Fundamentos Biomecánicos del Movimiento Deportivo: Impulso, Pliometría y Cadenas Cinéticas

Principios Fundamentales para la Optimización del Gesto Deportivo

Principio de Fuerza Inicial

Es uno de los cinco principios enunciados por Hochmuth para aumentar la eficacia del gesto. Este principio establece que:

“Un movimiento corporal con el que debe lograrse una elevada velocidad final, debe ir precedido de un impulso en sentido contrario para que al principio de la fase de reacción se tenga un mejor impulso de aceleración.”

Sabemos que el Impulso ($I_m$) está relacionado con la variación de la Cantidad de Movimiento ($C$). El teorema del impulso y la cantidad de movimiento establece que:

$$I_m = \Delta C = m \cdot v_2 – m \cdot v_1$$

Donde $v_2$ coincide con la velocidad inicial ($V_i$) en la fase de vuelo. Para aumentar el impulso, se puede incrementar la fuerza o el tiempo de aplicación de esta. Esto depende de:

• Cualidades musculares.
• Posiciones de palancas y músculos.
• Características técnico-tácticas del gesto.

Este principio se observa claramente en el salto vertical desde reposo o con flexión previa.

Representación Gráfica del Impulso

Gráfico 1 (Salto desde reposo): La fuerza es la necesaria para contrarrestar la Fuerza Gravitatoria ($F_g$). La Fuerza Resultante ($F_r$) va aumentando, acelerando el Centro de Gravedad (CG) hasta perder contacto con el suelo ($F=0$).

Gráfico 2 (Salto con flexión previa): Al iniciar la flexión, la Fuerza Resultante ($F_r$) muestra un patrón diferente, aprovechando la fase excéntrica.

Contracción Pliométrica: El Ciclo Estiramiento-Acortamiento

Cavagna establece que existe un incremento de la tensión muscular en la fase concéntrica después de realizar un estiramiento previo. Si el tiempo entre ambas fases es mínimo, se consigue una mayor tensión. Esto se explica por la acumulación de energía potencial elástica en el estiramiento y se relaciona con el principio de fuerza inicial y el reflejo miotático, entre otros.

Fases de la Contracción Pliométrica (Ciclo Estiramiento-Acortamiento)

1. Preactivación: Desde que aparece la actividad muscular hasta que se comienza a ejercer fuerza.
2. Contracción Excéntrica: Fase en que se alarga el músculo agonista, acumulando energía elástica.
3. Acoplamiento: Intervalo entre la fase excéntrica y la concéntrica. Debe ser mínimo para maximizar la transferencia de energía.
4. Contracción Concéntrica: Se produce el acortamiento muscular, liberando la energía acumulada.

Cadenas Cinéticas y Transferencia de Movimiento

Según Hochmuth, una Cadena Cinética es un sistema de segmentos parciales unidos a través de articulaciones, formando un sistema móvil.

Clasificación según la Resistencia

• Abierta: El último elemento está libre, ofreciendo una resistencia mínima.
• Cerrada: El último segmento está fijo, generando una gran resistencia.

Clasificación según los Objetivos

• Secuenciales: Buscan alcanzar una gran velocidad. Implican la transferencia de momento lineal ($L$) creado por los músculos proximales y transferido de forma alternativa a los distales (ej. lanzamiento).
• De Empuje: Se utilizan ante una gran resistencia. Los segmentos se desplazan y aceleran a la vez (ej. levantamiento de pesas).

A mayor número de grados de libertad, mayor precisión y complejidad del movimiento. El estudio de las cadenas cinéticas se realiza teniendo en cuenta el movimiento absoluto o relativo de los segmentos.

Palancas Biomecánicas: Equilibrio y Velocidad

Una palanca es una máquina simple cuyo objetivo es equilibrar o desplazar una fuerza. Está formada por un punto de apoyo, la potencia (fuerza aplicada) y la resistencia (carga a vencer).

Tipos en función de la Eficacia Mecánica ($E_m$)

La eficacia mecánica se calcula como la relación entre el brazo de potencia ($B_{rP}$) y el brazo de resistencia ($B_{rR}$): $E_m = B_{rP} / B_{rR}$.

• $E_m = 1$: Equilibrio.
• $E_m > 1$: Potencia (ventaja mecánica).
• $E_m < 1$: Velocidad (desventaja mecánica).

Tipos en función de la Ubicación de los Elementos

Las palancas se clasifican según la posición relativa del punto de apoyo (A), la Potencia (P) y la Resistencia (R):

1. Primer Género (Equilibrio): El punto de apoyo (A) se encuentra entre la Potencia (P) y la Resistencia (R).
2. Segundo Género (Potencia): La Resistencia (R) se encuentra entre el punto de apoyo (A) y la Potencia (P).
3. Tercer Género (Velocidad): La Potencia (P) se encuentra entre el punto de apoyo (A) y la Resistencia (R).

Aerodinámica Aplicada: Fuerza de Sustentación

La Fuerza de Sustentación es la fuerza que se produce por la diferencia de presión ejercida por el fluido (aire) entre la parte superior e inferior de un sólido en movimiento. Es siempre perpendicular a la dirección de desplazamiento del sistema.

En el contexto deportivo, el aire se frena en la parte inferior del objeto y se acelera en la superior. Según la Ecuación de Bernoulli, la velocidad y la presión son inversamente proporcionales:

$$\uparrow V \rightarrow \downarrow P$$

Y viceversa. Esta diferencia de presión es crucial, por ejemplo, ya que modifica la trayectoria de balones y proyectiles en el aire (efecto Magnus).