn bajo tensin. Por tanto, la tensin muscular se puede definir como el grado de estrs mecnico producido en el eje longitudinal del msculo cuando las fuerzas internas tienden a estirar o separar las molculas que constituyen las estructuras musculares y tendinosas. La tensin se produce durante la activacin del msculo (generalmente se utiliza el trmino, quizs menos apropiado, de "contraccin" en lugar de "activacin"), la cual tiene lugar cuando el msculo recibe una impulso elctrico y se libera la energa necesaria, lo que dar lugar a la unin y desplazamiento de los filamentos de actina y miosina en el sentido de acortamiento sarcomrico y elongacin tendinosa. La activacin siempre tiende a acortar los sarcmeros, tanto si el msculo se est acortando (activacin concntrica) como elongando (activacin excntrica). Por tanto, el trmino "activacin" puede ser definido como el estado del msculo cuando es generada la tensin a travs de algunos filamentos de actina y miosina (Komi, 1986). La mayor o menor rapidez en la activacin depende de la tensin producida en la unidad de tiempo, sin tener en cuenta la velocidad del movimiento e incluso ni siquiera si existe movimiento o no. La accin natural del msculo cuando se activa es de acortamiento en el sentido de su eje longitudinal, pero segn la voluntad del sujeto o la relacin que se establezca con las resistencias externas, la activacin del msculo puede dar lugar a tres acciones diferentes: acortamiento o accin dinmica concntrica o miomtrica (superacin de la resistencia externa, la fuerza externa acta en sentido contrario al del movimiento, trabajo positivo), alargamiento/estiramiento o accin dinmica excntrica o pliomtrica (cesin ante la resistencia externa, la fuerza externa acta en el mismo sentido que el movimiento, trabajo negativo) y mantenimiento de su longitud o accin isomtrica o esttica [la tensin (fuerza) muscular es equivalente a la resistencia externa, no existe movimiento ni, por supuesto, trabajo mecnico]. La denominacin de accin isomtrica (igual o la misma medida) no se ajusta a la realidad totalmente, pues lo nico que se mantiene igual es el ngulo en el que se est produciendo la tensin muscular, pero la accin del msculo es de acortamiento de fibras y de estiramiento de

tejido conectivo, como el tendn (Siff, 1993). Por tanto, desde la observacin externa de la accin, como no hay movimiento, lo ms adecuado sera denominar a este tipo de accin como esttica, y en relacin con la actividad muscular sera una accin concntrica esttica. Por supuesto, que tampoco los trminos "concntrico" (el mismo centro) y "excntrico" (sin centro o distinto centro) son adecuados, pero su utilizacin est tan generalizada que no tiene sentido modificarla, aunque sera ms adecuado utilizar acortamiento y estiramiento (o alargamiento), respectivamente. Cuando las tres acciones se producen de manera continua en este orden: excntrica- isomtrica-concntrica, y el tiempo de transicin entre la fase excntrica y concntrica es muy corto, dara lugar a una accin mltiple denominada ciclo estiramiento acortamiento (CEA), que en el lenguaje del entrenamiento toma el nombre, incorrecto, aunque muy aceptado, de accin pliomtrica, ya que en esta accin se da una fase pliomtrica ("ms" medida, alargamiento), una miomtrica ("menos" medida, acortamiento) y una isomtrica (transicin entre el alargamiento y el acortamiento).

Por lo que acabamos de ver, existen dos fuentes de fuerzas en permanente relacin: las fuerzas internas, producidas por los msculos esquelticos, y las fuerzas externas, producidas por la resistencia (fuerza) de los cuerpos a modificar su inercia (estado de reposo o movimiento). Como resultado de esta interaccin entre fuerzas int ernas y externas surge un tercer concepto y valor de fuerza, que es la fuerza aplicada. La fuerza aplicada es el resultado de la accin muscular sobre las resistencias externas, que pueden ser el propio peso corporal o cualquier otra resistencia o artefacto ajeno al sujeto. Lo que interesa es saber en qu medida la fuerza interna generada en los msculos se traduce en fuerza aplicada sobre las resistencias externas. La fuerza aplicada depende, entre otros factores, de la tcnica del sujeto en la ejecucin del gesto que se mide y valora. De tal manera que la medicin de la fuerza aplicada es uno de los criterios de mayor validez para hacer una valoracin de la propia tcnica deportiva. La fuerza aplicada se mide a travs de los cambios de aceleracin de las resistencias externas y por la deformacin que se produce en los dinammetros, tanto por efecto de la tensin como de la compresin que se ejerce sobre ellos. Si no se dispone de instrumentos de medida, se estima la fuerza aplicada tomando como referencia el peso que se puede levantar o lanzar en unas condiciones determinadas o la distancia que se puede desplazar el centro de gravedad del propio cuerpo.

La magnitud de la tensin generada en el msculo no se corresponde con la magnitud de la fuerza medida externamente (fuerza aplicada). La tensin que puede generar el msculo depende, entre otros factores, de su longitud. Si se estimula elctricamente un msculo aislado, la mxima tensin esttica se produce a una longitud ligeramente superior a la de reposo (Knuttgen y Kraemer, 1987). A medida que disminuye la longitud del msculo con respecto a la longitud ptima, la tensin es cada vez menor. Si la longitud aumenta con respecto a dicha longitud ptima, la tensin se reduce en menor medida y llega a volver a aumentar en la zona prxima al mximo estiramiento. Esta menor prdida de tensin y el aumento final se deben a la suma de la tensin originada por los elementos pasivos, elsticos, del msculo estirado (Knuttgen y Kraemer, 1987). La tensin neta activa, por tanto, se obtendra restando a la tensin total la producida por los elementos elsticos. Por otra parte, la resistencia que ofrece la fuerza externa

(peso) a la musculatura agonista tampoco es la misma durante todo el recorrido de la articulacin o articulaciones que intervienen en el movimiento. La mayor resistencia ofrecida coincide con el mximo momento de fuerza (producto de la fuerza externa y la distancia perpendicular desde la lnea de accin de la fuerza al eje de giro de la articulacin, y que viene expresado en Nm) que se origina a travs del recorrido articular. Por ejemplo, al hacer una flexin de codo en posicin vertical con un peso libre (curl de bceps), el mximo momento de fuerza se produce a un ngulo aproximado de 90. En esa longitud del msculo es precisamente cuando ste puede desarrollar su mayor tensin (mayor fuerza), que ser la mxima posible si la resistencia es mxima, pero tambin es precisamente en ese momento, debido a la desventaja mecnica (brazo de fuerza interna muy pequeo en relacin con el brazo de la resistencia externa), cuando ms lento es el movimiento en todo el recorrido. Esto significa que en el momento de mxima tensin (mxima fuerza interna), la fuerza aplicada ser pequea, ya que la velocidad disminuye claramente sin cambios notables de aceleracin, y la fuerza aplicada, por tanto, ser equivalente o ligeramente superior a la fuerza que corresponde al propio peso de la resistencia a desplazar. En la figura 1.1 se puede apreciar que la fuerza aplicada en una sentadilla cuando el ngulo de la rodilla es de 90 aproximadamente es muy pequea en relacin con la resistencia desplazada (907,97 N entre los 300 y 350 ms, con una aceleracin media de 0,27 m s-2), mientras que en los primeros 50 ms la fuerza media es de 1300,25 N con una aceleracin de 4,6 m s-2, con un pico de fuerza que llega a los 1455,39 N a los 23 ms.

Figura 1.1 Fuerza aplicada en una sentadilla. En el eje de ordenadas se indican los valores de fuerza (N) y en el de abscisas el tiempo (ms) (ver texto para ms aclaracin) Lo que interesa en el deporte es medir la fuerza aplicada, pues de ella depende la potencia que se pueda generar, que es, desde el punto de vista del rendimiento fsico, el factor determinante del resultado deportivo, tanto cuando la potencia debe ser la mxima en unas condiciones dadas como cuando se trata de mantener durante ms o menos tiempo un determinado valor de potencia, que en el fondo no es ms que la

aplicacin de una determinada fuerza. Por tanto, una primera definicin de fuerza aplicable en el rendimiento deportivo sera: fuerza es la manifestacin externa (fuerza aplicada) que se hace de la tensin interna generada en el msculo.

La medicin de la fuerza manifestada se puede hacer en cualquiera de las acciones musculares descritas en prrafos anteriores: acciones de acortamiento, estiramiento, estticas o en CEA. Cuando se mide la fuerza en acciones dinmicas concntricas y en CEA las formas ms habituales y tiles en el deporte, se puede medir la fuerza media de todo el recorrido, el pico mximo de fuerza y la relacin de cada valor de fuerza y el tiempo en el que se obtiene. Al medir, por ejemplo, la fuerza producida en la fase dinmica de un ejercicio de press de banca con pesos libres, el pico mximo de fuerza aplicada se encontrar a los pocos milisegundos de haber iniciado el movimiento (al igual que en la sentadilla, figura 1), debido al brusco cambio de aceleracin producido en esos momentos, y los codos estarn todava muy flexionados. En algunos casos, cuando la resistencia es muy alta y el sujeto pone mucho empeo en hacer el movimiento muy rpido, se podra alcanzar un segundo pico mayor que el primero despus de pasar la fase crtica el ngulo prximo a los 90 en los codos, debido, precisamente, a un nuevo cambio importante de aceleracin favorecido por la ventaja mecnica de la posicin del cuerpo. Si la medicin se hiciera comenzando el movimiento en otro ngulo, los resultados seran distintos. Tambin se podra medir con pesos libres el pico mximo de fuerza (fuerza esttica, en este caso) en cada ngulo del recorrido completo del movimiento. Esto se podra hacer, por ejemplo, intentando manifestar la mxima fuerza en determinado nmero de ngulos de las articulaciones de las rodillas, tobillos y caderas en posicin vertical actuando sobre una plataforma dinamomtrica mientras que tratamos de vencer una resistencia (peso) insuperable. Esto mismo se podra hacer midiendo el momento de fuerza de los msculos extensores de la rodilla en posicin de sentado, en este caso no con pesos libres sino con mquinas dinamomtricas especiales para ello. El ngulo en el que se obtendra el pico mximo de fuerza sera distinto en ambos casos. En el primero, la fuerza aplicada sera progresivamente mayor cuanto ms extendida estuvieran las piernas, sin embargo, en el segundo, el pico mximo de fuerza aplicada se encontrara en un ngulo algo inferior a los 90 (si consideramos como cero grados la extensin completa de la rodilla) y descendera claramente a medida que la rodilla se aproxima a la mxima extensin. Estas diferencias no se deben a los ngulos de las rodillas, que son los mismos, sino a la posicin en que se mide la fuerza. La posicin en el primer caso posibilita la intervencin de los msculos biarticulares de la cadera y la rodilla y los extensores de la espalda, cosa que no ocurre en la posicin de sentado. Si todas estas mediciones se hicieran en accin excntrica, los valores de fuerza seran superiores en todos los ngulos. Como vemos, los resultados de las mediciones de la fuerza aplicada pueden ser muy distintos en funcin de la forma de medir: posicin del cuerpo, grado de estiramiento del msculo y tipo de accin.

Cuando se hace la medicin en una accin dinmica concntrica, el pico mximo de fuerza y la fuerza media obtenidos dependen de la resistencia que se est utilizando. Si la ejecucin es correcta, en cualquier ejercicio de tcnica simple, como por ejemplo la sentadilla o el press de banca, a mayor resistencia siempre corresponder una mayor

fuerza manifestada (aplicada). De la misma manera, obviamente, a mayor resistencia menor ser la velocidad de desplazamiento y viceversa. Esta relacin entre fuerza aplicada, velocidad y resistencia, tomando la resistencia como variable independiente, sera una relacin paramtrica (Zatsiorsky, 1995), sobre todo, aadiramos nosotros, cuando se toman los datos de un mismo sujeto. Por tanto, si utilizramos la mxima resistencia que se pueda desplazar una sola vez, nos encontraramos con el mximo valor de fuerza manifestada por un sujeto en el ejercicio concreto que se mide. Este valor de fuerza, que no es ms que la fuerza manifestada al realizar 1RM (mximo peso que un individuo puede desplazar una sola vez en una serie), es lo que el propio Zatsiorsky (1995) llama "mximun maximorum", y lo utiliza como expresin de la mxima fuerza aplicada. Pero tan importante como la fuerza manifestada ante la mxima resistencia es la fuerza que se alcanza con resistencias inferiores a la misma, de tal manera que no siempre el que manifiesta ms fuerza con una resistencia relativa alta es el que ms fuerza manifiesta con las resistencias relativas ligeras. Por ello, entendemos que para una mayor y mejor aplicacin de las mediciones de fuerza al entrenamiento es necesario que contemplemos no slo la fuerza aplicada cuando las condiciones son las ptimas para manifestar fuerza dinmica (superar la mxima resistencia posible), sino tambin las resistencias inferiores, que nos podrn aportar mucha informacin v lida para valorar el efecto del entrenamiento y para dosificar las resistencias. Si esto es as, no tenemos ms remedio que admitir que el deportista no tiene un valor de fuerza mxima nico en cada ejercicio, sino "infinitos" valores en funcin de la resistencia que utilicemos para medir la fuerza, o lo que es lo mismo, en funcin de la velocidad a la que se pueda realizar el movimiento. Esto, que es verdaderamente importante para el rendimiento, nos llevara a una segunda definicin de la fuerza en el deporte, adaptando la que proponen Knuttgen y Kraemer (1987): fuerza es la manifestacin externa (fuerza aplicada) que se hace de la tensin interna generada en el msculo o grupo de msculos a una velocidad de desplazamiento determinada.

En los primeros prrafos de este apartado decamos que en el mbito de la mecnica la fuerza se considera como la medida instantnea de la interaccin entre dos cuerpos. Pero como todos los movimientos humanos se realizan durante un cierto tiempo, lo que interesa en el deporte es el continuum de la curva fuerza-tiempo (Zatsiorsky, 1995). Efectivamente, cuando aplicamos una fuerza en cualquier gesto siempre se alcanza un pico mximo de fuerza, pero para ello hace falta que transcurra un cierto tiempo, es decir, este pico no se alcanza de manera instantnea. Si este pico de fuerza se alcanza manifestando la fuerza con la mayor rapidez posible, el valor del pico depender del tiempo disponible para manifestar la fuerza. A su vez el tiempo depender de la resistencia que se tenga que superar (a mayor resistencia, mayor tiempo), la cual determinar tambin, como hemos visto, la velocidad a la que se pueda realizar el movimiento. Por tanto, el tiempo entra a formar parte de esa relacin paramtrica de la que hablbamos anteriormente, y por ello, al igual que la velocidad, tambin es un factor determinante en la medicin de una fuerza. Esto nos llevara a una tercera definicin prctica de la fuerza en el deporte: fuerza es la manifestacin externa (fuerza aplicada) que se hace de la tensin interna generada en el msculo o grupo de msculos en un tiempo determinado. Al igual que con la velocidad, los valores de

fuerza medidos en relacin con el tiempo son "infinitos", es decir, no existe un valor de fuerza mxima del sujeto, sino numerosos valores que vienen determinados por la velocidad del movimiento o por el tiempo disponible para aplicar fuerza. La velocidad de desplazamiento y el tiempo disponible para aplicar fuerza, como es lgico, estn inversamente relacionados, y los dos son igualmente vlidos y equivalentes para definir la fuerza.

Estas definiciones son de vital importancia y de gran aplicacin en el deporte, puesto que lo que interesa no es tanto la fuerza que se puede aplicar en las condiciones ms favorables (mucha resistencia externa y mucho tiempo para manifestar fuerza), sino la fuerza que se puede manifestar en el tiempo que duran los gestos deportivos concretos, que difcilmente se prolongan ms all de los 300-350ms, y que en algunos casos no llegan a los 100ms. La casi totalidad de las especialidades deportivas tienen como objetivo alcanzar un determinado valor de fuerza en su accin o gesto especfico que puede variar con la evolucin del nivel deportivo al mismo tiempo que se mantiene o se reduce el tiempo para conseguirlo, por lo que sera necesario medir y valorar tanto el pico de fuerza como la relacin entre la fuerza y el tiempo empleado para conseguirla. 1.2. Caractersticas de la manifestacin de la fuerza en el deporte Despus de lo expuesto, tenemos que concluir que cuando hablamos de la medicin y valoracin de la manifestacin de la fuerza, los dos nicos valores que podemos y tenemos que medir son el pico de fuerza que nos interesa y el tiempo necesario para llegar a alcanzarlo, es decir, valor de la fuerza que se mide y se quiere analizar y relacin entre esa fuerza y el tiempo necesario para conseguirla. La relacin fuerza-tiempo da lugar a lo que se conoce como curva fuerza-tiempo (C f-t).

Figura 1.2. Manifestacin de fuerza (F) en el tiempo (t). P = resistencia a vencer (Verkhoshansky, 1986)

Toda accin o todo movimiento se produce generando dicha curva. Ante una resistencia a vencer, el efecto del esfuerzo viene determinado por la relacin entre esa resistencia y la magnitud de la fuerza manifestada para superarla. Cuanto mayor sea la fuerza y ms rpidamente se manifieste, mayor ser la velocidad a la que desplacemos la resistencia. El objetivo del entrenamiento, por tanto, debe consistir en mejorar en la mayor medida

posible la fuerza aplicada para vencer una resistencia dada. En la figura 1.2 tenemos la representacin de la fuerza empleada (F) para vencer una resistencia (P). El rea sombreada indica la diferencia entre la fuerza a superar (P) y la ejercida por el sujeto. El incremento de este rea es lo que pretendemos con el entrenamiento. La velocidad con la que se desplace la resistencia (peso) ser directamente proporcional a la diferencia entre la fuerza aplicada y el valor de la fuerza que representa la resistencia. En un test de press de banca realizado hasta el 90% de 1RM, el % de fuerza aplicada present una correlacin de 0,986 (p = 0,000; n = 7) con la velocidad de desplazamiento (JJ Gonzlez Badillo, 2000) (figura 1.3).

Figura 1.3. Velocidad del movimiento, fuerza aplicada y porcentaje en que la fuerza aplicada supera a la resistencia. La velocidad del movimiento est en relacin directa (r = 0,986; p = 0,000; n = 7) con el porcentaje en que la fuerza aplicada supera a la fuerza que representa la resistencia. La C f-t tiene un equivalente en la curva fuerza-velocidad (C f-v). Ambas representan de manera equivalente el efecto producido por el entrenamiento. A su vez, de la C f-v se deriva la curva de potencia, ya que sta se puede expresar como el producto de fuerza por velocidad. Siguiendo el esquema de la figura 1.4 vamos a tratar de explicar el significado de las distintas manifestaciones de fuerza y sus relaciones con las curvas de f-v y de potencia. En este esquema vamos a contemplar la manifestacin de la fuerza en acciones estticas y dinmicas. Las acciones dinmicas pueden incluir tanto acciones concntricas como excntrica-concntricas (CEA). 1.2.1. Pico mximo de fuerza. Fuerza Isomtrica / Esttica Mxima. El pico mximo de fuerza (PMF) que se mide cuando no hay movimiento es el valor de fuerza isomtrica mxima (FIM) o fuerza esttica mxima. Esta fuerza es la mxima fuerza voluntaria que se aplica cuando la resistencia es insuperable. Si se cuenta con los

0

200

400

600

800

1000

1200

26.7 40.0 53.3 66.7 80.0 86.7 93.3

% 1RM

Fza

. A

pli.

(N

) y

% F

za.

Ap

li.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Vel

. med

ia (m

/s)

% de Fza. Apli.

Fza. Aplic.

Vel med

Figura 1.4.- Manifestaciones de fuerza, velocidad y potencia tiles para dosificar el entrenamiento y valorar sus efectos instrumentos adecuados, la medicin de esta fuerza dar lugar a la C f-t isomtrica o esttica. Esta fuerza se mide en N. La medicin de la FIM en kilogramos, como la menor resistencia (peso) que sera imposible desplazar, aparte de ser muy imprecisa, no aportara informacin sobre la fuerza producida. Fuerza Dinmica Mxima. Si la resistencia que se utiliza para medir la fuerza se supera, pero slo se puede hacer una vez, la fuerza que medimos es la fuerza dinmica mxima (FDM). Esta fuerza se expresa en N. La medicin con instrumentos adecuados nos proporcionara la C f-t dinmica. Cuando no se dispone de instrumentos de medida se puede expresar en kg,

A QU NOS PODEMOS REFERIR CUANDO HABLAMOS DE FUERZA

PMF Relacin Fuerza-tiempo

Relacin Fuerza-velocidad

FIM (N): Resistencia insuperable

FDM (N o kg): 1RM

FDMR (N): cargas

pero desconoceramos la fuerza aplicada. Se suele considerar como el valor de una repeticin mxima (1RM). Fuerza Dinmica Mxima Relativa. Si medimos la fuerza aplicada con resistencias inferiores a aquella con la que hemos medido la FDM (1RM), nos encontraremos con una serie de valores, cada uno de los cuales ser una medicin de fuerza dinmica mxima, pero a todos ellos hemos de denominarlos como valores de fuerza dinmica mxima relativa (FDMR), ya que siempre existir un va lor superior de fuerza dinmica que ser la FDM. Por tanto, un sujeto tendr un solo valor de FDM en un movimiento y condiciones concretas, pero numerosos tantos como resistencias distintas utilice para medirlos de FDMR (figura 1.5). Esta fuerza slo se puede expresar en N. La medicin con instrumentos adecuados nos proporcionara distintas curvas de f-t dinmicas. La relacin de estas curvas con la C f-t correspondiente a la FDM o a la FIM nos puede informar de las caractersticas del sujeto y de su estado de forma actual.

Figura 1.5.- Valores de Fuerza Dinmica Mxima Relativa: cuando la carga es inferior a la FIM o la FDM, el PMF que se puede alcanzar ser progresivamente menor Fuerza til. Dentro del grupo de valores de FDMR nos encontramos con uno especial, que es el que correspondera a la fuerza que aplica el deportista cuando realiza su gesto especfico de competicin. A este valor de FDMR le denominamos fuerza til (J.J. Gonzlez-Badillo y E. Gorostiaga, 1993, 1995). La mejora de este valor de fuerza debe ser el principal

Fuer

za (N

)

Tiempo (s)

FIM/FDM

50% de FIM/FDM

20% de FIM/FDM

10% de FIM/FDMPMF

objetivo del entrenamiento y el que ms relacin va a guardar con el propio rendimiento deportivo. Esta fuerza se produce a la velocidad especfica y en el tiempo especfico del gesto de competicin. En la mayora de los casos, la velocidad y el tiempo especficos de un mismo sujeto no sern dos valores estables durante toda la vida deportiva, ya que la mejora del rendimiento exigir necesariamente el aumento de la velocidad y, por tanto, la reduccin progresiva del tiempo de aplicacin de fuerza para superar una misma resistencia. El valor de la fuerza til ha de medirse o estimarse en el gesto (ejercicio) de competicin, y se debe considerar propiamente como un valor ms de FDMR, ya que si se utilizara una resistencia inferior o superior a aquella que hay que superar en el gesto especfico, los valores de fuerza aplicada cambiaran, dando lugar nuevos valores de FDMR, y todos ellos estaran en relacin con una hipottica FDM que se podra aplicar en el propio gesto de competicin cuando ste se intentara realizar con la mxima resistencia posible.

Pero tambin se puede establecer una relacin entre la fuerza aplicada en un ejercicio menos especfico aunque supuestamente relevante para la mejora del rendimiento deportivo y el gesto de competicin. En este caso se comparara la fuerza aplicada en el gesto de competicin con los resultados en FDM y en FDMR obtenidos en el ejercicio utilizado como test (un press de banca, por ejemplo). La fuerza aplicada en la competicin se estimara por el resultado o distancia alcanzada en el lanzamiento o en cualquier otra prueba especfica, salvo que se pudiera registrar la fuerza aplicada de manera directa o indirecta. Estas relaciones tienen un menor valor predictivo, y seran relaciones no paramtricas, siguiendo la terminologa de Zatsiorsky (1995), ya que no siempre una mejora en FDM o FDMR en el ejercicio de entrenamiento utilizado como test se correspondera con una mejora en la FDMR especfica (fuerza til), ni los sujetos con valores ms altos en FDM en el test seran necesariamente los de mejor rendimiento en el gesto de competicin. El estudio a lo largo del tiempo de la evolucin de la relacin entre estos valores de fuerza nos proporcionara informacin sobre las necesidades de fuerza y sobre la relevancia de determinados tests para la valoracin del rendimiento.

Dada la importancia de la fuerza til para el resultado deportivo y para la valoracin del efecto del entrenamiento, este valor de fuerza debe ser el principal criterio de referencia para organizar el propio entrenamiento. 1.2.2. Relacin entre la fuerza y el tiempo . La relacin fuerza tiempo puede venir expresada a travs de la C f-t y de la C f-v. La C f-t puede utilizarse tanto para mediciones estticas como dinmicas, la C f-v slo para mediciones dinmicas, aunque tambin se podra registrar e incluir como un punto ms de esta curva el correspondiente a la fuerza isomtrica mxima y a la velocidad cero. Cualquier modificacin que se produzca en la C f-t vendr reflejada en la C f-v y viceversa. Las modificaciones positivas en la C f-t se producen cuando la curva se

desplaza hacia la izquierda (segn la disposicin de los ejes en la figura 1.6a). Estos cambios significan que o bien para producir la misma fuerza se tarda menos tiempo (efecto 1) o que en el mismo tiempo se alcanza ms fuerza (efecto 2). Si los resultados de esta medicin se expresaran a travs de la C f-v, las modificaciones positivas se produciran cuando la curva se desplaza hacia la derecha, y lo que ocurrira es que la misma resistencia se desplazara a mayor velocidad (efecto 1) o que a la misma velocidad se desplazara ms resistencia(efecto 2) (figura 1.6b). Si comparamos los efectos 1 de cada curva nos daremos cuenta de que producir la misma fuerza en menos tiempo (C f-t) es lo mismo que desplazar la misma resistencia a mayor velocidad (C f-v): evidentemente, tardar menos tiempo (para la misma fuerza) es alcanzar mayor velocidad. Incluso el efecto 1 de la C f-t tambin se expresa como manifestar la fuerza con mayor rapidez. Lo mismo ocurre si comparamos los efectos 2: alcanzar ms fuerza en el mismo tiempo (misma velocidad) es lo mismo que desplazar una resistencia mayor a la misma velocidad. f2 f1 f2 f1 t2 t1 v1 v2 Figura 1.6.- Los cambios producidos en la C f-t son equivalentes a los producidos en la C f-v. Grfica a (izquierda): la fuerza 1 (f1) se manifiesta en menos tiempo (t2) que al principio (t1). Esto es equivalente, en la grfica b (derecha), a desplazar la misma fuerza o resistencia (f1) a mayor velocidad (v2) que al principio (v1). En la grfica a (izquierda): en el mismo tiempo (t1) se alcanza mayor fuerza (f2) que al principio (f1). Esto es equivalente, en la grfica b (derecha), a desplazar a la misma velocidad (v1) una resistencia mayor (f2) que al principio (f1).

A continuacin estudiaremos todo lo relacionado con la C f-t y posteriormente lo haremos con la C f-v. 1.2.2.1. Curva fuerza-tiempo Fuerza explosiva. Hablar de la C f-t es lo mismo que hablar de fuerza explosiva (FE) La FE es el resultado de la relacin entre la fuerza producida (manifestada o aplicada) y el tiempo

antes

despus

antesdespus

a b

Fuer

za

Tiempo

Fuer

za

Velocidad

necesario para ello. Por tanto, la FE es la produccin de fuerza en la unidad tiempo (ver figura 1.4), y viene expresada en N s-1. sta es la manera ms exacta, simple e inequvoca de definir la FE. Si la medicin de la fuerza se ha hecho de forma esttica, los valores que resulten sern de FE esttica, si se ha hecho en accin dinmica, lo que obtenemos es la FE dinmica, y si hemos podido medir la produccin de fuerza durante la fase esttica y la dinmica en la misma ejecucin, tendremos ambos valores de FE y la relacin entre ambos. En la literatura internacional considerada como "cientfica", la nica expresin de FE es la denominada "rate of force development" (RFD), que significa "proporcin, tasa o rapidez en el desarrollo o produccin de fuerza en relacin con el tiempo", y se expresa en Ns-1. Este trmino est muy generalizado, y se utiliza tanto en los estudios sobre la fisiologa de la activacin muscular como en la medicin de la fuerza y en la metodologa del entrenamiento (Hakkinen, Alen y Komi, 1984; Aagaard y Andersen; 1998; Sale, 1991; Schmidbleicher, 1992; Wilson, 1995; Young, 1993; Young y Bilby, 1993; Siff, 2000); En esta literatura la FE viene determinada y expresada por la pendiente de la C f-t. En los trabajos ms relacionados con el entrenamiento, que comentaremos ms adelante, se emplean varios trminos para referirse al mismo concepto. Esta expresin de fuerza se puede medir desde el inicio de la manifestacin de fuerza hasta cualquier punto de la C f-t o entre dos puntos cualesquiera de la C f-t.. Un mismo sujeto, por tanto, tendr tantos valores de FE como mediciones se realicen sobre su mejor C f-t. Estos valores sern de FE esttica (isomtrica) o de FE dinmica, segn con qu tipo de accin se haya hecho la medicin. Si la FE se mide entre el inicio de la produccin de fuerza y el momento de alcanzar el PMF, tendremos un valor de FE que

Figura 1.7.- Valores de fuerza explosiva en funcin del tiempo en el que decidamos o necesitemos medirla sera igual al valor del PMF dividido por el tiempo (T) total (PMFT total-1). Si el valor del PMF fuese de 500N y el T total de 800ms, el valor sera de 625 Ns-1 (figura 1.7), pero si la medicin fuese a los 400ms y el PMF fuese de 450 N, el valor cambia a 1125 Ns-1, y llegara a ser de 1500 Ns-1 si la medimos a los 100ms. Cul sera, entonces, la FE del sujeto? Sin duda que todos los valores medidos son representativos de su FE. Por tanto, el sujeto tendr tantos valores de FE como distintas mediciones hagamos dentro de la misma curva. Lo nico que habra que aadir es que un determinado valor de FE se ha calculado con relacin a un tiempo concreto desde el inicio de la manifestacin de fuerza o entre dos puntos o tiempos intermedios dentro de la curva. La eleccin del tiempo para medir la FE debera tener una justificacin basndose en las aplicaciones que tuviera para la valoracin de las cualidades de fuerza y el efecto del entrenamiento, as como para el anlisis de la tcnica deportiva. Por ello, la importancia y utilidad de medir y analizar estos valores se justifica por el hecho de que dos sujetos con la misma FE a los 800ms podran tener un valor muy distinto a los 100ms, y un mismo sujeto

Fuer

za (N

)

Tiempo (ms)

FIM (500 N)

800

500

/ 0.8

= 6

25 N

/s

450

/ 0.4

=11

25 N

/s

400100

150

/ 0.1

= 1

500

N/s

100

500

Fuer

za (N

)

Tiempo (ms)100100

100

500

300 300

a b

Fig. 1.8. Distintos valores de fuerza mxima y fuerza explosiva para dos sujetos o para el mismo sujeto en dos momentos de la temporada (ver texto) puede presentar distintos valores segn el momento de la temporada o del ciclo de entrenamiento en el que se realicen las mediciones. Las modificaciones en estos valores pueden indicar qu tipo de forma posee el sujeto y en qu direccin se ha manifestado el efecto del entrenamiento. En la figura 1.8 podemos observar cmo dos sujetos o el mismo sujeto en dos momentos distintos de la temporada pueden tener dos picos de fuerza mxima diferentes pero la misma FE a los 200ms (figura 1.8a), y cmo estos mismos sujetos pueden tener el mismo PMF pero una FE muy distinta a los 200ms (figura 1.8b). Fuerza explosiva mxima. Si hacemos "infinitas" medidas de la FE entre dos puntos de la C f-t, nos encontraremos que existe un momento en el que la produccin de fuerza por unidad de tiempo es la ms alta de toda la curva. El tiempo en el que se mide esta produccin de fuerza es en la prctica de 1 a 10ms. Cuando en la literatura internacional se necesita utilizar este trmino, el "rate of force development" se expresa con RFD mxima (RFDmax o MRFD). A este valor de FE se le llama, lgicamente, fuerza explosiva mxima (FE mx) (figura 1.4), y se define como la mxima produccin de fuerza por unidad de tiempo en toda la produccin de fuerza, o la mejor relacin fuerza tiempo de toda la curva, medida en la prctica, como hemos indicado en tiempos de 1 a 10ms. Al igual que la FE, se expresa en Ns-1. Si se mide la fuerza estticamente o si se mide la fase esttica de una accin dinmica, la FE mx casi siempre se habr producido ya a los 100ms de iniciar la produccin de fuerza, coincidiendo con la fase de mxima pendiente de la curva. Esta expresin de fuerza tiene una caracterstica muy especial y llamativa: en el momento de alcanzar esta mxima produccin de fuerza por unidad de tiempo se est manifestando una fuerza muy prxima al 30% de la FIM que el sujeto alcanzar en esa misma activacin voluntaria mxima que se est ejecutando y midiendo. Este hecho est descrito en la literatura, como por ejemplo en Hakkinen y col. (1984), y lo hemos podido comprobar personalmente en repetidas ocasiones y en varios grupos musculares. Si, por ejemplo, en la fase de mxima pendiente de la curva se han producido 40 N de fuerza en 10ms, el valor de la FE mx ser de 4000 Ns-1 (figura 1.9). Si medimos la fuerza dinmicamente, ya hemos visto (figura 1.5) que el PMF disminuye a medida que vamos reduciendo la resistencia. Pero ese hecho viene acompaado de otro que tiene relacin con la FE y la FE mx, y es que la pendiente de la curva tambin disminuye, cayendo hacia la derecha. Esto significa que la FE en tiempos absolutos tiende a disminuir. Pero no lo hace de la misma forma en toda la curva. Como podemos observar en la figura 1.10, con resistencias superiores al 30% del

PMF la pendiente comienza a disminuir despus de haber superado la zona de FE mx, pero con resistencias ms pequeas ya se inclina a la derecha a la altura de dicha zona. Esto quiere decir, por una parte, que con resistencias superiores al 30% de la FIM, la FE mx es estable y siempre puede ser la mxima absoluta, y, por otra, que cuando desplazamos resistencias inferiores al 25%, aproximadamente, de la FIM, no se puede llegar a manifestar la FE mx (Schmidbleicher y Buhrle (1987). Este hecho se debe a que si tratamos de desplazar resistencias inferiores al 30% de la FIM no encontraremos suficiente resistencia como para llegar a manifestar la fuerza mnima necesaria para que la produccin de fuerza por unidad de tiempo sea la mxima absoluta (FE mx). En otras palabras, antes de iniciar el desplazamiento de una resistencia tenemos que aplicar, en accin esttica o isomtrica, una fuerza ligeramente superior a la fuerza que representa la propia resistencia, pues de lo contrario el peso no se movera; por tanto, si la resistencia es superior al 30% de la FIM del sujeto, antes de iniciar el movimiento ya se habr podido aplicar la fuerza necesaria como para alcanzar un valor de produccin de fuerza por unidad de tiempo equivalente a la FE mx. De todo esto se deduce fcilmente que la FE mx se produce en la fase esttica de cualquier desplazamiento de una resistencia, y que si la resistencia es muy pequea no se va a poder producir dicha FE mx.

Figura 1.9.- Zona de mxima pendiente de la C f-t donde se alcanza la mxima produccin de fuerza por unidad de tiempo. La fuerza manifestada en ese momento, segn esta representacin esquemtica, es de 150 N, que representa el 30% del PMF Esto nos lleva, de momento, a dos reflexiones. La primera es que la FE mx no tiene nada que ver con el movimiento en cuanto a su produccin, y la segunda, que se colige

Fuer

za (N

)

Tiempo (ms)

FIM (500 N)

800100

100

500

Zona de fuerza explosiva mximaEjemplo: 40 N / 0,01 = 4000 N/sFuerza producida en ese momento: 150 N = 30%de FIM

de la primera, es que no tiene sentido asociar entrenamiento de la FE mx nicamente con movimientos muy rpidos.

Es cierto que la FE mx no tiene nada que ver con el movimiento en cuanto a su produccin, ya que la FE mx se puede alcanzar y de hecho slo se alcanza, como hemos explicado, antes de iniciar el movimiento, y, por tanto, la produccin de fuerza por unidad de tiempo puede ser independiente de la velocidad del movimiento (W. Young, 1993). Por tanto, los ejercicios explosivos (o acciones explosivas) no son los que se producen a gran velocidad, sino aquellos en los que se alcanza la mxima o casi mxima produccin de fuerza en la unidad de tiempo (Schmidbleicher, 1992). Por lo que deberan ser considerados como ejercicios explosivos desde aquellos en los que se utilizan las resistencias ms pesadas hasta los realizados con las ms ligeras. Pero, obviamente, la FE y la FE mx tienen una estrecha relacin con la velocidad del movimiento, ya que la mayor o menor velocidad depende precisamente de la capacidad de producir fuerza rpidamente. Con estas caractersticas en la produccin de fuerza, la

Figura 1.10.- Fuerza explosiva mxima con distintas cargas. Con cargas inferiores al 30% la C f-t cae hacia la derecha antes de alcanzar la zona de FE mx (figura inspirada en Verkhoshansky, 1986 y Schmidbleicher, 1992). La parte comn de las curvas correspondera a la fase esttica. La parte dinmica comenzara en el momento en el que empieza a caer la curva con respecto a la de fuerza esttica. velocidad del movimiento ser mxima o casi mxima para una resistencia dada (Stone, 1993), y cuanto mayor es el grado de desarrollo de la fuerza inicial (producida en la fase

Fuer

za (N

)

Tiempo (s)

FIM

50% de FIM

20% de FIM

10% de FIMPMF

Zona defuerza exp.mx.

esttica) ms rpidamente puede ser realizada la fase de aceleracin (fase que comienza precisamente con el inicio del movimiento) (Verkhoshansky, 1986, 1996).

En segundo lugar, tambin es cierto que no tiene sentido asociar entrenamiento de la FE mx nicamente con movimientos muy rpidos. No queremos decir con esto que no haya que entrenar con movimientos muy rpidos, ni mucho menos, ms bien diramos todo lo contrario, pues estos movimientos sern muy importantes para mejorar muchos aspectos del rendimiento deportivo, pero s que debemos ser conscientes de que en estos casos vamos a mejorar la FE con resistencias pequeas, lo cual es muy importante y difcil de conseguir y en muchos casos, adems, es lo ms especfico del entrenamiento. Pero no sera la nica forma y, quizs, tampoco la ms idnea para estimular la FE mx y la FE mx especfica si no se combina su entrenamiento con otras resistencias ms pesadas. La FE y la FE mx se pueden mejorar con todas las resistencias, siempre que la rapidez en la produccin voluntaria de la fuerza sea mxima o casi mxima. La seleccin de las resistencias prioritarias o la combinacin de las ms adecuadas depender de las necesidades de fuerza mxima y de la resistencia a vencer en el gesto especfico (fuerza til). El trabajo con resistencias altas puede mejorar la FE y el PMF, pero tendr menos efecto una vez iniciado el movimiento, en el que la velocidad de acortamiento muscular puede jugar un papel ms determinante. El efecto de las resistencias ligeras ser menor sobre el PMF, pero mejorar la FE con resistencias ligeras y, sobre todo, la velocidad de acortamiento del msculo, que puede ser un cambio adaptativo producido despus de realizar un entrenamiento a alta velocidad (Duchateau y Hainaut, 1984; en Sale, 1992).

El valor y la mejora de la FE es tan importante o ms que el PMF para el rendimiento deportivo. Cuanto mejor sea el nivel deportivo del sujeto, mayor es el papel que desempea la FE en el rendimiento deportivo del ms alto nivel (Zatsiorsky, 1993), porque cuando mejora el rendimiento, el tiempo disponible para el movimiento (para aplicar fuerza) disminuye, luego lo ms importante es mejorar la capacidad para producir fuerza en la unidad de tiempo (Zatsiorsky, 1995). Salvo el pico de FIM, que se puede alcanzar tanto de una manera rpida como ms lenta, llegando al final aproximadamente al mismo resultado, todos los valores de fuerza que sern valores de fuerza dinmica dependen de la capacidad de producir fuerza en relacin con el tiempo, y segn las resistencias que hay que vencer, unas fases de la curva fuerza-tiempo adquieren mayor importancia que otras. El valor de FE al inicio de la curva es un factor limitante cuando se desplazan resistencias ligeras o, lo que es lo mismo, cuando se dispone de muy poco tiempo para aplicar fuerza (Sale, 1992). La fase concntrica (dinmica) comenzar muy pronto, por lo que es importante que en ese momento la pendiente de la curva sea muy elevada. Esto va a determinar el valor del impulso (Ft) que se genere en dicha fase dinmica para un tiempo dado, que es lo que marca el rendimiento. Sin embargo, cuando la resistencia es alta, el impulso depende de la pendiente en una fase posterior, tanto ms tarde cuanto ms alta sea la resistencia, y tambin del PMF (Verkhoshansky, 1986, 1996; Schmidbleicher, 1992). El tiempo disponible para aplicar fuerza en cada especialidad es el punto de referencia para determinar el efecto del entrenamiento a travs de la C f-t. Por ejemplo, si un sujeto

tiene como objetivo mejorar su capacidad de salto vertical, y al inicio del entrenamiento salta 40cm y tiene una marca personal en sentadilla de 100kg (figura 1.11), y despus de un periodo de entrenamiento mejora su fuerza en sentadilla en 20kg y paralelamente mejora el salto en 10cm, se puede decir que ha obtenido el efecto del entrenamiento. Es decir, ha conseguido aplicar ms fuerza en menos tiempo. El tiempo ha sido menor porque a mayor altura de salto le corresponde una mayor velocidad de despegue y, por tanto, un menor tiempo para aplicar fuerza durante la fase concntrica del salto, suponiendo que dicha fase concntrica tiene siempre el mismo recorrido; y la fuerza ha tenido que ser mayor porque la mayor velocidad ante la misma resistencia (el peso corporal) depende directamente, salvando las cuestiones tcnicas en la ejecucin, del

Figura 1.11.- Efecto del entrenamiento sobre el salto vertical: Al test inicial le corresponde un tiempo de 300ms y la fuerza f1, con un resultado de 40cm de salto. Al test 2 le corresponde menos de 300ms y una fuerza mayor (f2), esto tiene como consecuencia un mayor salto. Los valores del tercer test en el salto son los mismos que para el 2. Las mejoras en FDM del tercer test (barras de la derecha) no han supuesto una mejora en salto pico de fuerza aplicada. Si este sujeto realiza otro ciclo de entrenamiento y vuelve a mejorar la fuerza de las piernas pero no el salto vertical, no habr conseguido su objetivo, porque en el tiempo disponible para aplicar fuerza tiempo que dura la fase de extensin de las piernas en el salto no ha conseguido aplicar ms fuerza que en el test anterior. Por tanto, lo que ha fallado en el programa de entrenamiento ha sido la mejora de la FE, que hubiera significado seguir reduciendo el tiempo para aplicar ms fuerza, lo cual es verdaderamente complicado. Realmente el sujeto tiene mucho ms difcil lograr su objetivo a medida que ste es ms alto, y el factor limitante, como se observa, no ha sido la FDM (fuerza dinmica mxima), sino la FE. Esto servira de ejemplo para

Fuer

za (N

)

Tiempo (ms)800100

100

500

300

Test inicialTests 2 y 3

f2f1

Test inicial

Tests 2 y 3

1 2 3

Valores de FDM

confirmar que a medida que mejora el rendimiento, el tiempo para producir fuerza se reduce y la FE adquiere cada vez ms importancia.

En trminos generales, podemos decir que la fuerza explosiva o capacidad de expresar rpidamente una fuerza est en relacin con: La composicin muscular, sobre todo con el porcentaje de fibras rpidas La frecuencia de impulso La sincronizacin La coordinacin intermuscular (tcnica) Las capacidades de fuerza mxima La produccin rpida de la fuerza en la fase esttica y en el inicio del movimiento La velocidad de acortamiento del msculo

La velocidad mxima est en relacin con la composicin muscular. Se define como el ndice de acortamiento por sarcmero y por longitud del msculo. La capacidad de acortamiento de un msculo est, en parte, determinada por el nmero de sarcmeros en serie y tambin por la velocidad intrnseca de acortamiento de los sarcmeros. Por tanto, la velocidad mxima es proporcional a la longitud de la fibra muscular o nmero de sarcmeros en serie (Edgerton y col., 1986), y la velocidad de acortamiento del sarcmero est en relacin con el tipo de miosina de los puentes cruzados (Goldspink, 1992).

La frecuencia de impulsos nerviosos que llegan al msculo juega un papel decisivo en la produccin rpida de fuerza. Para alcanzar la mxima fuerza isomtrica puede ser suficiente una frecuencia de impulso de 50 Hz. Si aumentamos la frecuencia de impulsos hasta 100 Hz., no se alcanza ms fuerza mxima, pero s se consigue sta en menos tiempo. Por tanto la fuerza explosiva ser mayor (Sale, 1992).

Otros procesos de coordinacin: sincronizacin (coordinacin intramuscular) y coordinacin intermuscular favorecen la manifestacin de fuerza por la utilizacin del mximo nmero de unidades motoras de forma instantnea y por la mejora de la tcnica del movimiento, respectivamente.

Como sntesis de la relacin entre fuerza explosiva, resistencia (peso), tiempo y velocidad de movimiento, tenemos las siguientes conclusiones:

No se debe confundir/identificar fuerza explosiva y velocidad de movimiento,

aunque exista relacin entre ambas Si la velocidad es muy elevada (resistencias 30% de la FIM (por lo que la velocidad ser progresivamente

decreciente) la FE mx no vara La FE mx se produce siempre en la fase esttica o isomtrica del movimiento

Por tanto, aunque la velocidad sea cero (resistencia insuperable), la FE puede ser la mxima

Cuanto mayor es la resistencia, mayor relacin existe entre la fuerza dinmica mxima y la FE y la velocidad de ejecucin

Cuanto menor es la resistencia, mayor relacin existe entre la FE en el inicio de la produccin de fuerza y la velocidad del movimiento

A mayor FE mayor es la velocidad ante la misma resistencia Cuanto mayor es el nivel deportivo ms se reduce el tiempo disponible para producir

fuerza y ms importancia adquiere la FE La velocidad del movimiento depende directamente del porcentaje en que la fuerza

aplicada supera a la resistencia: r = 0,986; p

Un aspecto muy importante a tener en cuenta es que dos sujetos pueden tener la misma fuerza mxima relativa (relacin fuerza/peso corporal), y sin embargo una fuerza explosiva diferente. En la figura 1.13 podemos observar cmo saltadores de esqu comparados con hombres no entrenados que poseen la misma fuerza relativa se diferencian claramente en su capacidad para expresar su fuerza ms rpidamente.

Figur1.13 C f-t en esquiadores y en hombres desentrenados. La fuerza mxima relativa es la misma, pero la fuerza explosiva es mayor en los esquiadores (ver texto) (Komi, 1984, (fig. adaptada por MacDougall, 1991).

En un mismo sujeto, el efecto del entrenamiento se manifiesta por modificaciones en la C f-t. En la figura 1.14 vemos las alteraciones que se producen en diferentes tipos de movimientos: a) manifestacin de la fuerza isomtrica mxima con carcter explosivo; b) modificaciones en un movimiento de tipo excntrico-concntrico con un tiempo corto en la fase de transicin (CEA); c) desplazamiento angular y fuerza dinmica en un movimiento excntrico-concntrico con el mnimo tiempo d transicin; d) cambios en la dinmica de un movimiento cclico. En sntesis, lo que se pretende con el entrenamiento, y a veces se consigue, es lo siguiente: Un aumento de la fuerza mxima aplicada ante la misma carga Una reduccin del tiempo necesario para aplicarla El consiguiente acortamiento del tiempo de ejecucin del trabajo. Todos estos cambios tienen una repercusin directa en la mejora de los resultados deportivos.

Figura 1.14.- Alteraciones producidas en la C f-t por el efecto del entrenamiento: a) fuerza isomtrica mxima, b) fuerza en CEA con fase de transicin corta, c) fuerza en CEA con fase de transicin muy corta, d) movimientos cclicos. 1) antes del entrenamiento, 2) despus d el entrenamiento. (Verkhoshansky, 1986). La especificidad del entrenamiento tambin se refleja claramente en la C f-t. Esto lo podemos observar en los resultados producidos por un entrenamiento con cargas (pesos) pesadas y otro de tipo explosivo, con cargas ligeras y medias. En la figura 1.15 vemos que los cambios despus de un entrenamiento tpico con cargas pesadas se producen en la parte alta de la curva, cuando hay ms tiempo para manifestar la fuerza. No obstante, estos cambios son progresivamente ms pequeos en la parte inicial de la misma, cuando el tiempo para expresar la fuerza es corto. Tambin se puede observar que cuando se sobrepasan las 10-12 semanas con un trabajo de este tipo, los resultados casi no mejoran, e incluso podran empeorar en la parte inicial de la curva. Sin embargo, el trabajo con cargas ligeras permite una mejora en la parte inicial, cuando el tiempo para producir fuerza es corto. Aunque tambin se observa que despus de 12 semanas no existen prcticamente mejoras en este sentido. Esto podra indicar que debemos poner atencin a la extensin de los ciclos programados para conseguir estos objetivos, de forma que se evitara el posible

retroceso en la capacidad de manifestacin de fuerza en los primeros momentos de la activacin muscular.

Figura 1.15.- C f-t de la fuerza isomtrica mxima despus de un entrenamiento de fuerza con cargas pesadas y otro con cargas ligeras. Las tres curvas se producen antes del entrenamiento, despus de 12 semanas y despus de 24 (ver text o). (Hakkinen y col. 1985a, 1985b). Las posibles consecuencias de la prolongacin excesiva de este tipo de entrenamiento las podemos observar en la figura 1.16, en la que se representa el tiempo medio necesario para producir una fuerza inferior a la mxima concretamente de 500 N en los extensores de las piernas en mujeres durante un entrenamiento de fuerza con movimientos explosivo (cargas ligeras y mxima velocidad). A partir de las 8 semanas no se manifiestan mejoras, y despus de 12 comienza un empeoramiento.

Figura 1.16 Tiempo necesitado para producir un nivel de fuerza inferior a la mxima (500 N) en los extensores de los msculos de las piernas durante un entrenamiento de fuerza con movimientos explosivo con cargas ligeras. (Hakkinen y col., 1990c) Por tanto, parece claro que la medida sistemtica de los valores de la C f-t nos permite optimizar la programacin y el control del entrenamiento en funcin de unos objetivos determinados. Segn las caractersticas de la especialidad deportiva, se producen unas curvas tpicas en las que se establecen diferencias tanto en la produccin de fuerza mxima como inferiores a la mxima. En la figura 1.17 se representan la fuerza mxima y el tiempo necesario para producir una fuerza de 2500 N por tres grupos de deportistas de distintas especialidades. Los deportistas de fuerza alcanzaran una fuerza mayor si el tiempo de aplicacin fuese ms largo, pero tardan ms tiempo en alcanzar una fuerza ms pequea. Los de resistencia siempre se encontrarn por debajo de los dems, es decir, barren un rea menor (menor impulso) en su manifestacin mxima de fuerza en cualquier situacin. Los de velocidad son capaces de manifestar ms fuerza en menos tiempo, aunque finalmente alcancen un PMF menor que los de fuerza.

Figura 1.17.- C f-t en la extensin de piernas de tres grupos de deportistas: de fuerza, de velocidad y de resistencia, (ver texto) ( Hakkinen y Keskinen, 1989, en Hakkinen, 1991c) Si bien es cierto que el entrenamiento realizado va a influir sobre las caractersticas de la C f-t, la capacidad para expresar una fuerza no depende slo del entrenamiento realizado, sino que ya viene predeterminada en cierto modo por la constitucin del individuo. La habilidad para producir mayor fuerza en menos tiempo est en relacin con la frecuencia de impulso que reciben las fibras musculares. Las fibras que con mayor frecuencia se pueden estimular son las rpidas, por lo que tendrn mejores condiciones de base para conseguir ptimos resultados aquellos sujetos que posean una proporcin mayor de este tipo de fibras. Si se realiza un salto sin contramovimiento (squat jump) sobre una plataforma de fuerza, los sujetos con un porcentaje mayor de fibras rpidas consiguen un perfil de manifestacin de fuerza ms eficaz, es decir, un PMF ms elevado y un tiempo menor de aplicacin de fuerza. Algunos ndices de fuerza explosiva utilizados en la literatura deportiva y relacin entre ellos. En el mbito del entrenamiento deportivo se ha propuesto la diferenciacin de la C f-t en una serie de fases que vienen a aadir alguna terminologa a un nico concepto que es el de fuerza explosiva o produccin de fuerza en la unidad de tiempo. Todas estas denominaciones y cualquier otra que se pudiera aadir slo tienen justificacin si son relevantes para el anlisis de los efectos del entrenamiento y para la programacin del mismo.

La figura ms representativa de esta corriente quizs sea Verkhoshansky (1986, 1996). Los ndices que propone este autor existen, al menos, desde principios de los aos setenta. La aparicin de estos ndices en sus publicaciones recientes es un indicador de que para l siguen vigentes. Las tres fases fundamentales que se distinguen son el PMF, la fuerza explosiva en la fase inicial de la produccin de fuerza, a la que se le llama fuerza inicial, y que es la fuerza producida durante los primeros 30ms, y la fase de aceleracin, que es la zona de la C f-t que se produce a partir del inicio del movimiento. Por tanto, para poder distinguir las tres fases ser necesario medir en la misma ejecucin la fuerza esttica y la dinmica. La fuerza inicial sera la fuerza producida en la fase inmediatamente anterior a la de mxima produccin de fuerza por unidad de tiempo (FE mx). Por tanto, la fuerza inicial mxima de un sujeto tambin se producir siempre en la fase esttica del movimiento. Si la resistencia fuese muy ligera, cabra la posibilidad de que no llegara a manifestarse en su mximo valor, pero la resistencia tendra que ser menor que la mnima (30%) necesaria para que se alcance la FE mx.

Figura 1.18.- Gradientes de fuerza segn Verkhoshansky. Gradiente "J": PMF/t mx. Gradiente "Q": fuerza producida por unidad de tiempo en el inicio de la fase isomtrica (pendiente correspondiente a la tg a1). Gradiente "G": fuerza producida por unidad de tiempo en el inicio de la fase dinmica (pendiente correspondiente a la tg a2) (figura adaptada de Verkhoshansky, 1996) Tomando distintas porciones de la curva y relacionndolas con el tiempo, se crean una serie de ndices. Verkhoshansky (1986, 1996) distingue una serie de "gradientes" (figura 1.18). A la relacin entre el PMF dinmico y el tiempo total para llegar a l le llama

t maxt iso

F

t

PMFdinmica

Separacin de lasfases isomtrica ydinmica

tga1

tga2

gradiente "J", y se entiende como un parmetro integrador de la capacidad del sujeto para desarrollar fuerza explosiva. A la tangente (la pendiente) de la C f-t al inicio de la misma le llama gradiente "Q", y representa la fuerza inicial o capacidad para manifestar fuerza al inicio de la tensin muscular. Por ltimo, a la tangente (pendiente) que se produce cuando la fuerza es ligeramente mayor a la que representa la resistencia y se inicia el movimiento se le llama gradiente "G" y representa la fuerza de aceleracin o capacidad de la musculatura para acelerar el movimiento y producir trabajo rpidamente aprovechando el efecto de la fase inicial. La fuerza inicial se considera como la habilidad muy estable ante cualquier resistencia, y es poco o nada modificable por el entrenamiento. La fuerza de aceleracin y el PMF son susceptibles de mayores modificaciones con el entrenamiento y, por supuesto, con las resistencias utilizadas. Zatsirosky (1993) considera como ndice de fuerza explosiva a la relacin PMF/tiempo total. Establece la relacin entre el 50% del PMF (PMF0,5) y el tiempo correspondiente (T0,5) y le llama gradiente "S" (gradiente para la parte inicial de la curva), y considera que es el gradiente que representa la produccin de fuerza por unidad de tiempo al inicio del esfuerzo muscular. La relacin entre el segundo 50% de la fuerza y su tiempo correspondiente: tiempo total menos el tiempo en manifestar el primer 50% (Ttotal - T0,5) es el gradiente "A" o gradiente de aceleracin. En este caso no se especifica si hay movimiento, pero obviamente tiene que haberlo porque si no, no habra aceleracin, aunque no se relaciona con el inicio del movimiento, sino con el segundo 50% de la C f-t, que no tiene por qu coincidir con la totalidad de la fase dinmica de la produccin de fuerza. Tambin propone un coeficiente de reactividad: PMF/tiempo totalW. Donde W es el peso corporal o el peso de un implemento. Este coeficiente tiene relacin sobre todo con los rendimientos en saltos. Tidow (1990) llama "fuerza rpida" a la relacin PMF/Tiempo total y "fuerza explosiva" a la mxima produccin de fuerza por unidad de tiempo. Lo mismo que hacan Harre y Lotz (1986) unos aos antes. Como vemos, todos estos ndices no son ms que distintas denominaciones para el mismo hecho, la produccin de fuerza en relacin con el tiempo, es decir, son valores de fuerza explosiva. Lo importante es que estas distinciones tengan alguna aplicacin para el control y programacin del entrenamiento, y as poder descubrir qu fases de la C f-t tienen ms relacin con un rendimiento deportivo determinado. Verkhoshansky (1986, 1996) establece la relacin entre los gradientes que hemos expuesto anteriormente. Esta relacin viene expresada en porcentajes de varianza explicada, como elementos comunes, y el resto hasta el 100% el coeficiente de alienacin o de varianza no explicada se considera como especfico o de independencia de cada habilidad o gradiente con respecto a la otra. El gradiente "J" (fuerza explosiva) tiene un 84% de varianza comn con el gradiente "G" (fuerza de aceleracin), y un 16% especfico. "J" y "Q" (fuerza inicial) tienen un 52% y un 48%, respectivamente. Y "Q" y "G" un 27% y un 73%.

Resulta algo llamativo que la fuerza inicial y la de aceleracin tengan pocos elementos en comn (27%) lo cual significa que existe una correlacin entre ellos ligeramente superior a 0,5 en comparacin con la relacin entre J y fuerza inicial. Pero esto, si es as, podra tener una explicacin: si la fuerza inicial es poco modificable a lo largo del tiempo y tampoco se ve afectada por la resistencia con la que se mide, y, sin embargo, la fuerza de aceleracin tiene una pendiente (tangente) muy distinta en funcin de la resistencia, la cual, a su vez, cambiar bastante a lo largo de los aos, es comprensible que si una de las variables permanece casi constante y la otra vara bastante, la relacin entre ambas no pueda ser muy estrecha. Sin embargo, este mismo razonamiento se volvera como contradictorio al aplicarlo a la relacin entre J y la fuerza inicial, ya que J y la fuerza de aceleracin estn altamente correlacionados. La pregunta que quedara planteada sera: qu elementos comunes existen entre J y la fuerza inicial que no se encuentran entre la fuerza inicial y la fuerza de aceleracin? Sera verdaderamente interesante conocerlos. Pero la realidad es que los nmeros no cuadran. Si entre J y G existe un 84% de varianza comn, slo queda en J un 16% de varianza no explicada por G, pero como la parte comn entre J y Q es del 52%, necesariamente tendra que haber como mnimo un 36% de varianza comn entre fuerza inicial y fuerza de aceleracin (52% menos el 16% de varianza que no haba sido explicada por G), y esto slo sera posible en el caso, totalmente irreal, de que entre las dos variables explicaran el 100% de la varianza de J. Pero como realmente entre estas dos variables no van a explicar el 100% de la varianza de J, lo ms probable es que la relacin entre fuerza inicial y de aceleracin sea mucho mayor, del orden del 40-45% o quizs ms, sobre todo teniendo en cuenta estas afirmaciones del propio Verkhoshansky (1986, 1996): cuanto mayor es el nivel de desarrollo de la fuerza inicial, ms rpidamente puede ser expresada la fuerza de aceleracin (pp: 66 y 19, respectivamente); o la siguiente: cuando se trata de alcanzar un determinado nivel de tensin dinmica (trabajo) lo ms rpidamente posible, la fuerza inicial es el mecanismo crucial que subyace para expresar la fuerza de aceleracin (1986, p: 66). Tambin Tihany (1989) sostiene que la tensin isomtrica precedente a la accin concntrica determina la capacidad de desarrollar fuerza rpida (fase concntrica, de aceleracin).

Si se aaden dos elementos nuevos, la fuerza mxima isomtrica (PMFI) y la velocidad absoluta (Vabs) que viene a ser una estimacin de la velocidad media absoluta en un movimiento sin sobrecarga, junto con las ya conocidas fuerza inicial (FI) y fuerza de aceleracin (FA), tendremos las cuatro habilidades que caracterizan al entrenamiento especial de fuerza, y que, segn Verkhoshansky (1986, 1996), determinan en mayor o en menor grado los gestos deportivos ejecutados con la mxima activacin voluntaria. Lo importante para solucionar el problema del entrenamiento especial de fuerza es conocer el grado de relacin entre estas habilidades y su importancia en relacin con la resistencia externa a superar. Estas habilidades estn en un continuum de mayor a menor velocidad o de menor a mayor fuerza: Vabs - FI - FA PMFI. En la figura 1.19 se puede apreciar grficamente el grado de relacin aproximada entre estas variables y la tendencia que presentan. La relacin entre la Vabs y la velocidad con los distintos porcentajes del PMFI es mayor cuanto menor es la resistencia. Slo la velocidad con resistencias inferiores al 20% del PMFI presenta una relacin notable con

la Vabs. Con estas resistencias la velocidad depende en mayor medida de la fuerza inicial y de la velocidad absoluta. La relacin entre el PMFI y la velocidad con resistencias es mayor cuanto mayor es la resistencia. A partir del 60% del PMFI la relacin empieza a ser importante, y a partir del 70% la relacin aumenta de manera lineal. En estos casos la velocidad depende de la fuerza de aceleracin y del PMFI. 20 40 60 80 100 Resistencias (% del PMFI) Figura 1.19.- Relacin entre Vabs y Velocidad con resistencias (lnea azul), y entre PMFI y Velocidad con resistencias (lnea roja). La relacin entre la velocidad con resistencias del 80% y la Vabs es nula. Con resistencias del 15% la varianza comn ya es del 50% aproximadamente, y sigue aumentando hasta que la resistencia es cero. La relacin entre el PMFI y la velocidad sin resistencia es prcticamente nula, llegando en la prctica a ser negativa pero con valores de correlacin no significativos. Con resistencias superiores al 60% el PMFI ya empieza a explicar el 50% de la velocidad del movimiento. A partir del 70% esta relacin aumenta de manera lineal. (Adaptacin del grfico de Verkhoshansky, 1986, 1996) Dficit de fuerza Hemos indicado que la fuerza dinmica mxima relativa (FDMR) es la mxima fuerza expresada ante resistencias inferiores a la necesaria para que se manifieste la fuerza dinmica mxima (FDM), que se consigue, como hemos indicado, cuando se realiza 1RM. Equivale al valor mximo de fuerza que se puede aplicar con cada porcentaje de dicha FDM, aunque tambin se podra tomar como referencia la fuerza isomtrica mxima. La FDMR tambin se puede definir como la capacidad muscular para imprimir velocidad a una resistencia inferior a aquella con la que se manifiesta la FDM. La mejora sistemtica de esta manifestacin de fuerza es un objetivo importante del entrenamiento, ya que sta es la principal y ms frecuente expresin de fuerza durante la competicin. Tanto es as, que, segn dos de las definiciones de fuerza expuestas en pginas anteriores, un deportista slo tendr la fuerza que sea capaz de aplicar en un tiempo determinado o a una velocidad dada. De nada sirve una FIM o incluso una FDM muy elevadas si el porcentaje de esa fuerza que se aplica a mayores velocidades o en tiempos menores (menores resistencias) es muy bajo. El mayor valor de fuerza que se puede alcanzar tiene lugar cuando se mide a travs de una accin dinmica excntrica, en segundo lugar est la accin esttica o isomtrica (FIM), en tercero la accin dinmica concntrica con la mxima resistencia superable una vez (FDM), y por ltimo todas las acciones dinmicas concntricas con resistencias

100

80

60

40

20

0

Var

ianz

a ex

plic

ada

(r2 )

progresivamente inferiores a la necesaria para que se manifieste la fuerza dinmica mxima (FDMRs). En un momento dado, cuando un sujeto puede alcanzar un mayor valor de fuerza es porque las condiciones en las que se ha medido han sido ms favorables (accin excntrica, ms tiempo para producir fuerza, mayor resistencia), porque el sujeto siempre es el mismo. Por tanto, cada uno de los mximos valores alcanzados es un indicador del potencial del sujeto en unas condiciones de medicin concretas. Pues bien, las prdidas de fuerza, es decir, la menor aplicacin de fuerza en el mismo ejercicio, que se produce cuando las condiciones van siendo cada vez menos favorables, constituyen un verdadero dficit de fuerza, ya que no se alcanza el potencial demostrado en condiciones ms favorables. Es decir, se posee una fuerza que no se es capaz de aplicar. Por tanto, la diferencia entre cada valor de fuerza en relacin con cualquiera de los superiores, expresada en porcentajes, sera un valor de dficit de fuerza. Dado que en la prctica lo ms frecuente es medir la fuerza en accin dinmica concntrica, lo ms aconsejable para medir y valorar el dficit es utilizar la diferencia entre la FDM y la FDMR con cualquier resistencia, aunque para esto necesitaramos instrumentos que nos indicaran la fuerza aplicada en N. Estos datos nos dan informacin sobre la capacidad de activacin neuromuscular voluntaria desarrollada. Si, por ejemplo, un sujeto tiene un dficit de fuerza de un 20% (diferencia en porcentajes entre los dos valores de fuerza considerados), podemos decir que su actual umbral de movilizacin es del 80%, y que tiene una reserva sin utilizar del 20% (figura 1.20). El dficit de fuerza vara a travs del ciclo de entrenamiento y de la temporada, segn la orientacin del trabajo y de la forma adquirida. Cuando existe una mejor adaptacin / capacidad de activacin del sistema nervioso por un trabajo dirigido a la mejora de la FE por la realizacin del entrenamiento a la mxima velocidad posible con cualquier resistencia y con pocas repeticiones por serie, el dficit se reduce. Por el contrario, cuando el entrenamiento ha estado fundamentalmente basado en la mejora de la fuerza por la hipertrofia, se produce un aumento. Por tanto, la oscilacin del dficit indica el efecto del entrenamiento y el "tipo de forma" que se ha adquirido. Una vez alcanzado un valor de FDM suficiente, el objetivo del entrenamiento ser reducir en la mayor medida posible el dficit de fuerza cuando se aproxima la competicin, manteniendo al menos estable la FDM conseguida. Esto va a suponer una mayor capacidad para aplicar fuerza ante resistencias ms ligeras y, sobre todo, conseguir valores de fuerza til ms elevados.

Figura 1.20.- Representacin grfica del dficit de fuerza. El dficit con 1RM es cero, en este caso, ya que este valor de FDM es el que se toma como referencia. Si con el 50% de 1RM se aplica una fuerza de 350 N, ha habido una prdida de 150 N (500-350), que es el 30% de 500 N, luego se ha producido un dficit del 30%, y, por tanto, un umbral actual de movilizacin para esta carga del 70%. A medida que se reducen las cargas el dficit va aumentando, as con el 10% de 1RM se dejaran de aplicar 350 N (500-150), que es el 70% de 500 N, luego se ha producido un dficit del 70% y el umbral actual de movilizacin para esta carga ser del 30% . 1.2.3. Relacin entre la fuerza y la velocidad La fuerza y la velocidad mantienen una relacin inversa en su manifestacin: cuanto mayor sea la velocidad con la que se realiza un gesto deportivo, menor ser la fuerza que podamos aplicar. Por el contrario, si podemos aplicar ms fuerza es porque la velocidad es menor, es decir, la resistencia es mayor. Esto, por supuesto, no debe interpretarse como que cuanta ms fuerza ganemos ms lentos seremos, sino que ms bien puede ocurrir lo contrario, si el entrenamiento se ha realizado correctamente. Es decir, cuanta ms fuerza tengamos ms probable ser que podamos desplazar un mismo cuerpo ms rpidamente. Pero esto va a depender tanto del tipo de entrenamiento realizado como de la magnitud de la resistencia a desplazar. Realmente, desde el punto de vista de la Fsica, la velocidad y la fuerza son directamente proporcionales. De la igualdad entre el impulso (Fmed t) y la cantidad de movimiento lineal [m (vt - vi)] se deduce que la DV = Fmed Dt m-1, es decir, la velocidad es igual al producto de la fuerza media ejercida por el tiempo que se aplica esa fuerza dividido por la masa del cuerpo o resistencia que se desplaza. Por tanto, habra tres posibilidades de mejorar la velocidad: a) aumentar el tiempo de aplicacin de la fuerza, b) reducir la masa

Fuer

za (

N)

Tiempo (s)

FDM (1RM)

50% de 1RM

20% de 1RM

10% de 1RM

500 N (dficit = 0%)

350 N (30%)

150N (70%)

del cuerpo y c) aumentar la fuerza. La primera de ellas queda agotada rpidamente en cuanto se consigue una tcnica correcta del ejercicio. Tambin podramos pensar en hacer el movimiento ms lentamente, y as prolongar el tiempo de aplicacin de la fuerza, pero esto es a todas luces negativo, ya que con un movimiento lento nunca podramos incrementar la velocidad. La reduccin de la masa del artefacto propio de competicin no es posible por las limitaciones impuestas por el reglamento, y la reduccin del peso corporal slo tiene un pequeo margen hasta conseguir el peso idneo de competicin. La nica salida que nos queda es la mejora de la fuerza. Por tanto, un aumento de la fuerza hasta alcanzar el nivel ptimo en cada caso y etapa de trabajo, realizado en el momento oportuno, y a travs de las cargas y ejercicios adecuados a las necesidades del gesto especfico, es el objetivo del entrenamiento y, por ello, tambin el contenido principal de este mdulo. 1.2.3.1. Curva fuerza-velocidad y Curva de Potencia Desde los tiempos del fisilogo H.V. Hill se sabe que la relacin entre las manifestaciones de fuerza y velocidad vienen representadas por una curva hiperblica llamada curva fuerza-velocidad (C f-v). En las figura 1.21 y en la 1.22 tenemos dos ejemplos reales de esta relacin. En el primero vemos cmo a medida que disminuye la resistencia, la velocidad del baln es mayor. En la parte alta de la curva aplicamos una fuerza mayor, pero conseguimos menor velocidad, en la parte inferior ocurre lo contrario. En el segundo vemos la dependencia entre la fuerza mxima expresada en porcentajes y la velocidad de contraccin en los msculos de la pierna. El fenmeno, como vemos, se produce tanto con resistencias mximas como con ligeras, y en cualquier gesto deportivo.

Figura 1.21 C f-v en el lanzamiento de balones de diferentes pesos, (Vitasalo y col, 1985; en Hakkinen, 1991c)

Figura 1.22 Relacin entre la carga y la velocidad de contraccin de los extensores de las piernas desde el 20 al 100% de la mxima fuerza (Verkhoshansky, 1986). La C f-v, no obstante, no tiene las mismas caractersticas en todos los deportistas y en todas las especialidades. Precisamente por esto tiene tanta importancia en el terreno deportivo. Las cualidades naturales del sujeto y el tipo de entrenamiento realizado dan lugar a curvas diferenciadas. En la figura 1.23 se representan las curvas tpicas de una persona lenta y otra rpida. Las curvas estn muy prximas cuando las cargas son altas, pero a medida que stas disminuyen, las diferencias se acentan. La velocidad mxima que alcanza el ms lento, cuando la resistencia es cero, la puede conseguir el ms rpido con una resistencia aproximada del 20% de la fuerza mxima.

Figura 1.23 Ejemplo de la relacin fuerza-velocidad en un sujeto lento y otro rpido. (Bosco, 1983; en Bosco, 1992).

Dado que la eleccin de las especialidades deportivas est en estrecha relacin con las condiciones naturales, referidas en gran medida a las caractersticas de fuerza y velocidad, las curvas que presentan los practicantes de cada una de ellas difieren claramente, tanto por su propia constitucin, como por la influencia del entrenamiento especfico. As se puede observar en la figura 1.24 y en la 1.25. En la primera de ellas vemos la velocidad conseguida por jugadoras de voleibol y baloncesto al lanzar balones de 3, 2 y 0,5 kg. En todos los casos se establecen diferencias significativas a favor de las jugadoras de voleibol, y a medida que disminuye el peso, las diferencias se acentan. Como era de esperar, las jugadoras de voleibol, que son, como media, ms rpidas y potentes, consiguen mejor C f-v, es decir, son capaces de aplicar o manifestar una fuerza mayor ante cualquier situacin. Lo mismo ocurre con corredores de diferentes distancias, desde velocistas a fondistas, cuando se establece la relacin entre la fuerza y la velocidad de despegue al realizar un salto sin contramovimiento con cargas progresivas, (figura 1.25).

Figura 1.24 C f-v en jugadoras de voleibol y baloncesto (Hakkinen, 1989). Las diferencias en la C f-v tambin se producen en un mismo deportista a travs de los aos de entrenamiento, e incluso entre las distintas fases de la misma temporada. Por tanto, la C f-v es un factor diferenciador tanto de las especialidades como de la categora y la forma de los deportistas dentro de cada deporte. El objetivo del entrenamiento ser mejorar permanentemente esta curva en su totalidad, es decir, ser capaz de conseguir cada vez ms velocidad ante cualquier resistencia. Las caractersticas de la curva, como hemos podido deducir, estn en relacin con el tipo de entrenamiento, pero bsicamente dependen de la propia constitucin. Podemos admitir que a mayor porcentaje de fibras rpidas, ms fuerza se aplica a la misma velocidad, o se alcanza ms velocidad ante la misma resistencia (peso).

Figura 1.25 Relacin entre la velocidad de despegue obtenida en el salto vertical sin contramovimiento (SJ) y distintas cargas en deportistas de diferentes disciplinas en atletismo (Bosco y col., 1989; en Bosco, 1992). Un concepto importante para el entrenamiento, que viene asociado a la C f-v, es el de potencia. La potencia sera el producto de la fuerza por la velocidad en cada instante del movimiento. Por tanto, tambin existe una curva de potencia, dependiente de la C f-v. La mxima potencia alcanzada es el mejor producto fuerza-velocidad conseguido a travs del movimiento, es decir, el pico mximo de potencia, que define las caractersticas dinmicas (fuerza aplicada) durante el ejercicio. La mayor potencia no se consigue ni a la mxima velocidad de acortamiento ante resistencias ligeras, ni cuando utilizamos grandes resistencias a baja velocidad, sino cuando realizamos el movimiento tanto con cargas como con velocidades intermedias. Por tanto, la C f-v ser un continuo en el que distinguimos tres grandes zonas:

1) Zona de utilizacin de mxima o gran fuerza y mnima o poca velocidad de movimiento. La potencia desarrollada es media o baja. Si la activacin es isomtrica, la potencia es cero, porque la velocidad es cero.

2) Zona en la que se consigue una gran velocidad pero ante resistencias pequeas. La

potencia tambin ser media o baja. Cuanto mayor sea la velocidad ms se reducir la potencia, debido a la tendencia al valor cero de la fuerza

3) Una zona en la que la fuerza aplicada y la velocidad presentan valores intermedios.

La potencia alcanza sus mximos niveles.(figura 1.26)

Figura 1.26 Curva de potencia y relacin con la C f-v (Tihany, 1988). A la mxima potencia generada por un msculo o conjunto de grupos musculares se le ha considerado como el umbral de rendimiento muscular (URM). La mejora del URM siempre ser positivo para el deportista, aunque esta mejora puede generarse por distintas vas y con resultados tambin distintos. Cuando se trabaja con cargas muy ligeras, la mejora del URM se consigue ante la misma carga por un aumento de la velocidad de ejecucin; pero cuanto mayor sea la carga de entrenamiento, la mejora, si se produce, tendr lugar ante cargas superiores a las precedentes, lo que significa que ha habido un aumento de la fuerza y, probablemente, alguna mejora de la velocidad o una prdida muy pequea de sta. El objetivo del entrenamiento y las necesidades de cada especialidad deben marcar la va de mejora ms adecuada. Los valores concretos de fuerza y velocidad (suponiendo que sta siempre sea la mxima posible) a los que se alcanza la mxima potencia o URM no son los mismos en todos los sujetos y especialidades. La resistencia que permite alcanzar la mxima potencia probablemente en cualquier ejercicio est muy prxima al 30% de la fuerza isomtrica mxima en una fase (fase determinante o fase crtica) del movimiento. La velocidad ser prxima al 30% de la velocidad mxima alcanzada en el movimiento cuando la resistencia es cero o mnima, aunque en la literatura se habla de mrgenes comprendidos entre el 30 y el 40-45%. Estos son los valores referidos a la fuerza isomtrica mxima, pero en la prctica se trabaja casi siempre sobre el valor de 1RM (valor de una repeticin mxima, en activacin dinmica). Si tomamos esta nueva referencia, los valores de mxima potencia se producen con porcentajes de 1RM diferentes a los de la fuerza isomtrica mxima. La potencia mxima que puede generar un deportista, al margen del tipo de entrenamiento que realice, est en relacin directa con el tanto por ciento de fibras rpidas (FT) y lentas

(ST) que posea. En un estudio llevado a cabo por Faulkner y col. (1986) con el propsito de recoger datos de las caractersticas de fuerza-velocidad de pequeos haces de fibras FT y ST del msculo esqueltico humano, se pudo comprobar que tanto las fibras FT como las ST tienen una capacidad similar para generar fuerza isomtrica mxima, pero que las rpidas son mucho ms efectivas que las lentas en la produccin de potencia (figura 1.27). Una diferencia caracterstica entre las fibras FT y ST es la mayor curvatura en la curva fuerza-velocidad de las fibras lentas con relacin a las rpidas (figura pequea de la figura 1.27). La potencia desarrollada por las fibras FT es mayor que la de las ST a todas las velocidades. El pico de potencia desarrollado por las fibras FT es cuatro veces mayor que el de las lentas. Un msculo con una composicin de fibras FT y ST de alrededor del 50% de cada tipo produce un pico de potencia equivalente al 55% del que produce un msculo compuesto por fibras FT exclusivamente. Cuando todas las fibras de un msculo mixto se contraen, las fibras lentas contribuyen casi en la misma medida que las rpidas en la produccin de potencia a velocidades muy lentas, slo muy poco a velocidades moderadas y nada en absoluto a altas velocidades. Sin embargo, las fibras lentas son ms eficientes tanto para producir fuerza isomtrica como concntrica a velocidades muy lentas

Figura 1.27 Velocidad de acortamiento y potencia desarrolladas en funcin de la fuerza por fibras rpidas y lentas del msculo esqueltico humano. En la figura central pequea se ilustra la diferencia en la curvatura de la relacin fuerza-velocidad entre las fibras rpidas y lentas (Faulkner y col., 1986) En la figura 1.28 se puede observar un ejemplo prctico de los estudios de laboratorio. En ella aparecen distintas curvas de fuerza-velocidad y sus correspondientes curvas de potencia. Se obtienen por la relacin entre la velocidad vertical en el salto sin contramovimiento y las distintas cargas progresivas utilizadas al realizar dichos saltos. La parte superior de la C f-v es mejor en los sujetos ms fuertes y relativamente rpidos, cuando la carga (resistencia) a vencer es importante (desde 40 kg. en adelante). A medida que decrece sta, las curvas de los lanzadores, velocistas y saltadores se aproximan mucho hasta cruzarse. Si desaparecieran las cargas adicionales, los mejores resultados los obtendran los ms rpidos y "menos fuertes". Las curvas obtenidas por los corredores de

largas distancias, con una media del 28,3% de fibras rpidas, son claramente distintas. En todas las cargas y a todas las velocidades son inferiores. En cuanto a la curva de potencia, vemos que los lanzadores, que son ms fuertes, consiguen su mximo a menor velocidad que los velocistas, y que a los corredores de fondo, ms lentos, tambin les ocurre lo mismo, aunque con una potencia mxima mucho menor que aqullos.

Figura 1.28 Fuerza y potencia mecnica de los extensores de las piernas en funcin de la velocidad vertical obtenida en el despegue durante un SJ con cargas progresivas, en deportistas de diferentes especialidades (velocistas, saltadores, lanzadores y corredores de larga distancia) con porcentajes de fibras rpidas (FT) distintos (Bosco y col., 1989; en Bosco, 1992) El conocimiento de las curvas de f-v y de potencia es muy importante en la prctica del entrenamiento. Siempre que entrenamos lo hacemos en una de las grandes zonas de la C f-v que hemos descrito anteriormente, y, por consiguiente, con una potencia distinta. La zona en la que trabajamos va a determinar el efecto bsico del entrenamiento. Y la potencia mxima que desarrollamos en cada zona va a matizar ese efecto. Es decir, si trabajamos en la zona de mxima fuerza (figura 1.29 C), el efecto se refleja, fundamentalmente, en una mejora de la curva en esa zona, pero si no lo hacemos a una velocidad mxima o cerca de ella (zona marcada por el rectngulo de trama de puntos), la potencia desarrollada ser relativamente baja dentro de la zona, y el efecto sobre el sistema nervioso ser menor: desarrollamos una fuerza mxima ms lenta, con menor influencia en la pendiente de la C f-t, y, por consiguiente, con una menor incidencia en la manifestacin de fuerza en la unidad de tiempo (fuerza explosiva). Si entrenamos en la zona de mxima

velocidad (figura 1.29 B), los efectos se producirn en esa zona, como se indica en la figura, pero si lo hacemos con una potencia relativamente baja (con una velocidad equivalente a la marcada en la zona del rectngulo con trama ondulada) en relacin con la mxima posible para la resistencia que empleamos (velocidad marcada por el rectngulo de puntos), nos estaremos desviando hacia efectos de resistencia en el caso de que realizramos numerosas repeticiones por serie, o estaramos perdiendo el tiempo por falta de estmulo suficiente si se hacen pocas repeticiones. El trabajo en la zona de mxima potencia (figura 1.29 A) produce un efecto intermedio de fuerza y velocidad, pero que exige, precisamente, unos niveles ptimos de potencia por repeticin, cosa que no ocurre si la resistencia es la adecuada pero la velocidad es baja (zona correspondiente al rectngulo con trama ondulada) con relacin a dicha resistencia. Por tanto, en el entrenamiento, no slo hemos de considerar el peso que empleamos como resistencia a vencer, sino la potencia mnima que debemos desarrollar en cada una de las repeticiones que realizamos con dicha resistencia. Figura 1.29 Esquemas del efecto producido por diferentes tipos de cargas sobre la C.f-v.

Fuer

za

Velocidad

Efecto de cargas intermedias

A B

Fuer

za

Velocidad

Efecto de cargas ligeras

C

Velocidad

Fuer

za

Efecto de cargas pesadas

La C f-v vendr modificada como consecuencia del tipo de trabajo realizado. El objetivo ltimo ser mejorar toda la C f-v, aunque sea necesario, temporalmente, hacer hincapi en el trabajo en distintas zonas, ya que la mejora de algunas manifestaciones de fuerza, que son el objetivo fundamental del entrenamiento, deben ser previas a la mejora de las ms especficas. Estas adaptaciones producidas por el entrenamiento han sido comprobadas experimentalmente tanto en el laboratorio como en entrenamientos ms complejos y de aplicacin prctica. En un estudio realizado por Kaneko y col. (198