Artículo: Ejercicios de fuerza. Fundamentos de kinesiología y biomecánica

Rescatamos uno de los artículos más antiguos publicados en Sport Training, concretamente en el número 4 (enero-febrero 2006). Autor: José Enrique Quiroga Díaz.

La biomecánica y la kinesiología son ciencias que estudian los movimientos del cuerpo humano: el cómo y el porqué. Están basadas en la biología y en la anatomía, así como en la aplicación sobre ellas de conocimientos y leyes físicas. Aunque son ciencias relativamente jóvenes, las bases las encontramos en tiempos ya lejanos cuando Leonardo da Vinci hablaba acerca de las palancas del cuerpo humano.

“La biomecánica deportiva aplica las leyes de la mecánica a los movimientos realizados durante la práctica de la actividad física y el deporte con el objetivo principal de mejorar el rendimiento del deportista” (McGinnis, 1999; Bartlett, 1999) y la kinesiología estudia las acciones musculares y articulares en un movimiento. Para diseñar un entrenamiento efectivo de la fuerza, debemos comenzar con un conocimiento de la mecánica básica de los movimientos.

El prerrequisito de la biomecánica es un conocimiento complejo de las uniones específicas de cada músculo (origen e inserción), así como un entendimiento claro sobre sus efectos en el movimiento de la articulación o articulaciones que cruza. Después de conocer esto ya podremos comenzar a analizar con precisión lo que sucede mecánicamente a medida que efectuamos ejercicios específicos, aunque para ello sería fundamental un cierto conocimiento previo de la anatomía humana básica y la fisiología muscular.

 

Tipos de contracción muscular

Aunque ya lo hemos detallado en otros artículos publicados en Sport Training, no podemos seguir adelante sin antes aclarar en qué consisten los diferentes tipos de contracciones musculares.

 

CONTRACCIÓN ISOTÓNICA O DINÁMICA

a) Contracciones concéntricas: Se producen cuando la fuerza que ejerce el músculo es mayor que la que ofrece la resistencia (Fuerza > Resistencia). Los puntos de inserción se acercan produciendo un acortamiento muscular (fase positiva). Esto sucede, por ejemplo, cuando levantamos una pesa.

b) Contracciones excéntricas: Cuando la fuerza que ejerce un músculo es menor que la que ofrece la resistencia (Fuerza < Resistencia). Los puntos de inserción se alejan produciendo un alargamiento muscular (fase negativa). Por ejemplo, al descender una pesa.

 

CONTRACCIÓN ISOMÉTRICA O ESTÁTICA

Supone una contracción muscular sin movimiento. Se produce cuando la fuerza que ejerce el músculo es igual a la que ofrece la resistencia (Fuerza = Resistencia). No hay movimiento. Por ejemplo, sosteniendo una pesa o empujando una pared.

 

Roles o funciones musculares

Un músculo, al contraerse durante una acción, puede adoptar distintos papeles durante la ejecución del movimiento:

a) Músculo agonista o protagonista: es el más efectivo para realizar un movimiento determinado en una articulación, el principal responsable del movimiento.

b) Músculo antagonista: es el músculo cuya acción se opone a la del agonista.

c) Músculos auxiliares: ayudan a los agonistas a llevar a cabo el movimiento.

d) Músculos estabilizadores: se contraen isométricamente para estabilizar las “articulaciones vecinas” y que los agonistas puedan trabajar con mayor fluidez.

e) Músculos sinergistas: cuando dos músculos realizan idéntica función para realizar un movimiento. Por ejemplo el esternocleidomastoideo o los gemelos.

Si ponemos como ejemplo el ejercicio de “press de banca”, los músculos implicados en el movimiento realizan las siguientes funciones:

– Agonistas: pectoral y tríceps.

– Auxiliares: hombro y porción larga del bíceps.

– Antagonistas: dorsal, deltoides posterior.

– Estabilizadores: abdominales, oblicuos, lumbares.

Un grupo muscular incluye todos los músculos que producen un mismo movimiento en una misma articulación. El grupo es denominado por la articulación en la que se produce el movimiento ocasionado por la contracción concéntrica de estos músculos. Por ejemplo, los flexores del codo (grupo de músculos que al contraerse concéntricamente flexionan el codo: bíceps braquial, braquial, supinador largo).

Un ejercicio puede suponer uno o varios movimientos articulares. Un músculo efectúa un movimiento específico, y un ejercicio supone una combinación de varios movimientos específicos. Un músculo solo puede desarrollar tensión. El ejemplo más claro es el de una goma: si tiramos de uno solo de sus extremos, ambos tienen la misma cantidad de estiramiento o tensión, es decir, aunque tiremos de uno solo de esos extremos la goma quedará estirada por igual en todos sus puntos. De igual manera sucede con las fibras musculares, las cuales se contraen y se estiran por igual en toda su extensión. Si ponemos como ejemplo el pectoral, no es posible “trabajar” con independencia la parte interna de la externa, y viceversa, ya que la fibra se contrae por igual en toda su longitud desde ambas direcciones.

Palancas

Debemos saber que los huesos y los músculos comprenden un sistema de palancas. Una palanca está formada por:

a) Fulcro: eje donde todo gira.

b) Brazo de fuerza: distancia entre el fulcro y el punto donde se aplica la fuerza (la distancia entre la articulación y la inserción muscular).

c) Brazo de resistencia: distancia entre el fulcro y el punto donde se aplica la resistencia (la distancia entre la articulación y el peso a mover).

El movimiento de cada articulación puede ser descrito como angular (press) o giratorio (curl). Por ejemplo, en un curl de bíceps (flexión del codo) el antebrazo describe un arco alrededor del codo cambiando la dirección del movimiento a cada grado y, cambiando, por tanto, la dirección de la resistencia, la cual es siempre la de la gravedad.

Comprender la dirección en que son aplicadas las dos fuerzas (músculo y resistencia), nos permitirá visualizar la eficiencia del músculo para mover la resistencia. Un movimiento será más eficiente cuando las dos fuerzas estén contrapuestas. Esto se puede ver fácilmente en ejercicios simples donde solo esté implicada una articulación. Pero la cosa se complica al pensar en ejercicios donde se produce una combinación de movimientos articulares, por ejemplo la sentadilla, donde el movimiento depende de una cadena cinética formada por las articulaciones del tobillo, rodilla y cadera, principalmente.

 

Poleas y máquinas

Cuando realizamos ejercicios con pesos libres, la dirección de la fuerza que ofrece la resistencia (el peso) es siempre la de la gravedad, por lo que la mayor efectividad del ejercicio la conseguiremos realizando un movimiento en dirección opuesta, es decir, hacia arriba. Pero cuando los ejercicios se realizan en aparatos esto cambia, lo cual es debido a que las poleas redirigen la fuerza de la gravedad, marcando la misma tensión durante todo el recorrido.

En cuanto a la situación del cuerpo respecto a la máquina, el eje de giro de la polea debe estar siempre alineado con el eje de la articulación. La máquina no debe alterar la estabilidad del individuo en ningún momento. La mayoría de las máquinas de musculación llevan lo que llamamos poleas “excéntricas” o “cams”, las cuales varían la distancia de los ejes al cable y, por tanto, la resistencia que se aplica al músculo. Si el diseño es correcto, hacen que la resistencia disminuya  en la parte del recorrido en que el músculo tiene relativamente menos capacidad de mover el segmento.

 

Intervalos de recorrido

Cuando un músculo se alarga mediante una contracción excéntrica, permanece controlando la resistencia, pero cuando el estiramiento es excesivo la contracción va resultando imposible, el músculo pierde el control del peso y se queda “colgando”, lo cual podría dañar el músculo o el tendón. La resistencia siempre debe estar bajo el control de la contracción, y el estiramiento hasta el punto de incapacidad de contracción debe hacerse en una situación muy controlada o evitarse por completo.

Los extremos de estiramiento no deben exceder la eficiencia mecánica de la articulación hasta el punto en que el músculo carece ya de “ángulo de tiro” adecuado para superar la resistencia. El intervalo de recorrido debe ser el apropiado para cada caso, ya que es diferente en cada individuo y en cada deporte. Se deben controlar perfectamente cuáles son los límites del movimiento de una articulación para no excederlos, lo cual crearía un riesgo potencial de lesión, o para “no quedarse demasiado corto”, a no ser que las características del deporte así lo requieran.

En términos generales, tanto el disminuir como el aumentar el intervalo de recorrido articular, también llamado ROM, aumenta el riesgo de lesión y limita la ejecución de la función. Los recorridos activo (sin resistencia) y pasivo (con resistencia) deben ser iguales; cuanto mayor sea la diferencia, mayor será el riesgo de sufrir lesiones. En cuanto a los límites naturales de los intervalos de recorrido, podemos hablar de cuatro tipos:

– Anatómicos (huesos y articulaciones).

– Neuromusculares (se basan en el control del movimiento y cambian al aumentar este control).

– Biomecánicos (dependiendo del ángulo de fuerza en relación con la posición de la articulación).

– Fisiológicos

 

Estabilidad

Durante un ejercicio, el cuerpo deberá permanecer en perfecto equilibrio, para lo cual la línea de gravedad debe caer en el área de la base de sustentación. Una gran base de sustentación asegura una mayor estabilidad. Cuanto más bajo esté el centro de gravedad sobre la base, mayor será la fuerza que se necesita para romper la estabilidad. En los ejercicios que se realizan de pie, se puede aumentar la estabilidad separando los pies para aumentar la base de sustentación y flexionando las caderas y las rodillas ligeramente para bajar el centro de gravedad.

 

Conclusiones

Después de ver y comprender todos estos conceptos básicos, es cuando viene el análisis kinesiológico del gesto deportivo, es decir, desglosar los diferentes movimientos que se producen en cada actividad deportiva y analizar las cadenas cinéticas de movimientos articulares para ver, dentro de ellos, qué recorridos articulares se dan, en qué dirección, a qué velocidad y qué grupos musculares están implicados; porque todas las ganancias de fuerza y de potencia son específicas al ángulo y recorrido articular que se está entrenando. Por lo tanto, los ejercicios que accionan grandes cadenas cinéticas, como las sentadillas, las cargadas, o más bien, movimientos de levantamientos de pesas y saltos, que implican la triple extensión de las articulaciones del tobillo, la rodilla y la cadera, deberían constituir la base de todo entrenamiento de fuerza de cualquier deportista.

Con todo esto ya podremos diseñar un adecuado programa de ejercicios con resistencias (pesas) que luego podamos transferir al movimiento deportivo.

En la siguiente ilustración podemos ver algunos de los movimientos articulares más importantes indicando los grados de recorrido y los músculos implicados:

6 thoughts on “Artículo: Ejercicios de fuerza. Fundamentos de kinesiología y biomecánica

  1. Excelente articulo y muy concreto tratandose de un tema tan extenso e interesante como lo es la aplicacion de los princicpios de la biomecanica al entrenamiento fisico.

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