'FÍSICA V DEPORTES' IV SIMPpSIO INTERNACIONAL EN ENCIÁS DEL DEPORlE :.|:;:al-;3;;cíe Octubre de t997:: auspieiatlo por GATORADE . Costa Rica IV Simposio Internacional en Ciencias del Deporte y la Salud FACTORES KINESIOLOGICOS EN EL SALTO VERTICAL Luis Fernando Aragón V., Ph.D. Escuela de Ed. Física y Deportes, U.C.R. Gatorade Sports Science Institute Esta ponencia fue originalmente presentada incluye el documento completo en esta memoria durante el I Simposio Internacional en Ciencias para beneficio de los lectores. Se discute en del Ejercicio y la Salud, Universidad de Costa éste cuáles son los factores más relevantes para Rica, en Octubre de 1994. Debido a la distinguir entre los mejores saltadores y los importancia del documento y en vista de que la peores. Se discute además en detalle el papel memoria de ese simposio nunca se publicó, se de la potencia en el salto vertical. 12% de mejoría en la altura del salto. I salto vertical (SV) ha sido estudiado en También se sabe que el SV se ve afectado detalle por varias décadas. Al inicio, el interés por la presencia o ausencia del ciclo de estaba centrado en la ejecución del salto estiramiento-acortamiento muscular. Los durante deportes como el voleibol y el trabajos de Asmussen & Bonde-Petersen baloncesto, pero más recientemente también se (1974), Komi & Bosco (1978), Cavagna, ha generado gran interés por utilizar el salto Dusman & Margaría (1968), Heitler & Burrows vertical como una tarea sencilla que permite el (1977a,b) y Yamazaki, Suzuki & Mano (1989), estudio detallado del control motor de un indican que aparentemente el rendimiento en el movimiento multiarticular (Bobbert & van Ingen salto vertical se ve beneficiado cuando las Schenau, 1988). Una pregunta que aún carece tensiones músculotendinosas son altas al inicio de una respuesta satisfactoria es ¿qué factores de la acción muscular concéntrica. Otros kinesiológicos son críticos para el rendimiento estudios sobre la contribución relativa de las en el salto vertical? La tendencia general por acciones articulares o de cada segmento al salto parte de los entrenadores ha sido entrenar la vertical (Fukashiro & Komi 1987, Hubley & Wells fuerza muscular del tren inferior como medio 1983, Luhtanen & Komi 1978, Pandy & Zajac para incrementar el SV, pero aparentemente 1991, Robertson & Fleming 1987), sobre el existen otros factores que también pueden papel de los músculos Particulares en el salto afectar el rendimiento en el salto vertical. vertical (Bobbert & van Ingen Schenau 1990, Pandy & Zajac 1991, van Ingen Schenau 1989), Existe gran cantidad de estudios sobre el y sobre detalles particulares al control motor del papel de la fuerza muscular y los efectos de movimiento, tales como la coordinación de las distintos métodos de entrenamiento de la fuerza acciones de los segmentos involucrados sobre el SV (Ball 1964, Bangerter 1968, Blattner (Bobbert & van Ingen Schenau 1988, Hudson & Noble 1979, Brown et al. 1986, Eisenman 1986, Jensen & Phillips 1991, Pandy & Zajac 1978, Genuario & Dolgener 1980, McKethan & 1991), han permitido identificar una serie de Mayhew 1974). La relación entre la fuerza variables que generalmente están presentes en muscular de las piernas y el SV es el salto vertical máximo. estadísticamente significativa, pero generalmente moderada (r » 0.50, Genuario & La mayoría de los factores identificados se Dolgener 1980). Más aún, la mejoría en el salto hallan interrelacionados en forma compleja, de luego del entrenamiento de fuerza es manera que la mejor forma de analizar su relativamente pequeña, con valores típicos de importancia relativa es mediante análisis de 1.78 cm a 8.13 cm. (Eisenman, 1978). Las regresión múltiple. El propósito de este trabajo mayores ganancias en SV se han reportado es identificar los factores kinesiológicos más como consecuencia del entrenamiento relevantes para el salto vertical, a partir de una isokinético (4.93 cm, Blattner & Noble 1979) y el colección de variables obtenidas de un grupo de entrenamiento pliométrico (5.50 y 7.30 cm., hombres de distintos niveles de performance en Brown et al. 1986), lo cual representa de 8 a eISV. IV Simposio Internacional en Ciencias del Deporte y la Salud directamente de los datos de posición del centro Metodología de masa de todo el cuerpo (CMC), restándole la posición vertical del CMC cuando el sujeto 52 estudiantes universitarios físicamente estaba de pie, a la posición más alta alcanzada activos ejecutaron cinco saltos verticales por el CMC durante el vuelo, según la fórmula: máximos cada uno, a partir de una posición libre pero con las manos en las caderas. Los sujetos vistieron solamente traje de baño o pantaloneta, ASV = zCMCcima - zCMCparado (1) y tuvieron marcas reflectoras en el hombro, la cadera, la rodilla, el tobillo, y al lado de la bola del pie. El mejor salto de cada sujeto fue La velocidad vertical de despegue utilizado en los análisis, según se calculó de (VELDES) se calculó de acuerdo a: acuerdo a la fórmula (1). r (2) Se utilizó una plataforma de fuerza Bertec, i C M C = con un muestreo de 300 Hz, para registrar las fuerzas y torques ejercidos contra el piso durante cada salto. Los datos cinemáticos de El cálculo de las demás variables se puede los saltos fueron registrados y procesados en consultar en otros documentos (Aragón Vargas tercera dimensión mediante un sistema de video 1994). Dichas variables se enumeran y para el análisis del movimiento (Motion Analysis describen a continuación, en el cuadro 1: Corp.) con un muestreo de 60 Hz. Para medir la fuerza isométrica del tren inferior (flexión y extensión de cadera, flexión y extensión de rodilla, y flexión plantar del tobillo) Hombro se utilizó una máquina isoquinética Biodex. Los ángulos en las articulaciones durante la prueba de fuerza fueron estandarizados para todos los sujetos. Finalmente, se utilizaron antropómetros, cintas métricas y la plataforma Cadera de fuerza para obtener las medidas antropométricas básicas necesarias para los cálculos involucrados, a saber: peso y talla Rodilla corporal, longitud del muslo y la pierna, circunferencia de la porción medial del muslo y de la pantorrilla, ancho y altura de los maléolos, y longitud del pie. Tobillo • El modelo biomecánico utilizado y todos los procedimientos analíticos involucrados se han descrito en detalle previamente (Aragón Vargas 1994). En pocas palabras, se representó el Figura 1. Modelo biomecánico. Los cuerpo humano como un sistema de cuerpos segmentos (i = 1 a 4) están definidos por las rígidos compuesto por cuatro segmentos, unidos marcas: segmento 1, cabeza, brazos y tronco, entre sí por articulaciones de tipo bisagra libres del hombro a la cadera; segmento 2, muslos, de de fricción, en dos dimensiones (Figura 1). Los la cadera a la rodilla; segmento 3, piernas, de la datos obtenidos de la plataforma de fuerza y el rodilla al tobillo, y segmento 4, pies, del tobillo a sistema de video fueron procesados para la bola del pie. calcular la altura del salto vertical (ASV), así como la colección de variables que serían Cuadro 1. Variables potenciales para la analizadas. predicción de la altura del salto vertical (ASV). La altura de salto vertical (ASV) se obtuvo AMP: Amplitud del movimiento. IV Simposio Internacional en Ciencias del Deporte y la Salud AVPRO: Aceleración vertical promedio. articulaciones proximal y distal de cada segmento. CMCNETO: Posición vertical neta del centro de masa del cuerpo al despegar. VELPD: Secuencia de proximal a distal de las diferencias máximas de velocidad entre las FUERZAS Fuerza máxima isométrica en articulaciones proximal y distal de cada extensión y en flexión de cada articulación. segmento. y: Se refiere a una articulación. JOB es tobillos, ROD es rodillas, y CAD es caderas. Resultados jACLMAX: Aceleración articular positiva máxima Las características de los sujetos durante la fase negativa. experimentales se pueden observar en el cuadro N° 2. El cuadro IM° 3 contiene algunos jANGDES: Ángulo de despegue de la resultados descriptivos de la performance del articulación. salto vertical. El peso corporal promedio (74.3 kg) está ligeramente por arriba del promedio jMMAX: Jorque articular neto máximo. para la población estadounidense (71.8 kg), según corresponde a la estatura promedio de jMREV: Jorque articular neto en el instante de 1.78m (Metropolitan Insurance Tables, 1959). la reversión articular. La altura del salto vertical (ASV) estuvo entre 0.372 m y 0.663 m (promedio = 0.520 m), para jPOTMAX: Potencia máxima articular. un coeficiente de variación de 13.4%. Este salto vertical promedio es mayor que el reportado en MAXIMNEG: Impulso negativo máximo del la literatura para estudiantes universitarios en centro de masa del cuerpo. salto sin usar los brazos (p.ej., 0.49 m, Brown et al. 1986, 0.42 m, Bosco & Komi 1979), pero es PESO Peso corporal del sujeto en kilogramos. menor al reportado para jugadores de baloncesto entrenados (0.55 m, Brown et al. POTMAX: Potencia mecánica máxima de todo el 1986) o para jugadores de voleibol entrenados cuerpo. (0.54 m, Bobbert et al. 1987a). Es de especial importancia para este estudio que el grupo POTPRO: Potencia mecánica promedio de todo representa distintos niveles de habilidad en el el cuerpo. salto y distintos niveles de actividad física habitual, ya que el grupo incluye siete jugadores REVDP: Secuencia de distal a proximal de las del equipo de voleibol de la universidad, cuatro reversiones de las articulaciones. involucrados en deportes de fuerza (lucha grecorromana, físicoculturismo, y béisbol REVPD: Secuencia de proximal a distal de las profesional), y dos atletas de resistencia (remo y reversiones de las articulaciones. carrera a campo traviesa), además de unos 20 sujetos que sólo participaban esporádicamente TDIFMMAX: Tiempo transcurrido entre el primer en baloncesto, trote, o levantamiento de pesas. torque máximo articular y el último. El cuadro N° 4 presenta los mejores TDIFREVA: Tiempo transcurrido entre la modelos estadísticos para la predicción de ASV. primera reversión articular y la última. Los modelos (1) y (2) indican que la medición fue bastante precisa, ya que el 95% de la TPROP: Tiempo de propulsión. variación en ASV puede explicarse utilizando la velocidad de despegue y la posición neta del VELDES: Velocidad vertical de despegue del centro de masa corporal como variables de centro de masa del cuerpo. predicción. De estas dos, la más importante fue la velocidad de despegue, la cual explica por sí VELDP: Secuencia de distal a proximal de sola el 93% de la variación en ASV. Loscoeficientes de las diferencias máximas de velocidad entre las IV Simposio Internacional en Ciencias del Deporte y la Salud determinación parcial, cuando la otra variable estaba ya presente en el modelo, fueron Los modelos (8) a (12) tienen coeficientes 0.937 para YELDES y 0.256 para CMCNETO. de determinación más pequeños. Los mejores modelos de predicción incluyen muchas Los modelos (3) a (7) son los mejores variables, de las cuales todas tuvieron un efecto modelos para la predicción de ASV utilizando significativo sobre ASV (p < .05). Los tres variables que representan la cinemática y mejores modelos incluyen la potencia máxima dinámica de todo el cuerpo. Se puede observar de la cadera (CADPOTMAX), la fuerza que la potencia juega un papel muy importante, isométrica de extensión de rodilla (RODEXT), y de manera que con sólo incluir la potencia una variable de torque en la cadera (CADMMAX mecánica máxima (potmax) y el peso corporal, o CADMREV), y son capaces de explicar se puede explicar un 72% de la variación en aproximadamente el 60% de la variación en ASV. ASV. Las variables individuales con mayor capacidad de predicción fueron la potencia y torque máximos en la cadera. CUADRO 2. Características de los sujetos, n = 52. Variable [nombre] (unidades) Desviación estándar C.V. (%) Edad [EDAD] (años) 20.2 2.1 10.4 Peso [PESO] (kg) 74.27 8.65 11.6 Talla [TALLA] (m) 1.79 0.06 3.4 Fuerza de cadera en extensión [CADEXT] (N m) 160.46 34.55 21.5 Fuerza de cadera en flexión [CADFLX] (N m) 101.57 18.79 18.5 Fuerza de rodilla en extensión [RODEXT] (N m) 230.03 43.90 19.1 Fuerza de rodilla en flexión [RODFLX] (N m) 121.05 24.20 20.0 Fuerza de tobillo en fl. plantar [TOBFLXP] (N 130.66 19.91 15.2 m\o CUADRO 3. Características de ejecución del salto vertical, n = 52. Nombre de la variable (unidades) Promedio Desviación est. C.V.(%) ASV (m) 0.520 0.070 13.4 YELDES (m * s -1) 2.651 0.246 9.3 CMCNETO (m) 0.144 0.027 18.9 TPROP (s) 0.316 0.062 19.6 POTPRO (W) 2212.9 455.1 20.6 POTMAX (W) 3863.2 687.7 17.8 10 IV Simposio Internacional en Ciencias del Deporte y la Salud CUADRO 4. Los mejores modelos estadísticos para ASV. Excepto cuando se indica, todos los modelos fueron significativos a nivel p < .0005. Modelo de predicción para ASV R2 R 2Ka 1) ASV = k + veldes + cmcneto .95 .94 2) ASV = k + veldes .93 .93 3) ASV = k - peso - avpro + potpro + potmax .89 .88 4) ASV = k - peso + amp + potmax + potpro .88 .87 5) ASV = k + potmax - peso .72 .70 6) ASV = k + potmax .46 .45 7) ASV = k + potpro .43 .42 8) ASV = k + cadpotmax + cadaclmax + rodext - rodflx - .61 .56 i cadmrev + rodpotmax 9) ASV = k + cadpotmax + rodext + rodpotmax + cadaclmax - .61 .56 1 rodflx - cadmmax 10) ASV = k + cadpotmax - cadmrev + rodaclmax + cadaclmax + .59 .55 ! rodext 11) ASV = k+ cadpotmax .44 .43 12) ASV = k + cadmmax .28 .26 variable con gran poder de predicción de ASV, por sí misma no permite comprender cuáles aspectos específicos de la performance distinguen a un saltador de otro. ¿Cómo logran Discusión los buenos saltadores alcanzar una mayor potencia y un mayor salto? Los modelos (8) a Es claro que algunas de las variables (12) que utilizan variables a un nivel de análisis seleccionadas para este estudio son excelentes de segmentos están más cerca de las bases como predictoras de ASV. La potencia mecánicas y fisiológicas de la performance. mecánica máxima, el peso corporal, y la Estos modelos muestran que los resultados de amplitud del desplazamiento del centro de masa las mediciones de fuerza muscular articular no del cuerpo aparecen en casi todos los mejores son tan importantes como los torques y las modelos que utilizaron la cinemática y dinámica potencias articulares durante el salto para la del centro de masa del cuerpo. Los coeficientes predicción de ASV. En investigaciones previas de regresión para PESO y para el tiempo de (Aragón Vargas 1994) hemos encontrado propulsión (TPROP) son negativos, lo cual evidencia de que una razón por la cual no se ha indica una relación inversa entre estas variables encontrado que la fuerza muscular del tren y la variable dependiente. Curiosamente, el inferior sea un predictor importante de ASV máximo impulso negativo (MAXIMNEG) no fue puede ser porque el comportamiento del tan importante como se esperaba, pensando en músculo esquelético durante un salto vertical es el hecho de que supuestamente cuanto mayor radicalmente diferente a las acciones sea MAXIMNEG, mayor debería ser el efecto del involucradas en las pruebas de fuerza ciclo de estiramiento-acortamiento o, como isométrica, isotónica e isokinética. algunos lo llaman, el efecto del almacenamiento y reutilización de energía elástica. En este El papel de la potencia en el salto vertical estudio, MAXIMNEG presenta una correlación merece algunos comentarios adicionales. En moderada con los torques articulares máximos esta investigación se ha presentado evidencia (0.35