Fuerza Explosiva y su Correlación con el Rendimiento Deportivo

Fuerza Explosiva y su Correlación con el Rendimiento
Deportivo
Mauricio Serrato Roa
Medicina del Deporte. U.B
Director Médico Centro de Alto Rendimiento en Altura y Comité Olímpico
Coldeportes Nacional
Bogotá, Colombia
En el entrenamiento deportivo la fuerza se puede definir como la capacidad del
hombre de contrarrestar o superar fuerzas externas por medio de la actividad
muscular y a través de un sistema de palancas. La fuerza igualmente se considera la
cualidad fundamental, base de las demás cualidades físicas y crítica en el rendimiento
deportivo.
Desde el punto de vista físico, la fuerza es el producto de la masa por la aceleración,
es decir, es el producto del empuje que un cuerpo le ejerce a otro para cambiar su
estado de aceleración.
Resulta lógico pensar que al poseer más fuerza, se tendrá más rendimiento deportivo,
sin embargo esta afirmación no siempre es correcta, y resulta muy general. El
desarrollo de la fuerza externa, es decir aumentar la capacidad de vencer resistencias
externas, no implica más rendimiento per se, lo más importante es la velocidad en la
que se realiza el movimiento y cuanto de esta fuerza veloz se puede aplicar durante la
ejecución del gesto deportivo. Esto si garantiza que la fuerza se traduzca en
rendimiento.
La fuerza aplicada se define como la resultante de la interacción de las fuerzas
externas e internas. La fuerza aplicada se mide por los cambios de aceleración de las
resistencias externas. En el deporte y el ejercicio lo importante es medir la fuerza
aplicada, pues de ella depende la potencia que se pueda generar que es, en últimas,
la determinante del resultado deportivo.
Normalmente, el hombre sólo puede activar el 60-80% máximo de su potencial de
fuerza (contracción máxima voluntaria CMV); mediante otros efectos independientes
de la voluntad, tales como la estimulación eléctrica, hipnosis o haciendo contraer un
músculo que se está elongando, se puede estimular el total del potencial de fuerza del
músculo; esta fuerza se denomina absoluta.
Como se ha mencionado, el músculo puede generar fuerza concéntrica cuando las
resistencias externas son menores que las fuerzas musculares, de tal manera el
músculo se acorta. Cuando las fuerzas externas superan las fuerzas musculares se
produce elongación; este tipo de contracción se denomina excéntrica. Si las fuerzas
internas y externas son iguales, no se produce ningún acortamiento, la contracción es
isométrica (véase gráfica 1). Cuando una contracción es dinámica (con movimiento) el
tono del músculo varía en cada punto del rango de movimiento, este tipo de
contracción se denomina “auxotónica”. Es posible generar artificialmente una
contracción con una velocidad constante, que oponga una resistencia variable y
máxima en cada punto del rango de movimiento; se trata de la contracción
“isocinética”.
Gráfica 1. Clasificación de los tipos de contracción muscular.
Formas de Trabajo Muscular
Estático
Dinámico
Isométrico
Auxotónico
Concéntrico
F. Máxima
F. Resistencia
F. Rápida
Isotónico
Isocinético
Excéntrico
10-35% > 100%
Aporte elástico
Activación
involuntaria
El músculo se puede contraer en un rango amplio de velocidades; a mayor velocidad
de contracción se podrá realizar una menor magnitud de fuerza; inversamente, a
mayor fuerza la velocidad tiende a disminuir. Esta relación fuerza-velocidad es
fundamental en entrenamiento de la fuerza. La curva de la relación fuerza velocidad se
ejemplifica en la gráfica 2. El punto de máxima fuerza auxotónica (fuerza máxima
dinámica FMD) está cerca del punto de la fuerza máxima isométrica (FIM). Cuando se
supera la FIM el músculo comienza a elongarse y entonces la resistencia supera el
100% de la FIM. En la gráfica 2 se muestra la curva de la fuerza excéntrica. Como la
potencia es la relación del trabajo por unidad de tiempo y el trabajo fuerza por
distancia, la multiplicación de la fuerza por la velocidad define la curva de potencia
(véase gráfica 2).
Potencia
Trabajo
d
 F   F  velocidad
t
t
Donde: t  tiempo;F  fuerza; d  distancia
La velocidad de la contracción y el tiempo disponible para generar una fuerza son
fundamentales en entendimiento de la fisiología de la fuerza; por tanto, la velocidad de
desplazamiento y el tiempo disponible para la aplicación de la fuerza están
inversamente relacionados. Así, lo que importa en el deporte no es tanto la fuerza que
se puede aplicar en las condicionas más favorables de mucha resistencia externa y
mucho tiempo para generarla, sino la fuerza que se puede manifestar en el tiempo que
duran los gestos deportivos concretos que, por lo general, no superan los 350ms. De
esta forma, en el deporte es fundamental evaluar el pico de fuerza y la relación entre
la fuerza y el tiempo empleada para conseguirla (fuerza/t = fuerza explosiva)(gráfica
3).
Gráfica 2. Relación de la fuerza con la velocidad, tanto en las contracciones concéntricas, isométricas y
excéntricas.
Fuerza Muscular (Kp)
EXCENTRICO
Pico de fuerza Isométrica máxima (FIM) V=0
CONCENTRICO
Fuerza Dinámica máxima (FDM)
6
5
4
3
2
1
Potencia
Max
0
1
2
3
4
5
6
Velocidad de Contracción (cm/seg)
En la gráfica 2 se puede obtener la curva de potencia multiplicando la fuerza por la
velocidad. Generalmente se publica que la potencia máxima se logra cuando el
movimiento se encuentra en 1/3 de la velocidad. Es lógico que se recomienda entrenar
las cargas que se correlacionan con la potencia máxima.
Tanto la fuerza pico como el tiempo necesario para lograrla pueden medirse por medio
de la curva fuerza-tiempo (f-t). Toda acción o todo movimiento se hacen dentro de esta
curva. Ante cualquier resistencia se genera una fuerza en un tiempo determinado, la
velocidad a la que se realiza el movimiento es una propiedad específica del músculo y,
por tanto, del individuo.
La FDM ocurre cuando un movimiento se puede realizar una sola vez; se mide en
Newton (N) o indirectamente con el test de 1 repetición máxima (1-RM). La fuerza útil
es la cantidad de fuerza que el deportista aplica en su gesto deportivo. Este es el valor
que se intenta mejorar con el entrenamiento de la fuerza.
La relación fuerza tiempo se puede expresar tanto en la curva f-t como f-v. En la
gráfica 3 se muestra la curva f-t. Cada punto de la curva representa la fuerza generada
en función del tiempo, es decir, la fuerza explosiva.
Gráfica 3. Curva fuerza tiempo. En 3 puntos se mide la fuerza explosiva. Nótese que donde la
pendiente es mayor, que la fuerza explosiva logra sus valores más altos. El máximo pico de fuerza
explosiva se logra en los primeros 10 ms, es decir, en la fase estática de cualquier desplazamiento de
una resistencia.
Curva Fuerza Tiempo f/t
Newton (N)
400/0.8=500 N/seg
350/0.4=875 N/seg
400
FIM 400 N
180/0.1=1800 N/seg
100
Zona de fuerza explosiva máxima
100
400
800 t (ms)
Se puede obtener la curva f-t con cargas inferiores a la FDM a fin de obtener las
fuerzas dinámicas relativas, las cuales serán similares a las diferentes cargas usadas
en los deportes (fuerza aplicada). Esta variable también se utiliza para el cálculo del
déficit de fuerza, que se explicará adelante (véase gráfica 4).
Gráfica 4. Fuerzas dinámicas relativas, son porcentajes sobre la FDM.
Curva Fuerza Tiempo f/t
Newton (N)
400
FDM
60% FDM
300
30% FDM
20% FDM
200
100
10% FDM
100
400
800 t (ms)
Para obtener más información relativa al comportamiento fisiológico de la fuerza es
necesario obtener la curva f-t con instrumentos relativamente sencillos que miden el
desplazamiento vertical del movimiento de las pesas libres y lo relacionan con el
tiempo. Como se conoce el peso movilizado, se pueden derivar los cálculos de la
fuerza, aceleración, velocidad, potencia, valores pico y tiempo en el cual estos se
realizan (Isocontrol, grafica 5).
Gráfica 5. Isocontrol marca T-force, que se conecta a todo movimiento en forma vertical, idealmente se
emplea el equipo multipower o Smith machine.
Cuando se hacen mediciones con cargas inferiores a la FDM, se obtienen las fuerzas
dinámicas relativas. La diferencia entre la FDM y la FDR expresada en porcentaje
determina el déficit de fuerza, que representa cuánto de la FDM se puede aplicar a
mayores velocidades o en tiempos menores. Esto equivale a evaluar si un individuo
es capaz de aplicar la fuerza que se posee.
La gráfica 6 muestra que un individuo con el 60% de la FDM solo puede aplicar una
fuerza 330N, esto quiere decir que si en su máximo puede aplicar 400N, con el 60%
de la FDM solo podría aplicar 300N, es decir el 82,5% de su fuerza máxima; por
tanto, queda en un déficit de 17.5%, lo que resulta ser muy bueno. Si este porcentaje
es menor, el deportista no puede aplicar su potencial de fuerza en los gestos
específicos, quedando en la obligación de iniciar un plan de trabajo con ese objetivo,
para lo cual el test del déficit de fuerza será el mejor control.
Otro valor significativo es la fuerza explosiva máxima, que se buscará en los primeros
10 ms del movimiento, prácticamente en su fase estática.
Gráfica 6. Curva f-t en un individuo con déficit de fuerza alto, comparado con el ejemplo de la gráfica 4
Finalmente, para evidenciar que la fuerza explosiva se correlaciona con gestos
potentes, se puede hacer una correlación con la potencia pico lograda a los diferentes
porcentajes de la FDM. En el equipo sub 17 de futbol masculino de Colombia, se
demuestra en la gráfica 7, como la correlación de la fuerza explosiva es muy buena
con los test de saltabilidad, muy específicos en el futbol.
EN la gráfica 8, se evidencia la diferencia en las curvas de fuerza explosiva de 2
individuos. El deportista numero 2 tiene gran fuerza absoluta medida en N, sin
embargo el deportista 1 con mucha menos fuerza, logra más potencia pico, debido a
que realiza una ejecución mucho más veloz, es decir tiene más fuerza explosiva y
menor déficit de fuerza.
Gráfica 7. Correlación entre el salto con contra-movimiento CMJ y la potencia pico en el test de fuerza
con Isocontrol en los jugadores sub-17 de Colombia.
Gráfica 8. Comparación de la fuerza explosiva de 2 individuos