Cinética y cinemática de la sentadilla trasera con peso libre y la sentadilla con salto cargada

Intervenciones efectivas del entrenamiento de la fuerza y del acondicionamiento físico inducen adaptaciones que sustentan patrones de movimiento específicos, velocidades, fuerzas y demandas de energía requeridas para la competencia. Tales cualidades físicas (por. ej., correr, saltar y cambiar de dirección) están respaldadas por la segunda ley del movimiento de Newton (F= m*a), que establece que la aceleración está directamente influenciada por la fuerza neta aplicada a un objeto o sistema sobre un tiempo dado y es directamente proporcional a su cambio de velocidad (es decir, impulso-momentum) (Turner 2020). A pesar de esto, los entrenadores se centran más comúnmente en variables como la potencia máxima cuando evalúan las mejoras en el rendimiento (Cormie 2011), y a menudo se refieren a ella de manera cuestionable como una "característica física" en lugar de su definición mecánica (Knudson 2009,Winter 2009 y 2016).

La potencia (trabajo/Δtiempo) es un producto de la fuerza y la velocidad, ya que el trabajo es la fuerza multiplicada por el desplazamiento y la velocidad describe la tasa de desplazamiento con respecto al tiempo (Turner 2020). Sin embargo, la potencia máxima a menudo sólo se refiere al trabajo realizado durante 1 ms (donde la fuerza se registra a 1000 Hz), un problema común con la mayoría de las métricas máximas (Mundy 2017). Su relevancia práctica, por lo tanto, a veces es cuestionable porque la fase de propulsión de los sprints y los saltos a menudo se produce entre 150 y 250 ms (Andersen 2006). La potencia media, por otro lado, podría ser una métrica más apropiada para medir (Lake 2021), pero aún puede ser engañosa porque un cambio en la aplicación de la fuerza, el recorrido del desplazamiento o la duración de la fase pueden afectarla (Mundy 2017). Por lo tanto, comprender la "estrategia" de movimiento de un individuo y adherirse a principios científicos estrictos al seleccionar variables de rendimiento (por ejemplo, impulso, velocidad o trabajo) podría ayudar a obtener una imagen más clara de las capacidades de un atleta durante acciones específicas en lugar de una sola medición de potencia (Turner 2020).

Los practicantes de la fuerza y del acondicionamiento físico utilizan una variedad de métodos para desarrollar cualidades mecánicas fundamentales, como potencia, impulso, fuerza y velocidad; sin embargo, la literatura que compara estas estrategias es algo limitada. Se han observado aumentos en la potencia a partir del entrenamiento de la fuerza intenso (por ej., >80% de 1RM) a través de adaptaciones fisiológicas (por ej., aumentos en el reclutamiento de unidades motoras y la coordinación intramuscular) que influyen en el final de la curva fuerza-velocidad ( Cormie 2007 y 2010, Harris 2008, Suchomel 2016). Sin embargo, estos suelen ser más efectivos con atletas desentrenados o más débiles o durante las etapas iniciales de un programa periodizado (Cormie 2011, Wilson 1997). Por lo tanto, un mayor desarrollo de la potencia generalmente requiere la inclusión de métodos de entrenamiento más ligeros (por ej., 30–60% de 1RM), más específicos mecánicamente que optimicen la velocidad de movimiento según lo dicte la relación fuerza-velocidad-potencia (Cronin 2000 y 2003, Lynn 2012). En la práctica, los métodos para implementar estas adaptaciones más rápidas del tipo de velocidad generalmente incluyen ejercicios balísticos (por. ej., sentadilla con salto) o ejercicios explosivos no balísticos (por ej., sentadilla trasera de “velocidad”), siendo la principal diferencia biomecánica la proyección del cuerpo, sistema, u objeto en el espacio libre durante la acción balística (Frost 2010).Sin embargo, las comparaciones de las demandas mecánicas subyacentes de ambas estrategias de entrenamiento son limitadas, pero son vitales para que los profesionales tomen decisiones en la planificación del entrenamiento.

La realización de ejercicios no balísticos con la máxima intención en cargas que optimicen el equilibrio entre la fuerza y la velocidad (por ej., 30–60% de 1RM) se ha sugerido como una estrategia adecuada para inducir adaptaciones que sustentan la potencia y la tasa de desarrollo de la fuerza (RFD) (Brandon 2015, Cormie 2007, de Villarreal 2011). Sin embargo, inherente al ejercicio no balístico hay un período de aceleración negativa, comúnmente conocido como la "subfase de desaceleración" (velocidad máxima al desplazamiento máximo). La contribución de esta subfase (por ej., 10 a 50% de la “fase concéntrica” completa (desplazamiento mínimo al máximo de desplazamiento) en cargas de 30 a 81% de 1RM) puede resultar en una reducción de la producción cinética y cinemática y de la activación muscular (Elliot 1989, Newton 1996, Sanchez-Medina 2014), reduciendo potencialmente los estímulos adaptativos y limitando la correspondencia dinámica con acciones deportivas clave como saltar y correr (Cormie 2007 y 2011).

Los ejercicios balísticos suelen producir rendimientos mecánicos más altos que sus contrapartes no balísticos porque exhiben un período más largo de aceleración positiva (desplazamiento mínimo hacia velocidad máxima), denominado "subfase de propulsión" (Cormie 2011, Frost 2010, Loturco 2019). Como resultado, cuando se comparan con los equivalentes no balísticos, los ejercicios balísticos exhiben velocidades y fuerzas más altas, potencia y actividad muscular más grandes, lo que a menudo los convierte en la opción preferida de los entrenadores cuando diseñan bloques de entrenamiento de "tipo de potencia" (Cormie 2007, Elliott 1989,Lake 2012, Loturco 2019, Newton 1996). A pesar de esto, el ejercicio balístico, como la sentadilla con salto, debe contener una fase de aterrizaje. Investigadores anteriores han observado aumentos significativos en el rango de movimiento del tobillo (desproporcionado con respecto a la rodilla y la cadera), contribución al trabajo excéntrico del tobillo (% del trabajo excéntrico total) y ligeros aumentos en los momentos articulares del aterrizaje del tobillo debido a duraciones de aterrizaje más prolongadas causadas por el aumento de las cargas (Fritz 2021, Lake 2021). Este cambio en la estrategia de aterrizaje, por lo tanto, debe ser una consideración para los entrenadores, particularmente aquellos que trabajan con atletas que realizan protocolos de regreso al juego o durante la prescripción durante la temporada para atletas que participan en deportes donde es común una gran cantidad de saltos (ej., 60–100 saltos en un juego competitivo de baloncesto) (Fox 2020, Ransdell 2020). Sin embargo, los practicantes deben estar seguros de que se producirán adaptaciones neuromusculares adecuadas si optan por métodos alternativos al ejercicio balístico tradicional.

Las diferencias en los resultados cinéticos y cinemáticos entre los ejercicios balísticos y no balísticos podrían deberse a la influencia de la subfase de desaceleración al calcular las variables mecánicas claves (Frost 2008), subestimando potencialmente el resultado mecánico del ejercicio no balístico. Los investigadores han propuesto demandas más análogas al considerar sólo la subfase de propulsión (Frost 2008, Lake 2012). Se han reportado producciones de fuerza, velocidad y potencia comparables entre los ejercicios de press de banco y lanzamiento desde el banco al eliminar este período de aceleración negativa (Frost 2008). Del mismo modo, Lake y cols. (2012) no encontraron diferencias significativas en la fuerza y potencia promedio cuando compararon la sentadilla con salto y la sentadilla con barra sobre la subfase de propulsión solamente; sin embargo, esto se limitó a una sola carga (45% de 1RM). A pesar de esto, ningún estudio hasta la fecha ha comparado las demandas mecánicas de los ejercicios balísticos y no balísticos de la parte inferior del cuerpo a través de múltiples cargas que reflejen prescripciones de entrenamiento típicas de "potencia" u "óptimas". Proporcionar esta comparación ayudará a aclarar los fundamentos teóricos y mecánicos de estas 2 estrategias de entrenamiento que se utilizan actualmente en la práctica utilizando datos aplicados.

Se ha observado una carga óptima en 0% 1RM (masa corporal) y 30–60% de 1RM para la sentadilla con salto y la sentadilla trasera, respectivamente (Cormie 2007 y 2011). De manera similar, la investigación ha observado que la propulsión máxima y el impulso concéntrico ocurren al 50–75% de la masa corporal durante la sentadilla con salto con carga (Lake 2021, Mundy 2017), lo que equivale al 50% de 1RM de un individuo con un nivel de fuerza relativa de 1.5 kg x masa corporal. Por lo tanto, comparar las demandas mecánicas de las estrategias de entrenamiento dentro de este rango de cargas diseñadas para aumentar las cualidades físicas claves, como la potencia y el impulso, es vital para que los practicantes tomen las decisiones de planificación adecuadas. De manera similar, proporcionar una evaluación integral de las variables cinéticas y cinemáticas que sustentan los ejercicios balísticos y no balísticos en diferentes fases de movimiento en cargas comparables permitirá a los entrenadores comprender mejor la idoneidad de los ejercicios balísticos y no balísticos. Por lo tanto, recientemente Steve W. Thompson, de la Sheffield Hallam University (Reino Unido) llevó a cabo un estudio al respecto cuyo objetivo fue comparar la cinética y la cinemática de la sentadilla con salto balístico y la sentadilla trasera no balística a través de cargas incrementales (0, 30–60% de 1RM) que se calcularon durante la fase concéntrica completa (incluido el período de aceleración negativa) y la subfase de propulsión sola.

Dieciséis hombres entrenados en fuerza realizaron tests de 1 repetición máxima (1RM) de sentadilla trasera (visita 1), seguidas de 2 protocolos incrementales de sentadilla trasera y sentadilla con salto (visita 2) (cargas 50% y 30–60%, 1RM de sentadilla trasera). Las características de fuerza-tiempo-desplazamiento de la fase concéntrica y de la fase de propulsión se derivaron de los datos de una plataforma de fuerza y se compararon mediante el análisis de varianza y los tamaños del efecto de la g de Hedges. La confiabilidad intrasesión se calculó utilizando el coeficiente de correlación intraclase (ICC) y el coeficiente de variación (CV). Todas las variables dependientes cumplieron con una confiabilidad aceptable (ICC >0.7; CV <10%).

Se observaron interacciones de 3 vías estadísticamente significativas (fase x ejercicio x carga) y efectos principales de 2 vías (ejercicio x fase) para la fuerza media, la velocidad (30–60% 1RM), la potencia, el trabajo, el desplazamiento y la duración (0%, 30–50% 1RM) (p <0.05). Se observó una interacción bidireccional significativa (ejercicio x carga) para el impulso (p <0.001). La velocidad de la sentadilla con salto (g = 0.94–3.80), el impulso (g = 1.98–3.21), la potencia (g = 0.84–2.93) y el trabajo (g = 1.09–3.56) fueron significativamente mayores en las fases concéntrica y de propulsión, así como fuerza de propulsión media (g = 0.30–1.06) realizada sobre todas las cargas (p <0.001). No se observaron diferencias estadísticamente significativas para la fuerza concéntrica media. Duraciones estadísticamente más largas (g = 0.38–1.54) y desplazamientos más grandes (g = 2.03–4.40) fueron evidentes para todas las cargas y ambas subfases (p <0.05).

El ejercicio balístico de la parte inferior del cuerpo produce mayores resultados cinéticos y cinemáticos que los equivalentes no balísticos, independientemente de la determinación de la fase. Por lo tanto, los practicantes deben usar métodos balísticos cuando prescriban o evalúen ejercicios de la parte inferior del cuerpo para maximizar las características de fuerza-tiempo-desplazamiento de un atleta.