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Análisis del índice de elasticidad y fuerza reactiva,
bajo el concepto de longitudes y masas
segmentales de los miembros inferiores

   
* Director-Investigador. Mg. Fisiología del Ejercicio
Docente, Universidad de Pamplona

**Co-Investigadores
Estudiantes 9º semestre Lic. Educación Física Recreación y Deportes.
Universidad de Pamplona
 
 
Dennis Contreras*
Oscar Gonzalo Vera Granados
Germán Darío Díaz Rojas**

dcontreras@unipamplona.edu.co
(Colombia)
 

 

 

 

 
Resumen
    En este trabajo se ha querido observar la influencia de las masas y longitudes segméntales de los miembros inferiores, en el índice de elasticidad y el índice de fuerza reactiva (Q) en la ejecución de un salto. Este trabajo se desarrollo con una población de once jugadores pertenecientes a una selección departamental juvenil de voleibol masculino. Para el estudio se utilizó la plataforma computarizada de contactos Axon Jump y el respectivo protocolo de saltos diseñado por (BOSCO, 1982); para la determinación de cada uno de los índices. Se utilizó el método de (ZATSIORSKY et al 1990); para la determinación de las masas segméntales de los miembros inferiores. El análisis de los datos fue realizado mediante análisis de componentes principales a partir de las correlaciones existentes entre cada una de las variables y algunas de ellas se expresan gráficamente como puntos variables y puntos individuos según el caso. De acuerdo a las correlaciones existentes en el análisis de componentes principales, es apreciable como la masa corporal y la masa segmental tiende a tener una relación inversamente proporcional con respecto al índice de elasticidad, mientras que con el índice Q tienden a tener una relación positivamente significativa
    Palabras clave: Indice de elasticidad. Índice de fuerza reactiva. Masas segmentales.
 

 
http://www.efdeportes.com/ Revista Digital - Buenos Aires - Año 11 - N° 96 - Mayo de 2006

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Introducción

    En el deporte del voleibol, una de las principales cualidades físicas es la fuerza explosiva, que se traduce en definitiva como potencia, y que tiene un papel determinante en cuanto al trabajo del tren inferior se refiere. A su vez esta cualidad esta determinada por una serie de características propias del músculo que se relacionan entre sí para producir un resultado final (salto), como por ejemplo la fuerza y el ciclo de estiramiento acortamiento (CEA), presentes en dichos paquetes musculares. Por su parte el CEA se define como la capacidad elástica muscular efectuada dentro de una acción que permite utilizar la energía mecánica del impulso, con la energía química producida por el cuerpo para generar una acción muscular mucho más potente. Dicho proceso cumple un papel muy importante a la hora de ejecutar acciones explosivas o de eficiencia mecánica en la mayoría de los movimientos deportivos y en los métodos de entrenamiento que busca mejorar la fuerza rápida o la capacidad reactiva neuromuscular. Como lo es el "método pliométrico".

    Sin embargo al determinar deportistas con somatótipos similares pero longitudes y masas segmentarías diferente a nivel de los miembros inferiores, se puede observar que al momento de ejecutar un salto algunos de ellos presentan mejor rendimiento que otros en cuanto a la capacidad reactiva neuromuscular se refiere (CEA), debido a la falta de relación de los componentes estructurales segmentarios de cada uno de ellos. Este acontecimiento es diferente para cada deportista puesto que la divergencia de sus proporciones y masas segméntales específicas arrojaran una relación diferente con respecto a los componentes del CEA. Por esta razón en muchas situaciones los entrenadores deportivos de esta disciplina no obtienen los resultados deseados en sus programas de entrenamiento, cuando de desarrollo de la potencia se trata, llegando incluso al estancamiento de dicho proceso. Aunque es conveniente destacar que este proceso a su vez esta acompañado del trabajo y del desarrollo de otras cualidades físicas de gran importancia para el óptimo rendimiento del deportista, como también de ciencias específicas que respaldan y acompañan el desarrollo del rendimiento deportivo, como por ejemplo nutrición, fisioterapia, psicología, medicina, entre otras.

    Al establecer la relación cineantropométrica de los componentes anteriormente mencionados se puede entregar a los entrenadores deportivos de esta disciplina , o profesionales del deporte interesados, los parámetros a tener en cuenta en la programación, ejecución y evaluación de sus sesiones de entrenamiento, con el fin de optimizar el CEA, a través del desarrollo estructural del deportista, utilizando diferentes métodos de entrenamiento que conlleven a dicha optimización y que en definitiva se traduzca en mayor rendimiento del deportista durante acciones musculares potentes del tren inferior. Así mismo determinar las características generales que un jugador con determinadas longitudes y masas segméntales de los miembros inferiores, debe tener en cuenta para mejorar el nivel de rendimiento en cuanto a la capacidad reactiva neuromuscular se refiere, siendo de vital importancia para las características funcionales del deporte.


Objetivos


Objetivo general

Identificar la influencia de las longitudes y masas segméntales a nivel de los miembros inferiores, en la capacidad reactiva neuromuscular y el índice de elasticidad durante la ejecución de un salto en jugadores de voleibol


Objetivos específicos

Establecer los componentes estructurales del cuerpo de cada deportista a través de la Cineantropometría.
Determinar el somatotipo de cada uno de ellos
Determinar por el método de Zatsiorsky (masas segméntales) la densidad de los miembros inferiores.
Evaluar la capacidad de salto de los deportistas por el método de Bosco, utilizando la plataforma de contacto.
Determinar la capacidad elástica muscular mediante los saltos en contra movimiento (CMJ), SJ y DJ.
Correlacionar los datos obtenidos en las dos evaluaciones


Metodología

    Para este estudio se utilizó la selección juvenil de Voleibol masculino del Norte de Santander, que por su trayectoria en el proceso de entrenamiento deportivo constituye un grupo ideal para la valoración y determinación de las características propuestas en este estudio. El rango de edad en el cual se encuentra esta población va de catorce a diecinueve años de edad. La evaluación antropométrica fue realizada en primer orden, en donde se estableció la masa segméntales de los sujetos. La masa segmental puede ser también expresada como una fracción de la masa corporal total que se expresa como (1). Por consiguiente si la masa total de un sujeto es de 82 Kg. la masa de su muslo es igual a 8.2 Kg = (82 Kg *0.100), de acuerdo con la tabla de fraccionamiento de las masas segméntales (DEMPSTER, 1955; Tomado del Libro Bases Biomecánicas para la Actividad Física y Deportiva, J. Acero).

Fracción de masa segmental correspondiente a los miembros inferiores a partir de la masa corporal total (Dempster, 1955)

    La medición directa de ciertas medidas antropométricas como por ejemplo las longitudes y perímetros de los segmentos corporales, pueden también permitir la derivación de la masa segmental, a través de una metodología en donde se implementa sobre los datos medidos descritas las ecuaciones finales. (Zatsiorsky et al 1990; Tomado del Libro Bases Biomecánicas para la Actividad Física y Deportiva, J. Acero).

    Para la determinación de las masas segméntales se utiliza la siguiente ecuación:

Mi = Ki * Li * C2i

Donde:
Li = longitud del segmento i
Ki = coeficiente para determinar el coeficiente de grasa
C2i =circunferencia del segmento al cuadrado

Coeficientes para computar las masas segmentales corporales de los miembros inferiores (Zatsiorsky, 1990)

    Dentro de este protocolo el evaluado debe ejecutar una serie de saltos ejecutados bipodalmente, teniendo en cuenta un calentamiento previo. Se comenzara con los saltos: Contra Movimiento (CMJ- SC), Squat Jump (SJ-SC), Drop Jump (DJ).


Contra Movimiento (CMJ- SC)

    Se determina como un salto sin pasos previos en el que se restringe el componente de ayuda de los brazos, para ello durante toda la ejecución del salto las manos se sitúan sobre cintura baja (línea bi-iliocrestal). La ejecución de este debe partir desde dentro de la plataforma y finalizar allí mismo.


Squat Jump (SJ-SC)

    Es un salto restringido de trabajo muscular concéntrico positivo (capacidad reactiva). El sujeto se coloca sobre el tapete o alfombra de contactos con las manos en las caderas o cintura baja y con las piernas flexionadas al nivel de la rodilla a un ángulo Inter.- segmental (Muslo- Pierna) de 90°. Después de mantener la posición por 5" para eliminar la mayor parte de la energía elástica acumulada durante la flexión, el sujeto ejecuta un salto vertical lo mas alto posible evitando cualquier contra-movimiento y sin soltarse de las manos, cayendo en la misma posición de los pies y las piernas lo mas extendidas posible


Drop Jump (DJ)

    Es un salto restringido por la altura de la caída (de 10 cm a 100 cm). Nos permite valorar la capacidad de fuerza refleja, aunque sin poder aislar la participación de los componentes elásticos. El sujeto se deja caer por la gravedad desde una altura (banco pliométrico) avanzando un pie para posteriormente a la caída elevarse lo máximo posible. En este salto se adoptan según (BOSCO, 1994) dos técnicas diferentes: el Bounce Drop Jump (BDJ) o salto inmediato y el Counter Movement Drop Jump (CMDJ). El primero se le indica a la persona que se eleve tan pronto como sea posible después del impacto inicial y el segundo se le pide hacer lo mismo pero en una forma más gradual mediante una flexión mas acentuada (BOBBERT y Col, 1987).


Metodología y resultados

Análisis de componentes

    En el PCA, los datos son "factorizados", para la extracción de relaciones lineales dentro del conjunto de variables existentes y su visualización se da a partir de graficas tridimensionales (Boxplots) o bidimensionales (Biplots) en las que se conjugan muestreos y variables (Iyer et al., 2003). Su principal ventaja está en que permite agrupar las variables seleccionadas según sus rasgos comunes, a la vez que evalúa la incidencia de cada grupo.


Análisis de los diferentes saltos


Matriz de correlación entre saltos

(N: 6; GL: 4; 95%: 0.811; 99%: 0.917)



Figura 1. Distribución de los saltos en análisis de los componentes principales

    En la (figura 1) se establece que el componente 1, con un porcentaje del 98.91% equivale a la altura de los diferentes saltos y entre mas a la derecha sea su ubicación en el eje X, mayor será la altura del salto. El componente 2 con un porcentaje de 1.1%, equivale al aporte del Índice de elasticidad, utilizado en cada salto. De esta forma se puede observar como el Squat Jump, inhibe completamente el aporte del Índice Elástico, mientras que el CMJ y el Drop Jump tienen un significativo aporte de dicho índice, pero en mayor proporción los saltos del tipo Drop.

    Por otra parte se puede apreciar que al aumentar la influencia del Índice Elasticidad en el salto, la altura del mismo tiende aumentar, especialmente al compararlo con el Squat Jump, aunque en el Drop Jump y en el CMJ, tiende a existir esa misma tendencia pero en menor proporción, de hecho parece ser que la altura entre los dos saltos se mantuviera, llegando incluso a disminuir si se siguiera aumentando la altura de la caída.

    De acuerdo con lo anterior se puede constatar que la manifestación ELÁSTICO-EXPLOSIVA de la fuerza (CEA) según Bührle como resultado de cambiar en las manifestaciones explosivas, las condiciones biomecánicas del estiramiento de la musculatura tiene más tiempo para lograr mayores niveles de fuerza puesto que al inicio de la activación concéntrica ya se presenta una tensión muy alta (fuerza inicial). Durante la acción de frenado, se estira fuertemente la musculatura extensora de las piernas previamente contraída actuando como un muelle elástico y en la inmediata activación concéntrica, libera la energía acumulada. Resumiendo la energía cinética generada en la fase de descenso, se almacena en forma de energía elástica que en parte se liberará en forma de energía mecánica durante la fase de elevación. Esto en lo referente al salto en CMJ, que Bührle lo describe como un (CEA, lento). Sin embargo en el CEA, con saltos en caída o de tipo Drop el movimiento cumple con una característica balística que se conoce como pre - estiramiento. Este pre - estiramiento hace que se genere un incremento en la activación de las fibras producto de la activación del reflejo del estiramiento, ayudando a una mayor activación de las fibras musculares y que en definitiva produce un incremento en la producción de fuerza máxima, este incremento de fuerza según (BARLETT, 1999) ocurre en las contracciones dinámicas concéntricas (luego del estiramiento).


Figura 2. Distribución en los componentes principales de los atletas a partir de sus saltos

    En la (figura 2), se observa que no existe un agrupamiento de los atletas especifico en los diferentes saltos, pero se puede observar que el componente 1 con un porcentaje 80.41% equivale a la altura máxima lograda en los saltos, mientras que el componente 2 con equivalencia de 17.42% hace referencia al valor del Índice elástico, en donde los atletas ubicados hacía la parte superior del mismo serán aquellos con un mayor porcentaje de índice elástico, contrariamente a quienes están ubicados en la parte inferior. Sin embargo los atletas que se encuentran ubicados en el centro de la figura (4, 3, 2, 6, 10, 5), son aquellos que tienen un uso eficiente del Índice de Elasticidad (BOSCO, 1982)

    Los atletas (1, 8, 9, 11) en la figura presentan los menores porcentajes del índice de elasticidad, aunque cabe destacar que el índice de elasticidad no determina la altura del salto, sino representa una medida de eficiencia mecánica que contribuye a la mejor utilización de la energía cinética (impulso) en la ejecución de un salto. Por lo tanto como se puede observar en la figura, aunque hay atletas que tienen una gran capacidad de salto presentan una deficiencia en el índice Elástico (BOSCO, 1982) de los paquetes musculares extensores de los miembros inferiores.

    El atleta 7 ubicado en la parte superior de la figura alcanza un porcentaje en el índice de elasticidad del 21% indicando una deficiencia de la capacidad contráctil de los paquetes musculares (BOSCO, 1982) Que se contrasta con las alturas alcanzadas en los saltos de CMJ y SJ, siendo el atleta que obtiene mayor diferencia de centímetros entre un salto y otro (8cm.)


Resultados estadísticos variables, saltos e índice de elasticidad


Correlación entre el salto, índice de elasticidad y las demás variables antropométricas

(N: 14; GL: 12; r al 95%: 0.532; al 99% r: 0.661)

    En la matriz de correlaciones es observable que las más altas correlaciones tienen que ver por un lado con las longitudes segmentarías de los miembros inferiores. Significativamente pero en menor proporción las variables relacionadas con las masas de los segmentos, que identifica un alto de simetría entre ellos. Por otro lado son apreciable las correlaciones existentes entre los diferentes tipos de saltos que se corresponden entre sí por las alturas alcanzadas en cada uno de ellos.

Como factor importante se resalta las correlaciones negativas del Índice de Elasticidad con el resto de las variables.


Figura 3. Distribución de las variables en el análisis de componentes principales

    En la (figura 3) se puede apreciar tres grandes grupos correspondientes a saltos, masas, y longitudes respectivamente. Se observa que en la agrupación de estas variables se corresponde con un alto grado correlación entre ellas. Indicando que si en uno de estos grupos una variable aumenta, la otra tiende a aumentar en igual proporción. Esta relación se da debido a que las variables agrupadas en el caso de las longitudes y las masas segméntales corresponden a valores unilaterales y que por simetría corporal el lado opuesto tiende a aumentar en igual proporción.

    La agrupación que se presenta en los saltos demuestra que el aumento de fuerza en la aplicación de un salto tiende a aumentar la aplicación de fuerza en los demás, destacando que alguno de ellos presenta un aumento con la contribución del índice de elasticidad (CMJ y DJ).

    En la figura 5 se observa como el índice de elasticidad tiende a ubicarse en el grupo de las masas. Destacando que de acuerdo con las correlaciones arrojadas tiende a existir una relación no muy significativa e inversamente proporcional, es decir que entre mayor sea la masa se tiende de cierta forma a tener un menor Índice de elasticidad

Matriz de correlación entre los atletas a partir de las variables



Figura 4. Análisis de principales componentes de los atletas a partir de las variables

    En la (figura 4), se puede apreciar que el primer componente identificado con un mayor porcentaje (99.41%) corresponde al componente de rendimiento, mientras que el componente dos con un porcentaje mínimo (0.53%) representa el aporte del índice elástico dentro del rendimiento, indicando que los atletas que se encuentran hacia la derecha, son aquellos que poseen una mayor capacidad de salto, y los atletas que se encuentran en la parte superior son los que poseen un mayor aporte del índice de elasticidad. Por lo tanto es apreciable que el índice de elasticidad no me indica un mayor rendimiento en la capacidad de salto sino que demuestra un indicador de eficiencia mecánica en su ejecución.

    Esto corresponde a que los atletas con un mayor rendimiento pero con un aporte negativo de índice elástico estarán representando un grupo de atletas con mayores aportes del componente contráctil muscular, mientras que aquellos que tienen un buen rendimiento y un aporte positivo de su índice elástico estarán representando un grupo con mayores aportes del componente elástico en serie y en paralelo en la ejecución del salto.

Matriz da correlación entre DJ, IQ e índice de elasticidad (n:10; g.l. 8; r significativo con un 95% 0.635 y con un 99% de confianza 0.735)



Figura 5. Análisis de los componentes principales a partir de las variables del DJ e índice de elasticidad

    En la figura 5. Se aprecia como el Índice Q se correlaciona con la velocidad de los saltos en alto grado. Se puede apreciar que cada una de las variables se agrupan por su alto grado de correlación, es decir los saltos en Drop Jump, constituyen un grupo y están correlacionados perfectamente entre sí; de igual forma se puede apreciar con las variables de velocidad e Índice Q.

    Respecto al índice de elasticidad se puede apreciar que entre mayor es el índice Q menor es el índice de elasticidad representado por el atleta, constituyendo una relación inversamente proporciona entre las variables. De igual forma se puede identificar y constatar los datos obtenidos en la figura 6. Pues las variables de índice de elasticidad e índice Q, demuestra que entre mayor es el índice de elasticidad menor es el índice Q, sin este repercutir significativamente en la altura del salto.

    Se puede concluir con el análisis de estas figuras como un aumento de la masa corporal y segmentaría tiende a disminuir el índice de Elasticidad en un determinado porcentaje. Contrariamente a lo que ocurre con el índice Q, pues un aumento de la masa corporal y segmentaría tiende aumentar su valor.

Modelo matemático (ecuación) que relaciona el peso y la talla, por medio del cual a partir de valores dados de talla se puede obtener el peso que tendría el atleta


Figura 8. Modelo de regresión peso-talla

    Este modelo matemático de regresión no lineal nos indica como se puede mantener una homogeneidad de las medidas en base al peso y la talla. Esta ecuación permite establecer el peso de un individuo a partir de su talla ubicando a los deportistas dentro de un margen establecido a nivel del grupo. Una característica de esta ecuación es que permite establecer individuos por encima o por debajo de la población, proyectándolos a través del tiempo.

    En la figura 8. Se puede apreciar la representación grafica de esta ecuación y se ubican los individuos de la población conforme a la línea de cruce, que da una relación del 95% de confianza dejando un 5% de ella al azar.


Conclusiones

    De acuerdo a las correlaciones existentes en el análisis de componentes principales, se pudo apreciar como la masa corporal y la masa segmental tiende a tener una relación inversamente proporcional con respecto al índice de elasticidad, mientras que con el índice Q tienden a tener una relación positivamente significativa

    Con respecto a las longitudes segmentarías el índice de elasticidad, no tiene una relación significativa, inclusive se encuentran con valores negativos y valores muy pequeños que no alcanzan a determinar una relación importante entre estas dos variables

    Los valores de las variables (longitudes segméntales e índice Q) no presentan ninguna relación, contrariamente a lo que ocurre con las masas segméntales

    Las conclusiones que aparecen en este apartado hacen referencia a las características encontradas en el grupo evaluado, y no confirman ni rechazan las hipótesis planteadas, sino que por el contrario aportan la descripción del fenómeno observado en la evaluación que podría constatarse o afirmarse, mediante la aplicación de este tipo de pruebas, en poblaciones o grupos deportivos con características diferentes, y determinar si esta observación es constante para todos los grupos.

    El modelo matemático de regresión no lineal planteado para las variables de talla y peso es funcional para el grupo evaluado y no podría aplicarse para otro tipo de poblaciones, pues los valores que lo determinan son la resultante de las variables medidas. Es necesario aplicar un nuevo modelo para poblaciones con características diferentes


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