Efectos del Entrenamiento en Posición Aerodinámica sobre la Economía Metabólica

INTRODUCCION

Con los avances en el equipamiento y en el entrenamiento, los récords en las
pruebas contrarreloj han caído dramáticamente desde la década de los 80’ cuando
se introdujeron por primera vez los manillares aerodinámicos. La aerodinámica es
muy importante, tanto para los ciclistas que compiten en pruebas contrarreloj,
como para los triatletas debido al hecho de que en ninguna de estas pruebas está
permitido “chuparse” (draft) detrás de otro competidor. Un ciclista de
pruebas contrarreloj que compite en una carrera de 40km puede ahorrar 90 s por
medio de la utilización de un manillar aerodinámico y de pedalear en una
posición aerodinámica (1). Esta es una gran cantidad de tiempo si se considera
que los ciclistas a menudo están separados por menos de un segundo cuando
arriban a la línea de llegada.

Las pruebas contrarreloj constituyen una importante oportunidad para sacar
una ventaja de tiempo en carreras por etapas tales como el Tour de Francia.
Recientemente el ciclismo profesional ha tendido a entrenar específicamente para
las pruebas contrarreloj. Testimonios anecdóticos de triatletas y entrenadores
afirman que hay una especificidad para el entrenamiento en una posición
determinada. Esto plantea la interrogante acerca de si existe o no especificidad
para la posición de pedaleo de un ciclista en una prueba contrarreloj. En la
posición para triatlón o para una prueba contrarreloj, el sujeto se agazapa
sobre el manillar aerodinámico, la cual es dramáticamente diferente con respecto
a la posición tradicional de pedaleo. Si se observa la resistencia aerodinámica
total de un ciclista, la bicicleta solo constituye el 25-35% de la resistencia
total (2). El cuerpo del ciclista constituye el otro 65-75%. Por lo que tiene
sentido que la reducción del área plana del ciclista expuesta al viento, pueda
reducir la resistencia al aire. La utilización del manillar aerodinámico reduce
dramáticamente el área superficial del ciclista. La efectividad de la
utilización del manillar aerodinámico para reducir la resistencia al viento está
bien documentada (1, 3, 4). Cuando Sheel et al (5) observaron a ciclistas que
pedaleaban al aire libre hallaron que la posición aerodinámica, en comparación
con la posición erguida con las manos sobre las palancas de los frenos, era mas
eficiente en cuanto al gasto energético. Tanto el VO₂ como la VE eran
menores en la posición aerodinámica que con las manos sobre las palancas de
frenos. Esto tiene sentido si se considera que con la posición aerodinámica se
espera una reducción de la resistencia de 100 Watts mientras que esta posición
solo producirá una perdida de potencia de 9 Watts en (6).

Esto plantea el siguiente interrogante, ¿cuál es el incremento en el costo
metabólico de pedalear en la posición aerodinámica? Diversas investigaciones han
estudiado el costo metabólico de pedalear en posición aerodinámica. Gnehm
comparó la posición erguida con la aerodinámica utilizando 14 ciclistas de
elite, y halló que había un mayor costo metabólico en la posición aerodinámica
en comparación con la posición más tradicional de carrera (6). Ashe et al.
evaluaron a sujetos desentrenados para examinar la economía entre las posiciones
aerodinámica y erguida y hallaron un incremento del costo metabólico en
respuesta a pedalear en posición aerodinámica (7). En 1994 Berry halló que había
una tendencia hacia una mayor brecha de tiempo, aunque no significativamente
diferente, entre pedalear en posición aerodinámica vs. posición erguida (8).
Todos los ciclistas tardaron más cuando pedalearon en la posición erguida de lo
que lo hicieron cuando pedalearon en la posición aerodinámica. Cuando se
observaron los tiempos individuales, se halló que hubo una menor diferencia de
tiempo entre aquellos que entrenaron ocasionalmente con un manillar aerodinámico
que aquellos que no lo hicieron. Berry, sugirió en base a esta observación, que
los individuos que compiten en la posición aerodinámica deberían entrenar en
esta posición. En el estudio de Berry los ciclistas tuvieron que pedalear al 80%
del VO₂máx. y 6 de los 22 sujetos no pudieron completar los 60
minutos del test. Una intensidad del 80% del VO₂máx. pudo haber sido
muy dura como para que los ciclistas mantuvieran un estado estable lo
suficientemente largo para comparar los datos de una prueba a otra. En el
estudio de Gnehm los ciclistas pedalearon al 70% del VO₂máx. (6). En
otro estudio, llevado a cabo con cuatro triatletas moderadamente entrenados, dos
escaladores de gran altura y cuatro individuos desentrenados, se halló que no
había diferencias significativas entre las dos posiciones (9); sin embargo esto
podría esperarse con participantes poco entrenados y triatletas moderadamente
entrenados.

Cuando se pedalea en la posición aerodinámica se cambia el ángulo de la
cadera en comparación con la posición erguida. Heil et al. (10) reportaron que
un cambio de 11º en el ángulo de la cadera afectaba las respuestas
cardiorespiratorias. Este es un cambio similar al que ocurre cuando se pasa de
la posición erguida a la posición aerodinámica.

En todos estos estudios, con excepción del estudio de Origenes y Ashe (7, 9),
los sujetos eran ciclistas entrenados que entrenaban habitualmente en bicicletas
con manillares tradicionales y no con manillares aerodinámicos. Podría haber
especificidad con respecto a la posición de entrenamiento y el cambio en el
ángulo podría explicar porque pedalear con manillar aerodinámico fue
metabólicamente menos eficiente, tanto en el estudio de Gnehm (6) como en el
estudio de Ashe (7). Heil et al. (11) estudiaron los cambios en la cinemática de
las extremidades inferiores y en el ángulo de la cadera. Estos investigadores
hallaron que los ciclistas tenían un mejor rendimiento con ángulos que fueran
similares a los de las bicicletas que utilizaban para entrenar. Esto deriva en
la cuestión de si entrenar en la posición aerodinámica hace que el ciclista sea
metabólicamente más eficiente en esta posición.

El presente estudio investigó a un grupo de ciclistas entrenados que nunca
entrenó con manillar aerodinámico, y a un grupo de triatletas entrenados quienes
entrenaban solamente con manillar aerodinámico. Se hipotetizó que habría un
cambio suficiente en el ángulo entre las dos posiciones, aerodinámica y erguida,
que provocaría adaptaciones específicas del entrenamiento en la posición en la
cual entrenan los deportistas. Esto es, los triatletas que entrenan solamente
con manillar aerodinámico serían más eficientes en esta posición y los ciclistas
que entrenan en la posición tradicional serían más eficientes en esta posición.

METODOS

Sujetos

Se le ofreció a ciclistas (n=10) y a triatletas entrenados (n=10)
participaran en este estudio. Los ciclistas habían estado entrenando y corriendo
por al menos un año y no entrenaban con manillar aerodinámico. La experiencia de
los ciclistas estaba en un rango que iba desde la categoría 4 hasta ciclistas
que habían calificado para los nacionales universitarios. Los triatletas habían
estado entrenando y corriendo por al menos 1 años y entrenaban solamente con
manillar aerodinámico. La experiencia de los triatletas iba desde carreras de
distancia de sprint hasta distancia Ironman. Todos los sujetos eran
hombres para eliminar potenciales diferencias sexuales.

Antes de participar en el estudio, todos los sujetos completaron un
consentimiento informado, así como también un cuestionario de aptitud para la
actividad física (PAR-Q) y un cuestionario acerca del nivel de salud (HSQ) de
acuerdo con la política del Comité de Revisión Institucional local para la
Protección de Sujetos Humanos. La edad de los sujetos se limitó a menos de 45
años y más de 18 años. Se les pidió a los participantes que se presentaran a
todas las pruebas descansados y bien hidratados.

Procedimientos

El consumo de oxígeno se midió utilizando calorimetría indirecta automatizada
(Vacumed VistaMini-CPX, Ventura CA), el equipo fue calibrado antes de cada
prueba de acuerdo con las directivas de los fabricantes (Vacumed Instruction
manual Y-17670, 2000) utilizando gases de concentración conocida. Las mediciones
de volúmenes se calibraron al comienzo de cada día de evaluación con una jeringa
de calibración de 7 L. La precisión de las mediciones del laboratorio es de
aproximadamente 3% en base a la confiabilidad y a la comparación con otros
sistemas. Durante este estudio se utilizó un cicloergómetro Monark 824 E (Monark,
Sweeden). El ergómetro fue equipado con un manillar aerodinámico Syntace (Scott,
US). Se les pidió a los ciclistas y a los triatletas para que traigan su propio
calzado y sus propios pedales para colocarlos en el cicloergómetro con el
propósito de personalizar el pedaleo tanto como fuera práctico. Se utilizó un
goniómetro (LeMond Fitness Inc.) para colocar el asiento a una altura tal que la
rodilla quedara a un ángulo de 25-35º (12).

Los sujetos realizaron tres pruebas separadas por al menos un día de
descanso. La primera prueba consistió en un protocolo progresivo en el
cicloergómetro para determinar el VO₂máx. Todos los sujetos
completaron el protocolo en posición erguida. El protocolo comenzó con los
sujetos pedaleando a más de 85rev/min y menos de 110rev/min dependiendo de su
cadencia personal de pedaleo. Para los primeros 2 minutos la resistencia se
estableció a 1kp. Luego la resistencia se incremento en 0.5kp cada 2 minutos
hasta el agotamiento. Cada vez que los sujetos reducían la cadencia de pedaleo
por debajo de las 85rev/min eran estimulados para que incrementaran la misma
inmediatamente hasta que no pudieran mantenerla por encima de las 85rev/min. En
este punto el test se daba por terminado.

Se consideró que los sujetos habían alcanzado el VO₂ cuando su
frecuencia cardíaca (HR) era igual a la HR máxima estimada a partir de la edad,
el índice de intercambio respiratorio (RER) fuera mayor a 1.15, y/o alcanzaran
una meseta, una nivelación o una declinación en el VO₂ con el
incremento en la intensidad de ejercicio (13). También se registró el índice de
esfuerzo percibido (RPE) a cada minuto durante el test utilizando la escala de
Borg, la cual tiene una escala que va desde 6 a 20 (14).

En la segunda y tercer prueba, se les pidió a los sujetos que pedalearan
durante 30 minutos a una intensidad igual al 70% del VO₂máx. Durante
una de las pruebas, se les requirió a los sujetos que pedalearan en posición
aerodinámica, mientras que en la otra prueba se les pidió que pedalearan en
posición erguida. La cadencia de pedaleo se mantuvo lo más cercana posible a las
90rev/min, dependiendo de la cadencia normal de entrenamiento utilizada por cada
individuo. Una vez alcanzada esta cadencia se les pidió a los sujetos
mantuvieran esta misma cadencia durante las dos pruebas. El VO₂ y el
RPE se midieron cada 2 minutos con el propósito de comparar las dos pruebas. Se
colocó un ventilador industrial dirigido hacia los sujetos con el propósito de
ayudar a mantener baja la temperatura corporal. El orden de las pruebas fue
equiparado tanto para los ciclistas como para los triatletas. Las dos pruebas
fueron comparadas para determinar la economía metabólica.

Análisis Estadísticos

La economía metabólica se determinó comparando las medias de los datos del VO₂,
RPE y HR, registrados a lo largo de las pruebas de 30 minutos entre las
posiciones aerodinámica y erguida. Fue usado el test-T independiente para
comparar las medias y fue usado un nivel alfa establecido a priori a p<0.05 para establecer la significancia.

RESULTADOS

Los datos descriptivos tanto para los ciclistas como para los triatletas, que
participaron en este estudio, se muestran en la Tabla 1. La media de VO₂
en la posición aerodinámica (43.3±5.5ml.kg^-1.min^-1 fue
significativamente mayor que la media de VO₂ en la posición erguida
(41.2±5.8ml.kg^-1.min^-1). Cuando se comparó el VO₂
en los triatletas, las medias entre las posiciones aerodinámica y erguida
(38.5±5.4 vs. 38.0±5.3ml.kg^-1.min^-1, respectivamente) no
fueron significativamente diferentes.

Tabla 1. Estadística Descriptiva.

Hubo una diferencia significativa (p<0.05) en el RPE entre la posición aerodinámica y la posición erguida en los ciclistas (12.2±1.7 vs. 11.6±1.5, respectivamente) y en los triatletas (11.7±1.9 vs.12.4±2.20, respectivamente).

Se hallo que la media de HR (latidos/minuto) en la posición erguida para los
ciclistas fue significativamente mayor (p<0.05) que en la posición aerodinámica (155.0±10.3 vs. 153.3±12.7 latidos/min, respectivamente). No hubo diferencias significativas en la HR entre las posiciones aerodinámica y erguida (144.4±14.2 vs. 144.4±14.1 latidos/min, respectivamente) en los triatletas. La Tabla 2 muestra las frecuencias cardíacas medias individuales para ambas posiciones tanto para los ciclistas como para los triatletas.

DISCUSION

El propósito de este estudio fue determinar si el incremento en el costo
metabólico de pedalear en la posición aerodinámica, utilizada comúnmente por los
ciclistas, podría ser atenuado por medio del entrenamiento en esta posición. Las
investigaciones previas han sido ambiguas y, en su mayoría, solamente
investigaron a ciclistas. Esta es la primera vez que un grupo de ciclistas
entrenados y de triatletas entrenados ha sido examinado con este propósito.

VO₂ Submáximo

Ambos grupos pedalearon al 70% del VO₂máx., tanto en la posición
aerodinámica como en la posición erguida y los valores medios fueron comparados
para determinar en cual posición eran más eficientes. Se halló que los
ciclistas, quienes solo entrenaban en la posición erguida, eran más económicos
en esta posición. Esto respalda los hallazgos de Gnehm et al (6) quien mostró
que ciclistas entrenados tenían un incremento en el costo metabólico al pedalear
en la posición aerodinámica. Esto apoya los hallazgos de Ashe et al. (7),
quienes examinaron a sujetos que no entrenaban en ciclismo con el propósito de
determinar si había diferencias entre las dos posiciones sin los efectos del
entrenamiento que ocurren debido al ciclismo. Estos investigadores hallaron que
los sujetos que nunca entrenaban en ciclismo tienen un incremento en el costo
metabólico en respuesta a pedalear en la posición aerodinámica.

Si bien cuando se examinó a los ciclistas se halló un incremento en el costo
metabólico como respuesta a pedalear en la posición aerodinámica, no se hallaron
diferencias significativas en el VO₂ entre las posiciones
aerodinámica y erguida, cuando se examinó a los triatletas. La media en las dos
posiciones fue casi idéntica (posición erguida 38.0mL.kg^-1.min^-1
y posición aerodinámica 38.5mL. kg^-1.min^-1). Esto muestra
que uno de los beneficios de entrenar en la posición aerodinámica es la
atenuación del incremento en el costo metabólico hallado normalmente en los
ciclistas cuando estos pedalean en la posición aerodinámica. Esto se basa en las
observaciones de Berry et al. (8), quienes reportaron una pequeña tendencia
hacia una mejor economía metabólica en ciclistas que ocasionalmente entrenaban
con manillares aerodinámicos. Berry et al. examinaron el tiempo hasta el
agotamiento en ambas posiciones y hallaron que los ciclistas que nunca habían
entrenado con manillares aerodinámicos tenían la mayor diferencia entre los
tiempos de ejercicio en la posición erguida y aerodinámica. Si bien no fue
significativo, el tiempo hasta el agotamiento entre las posiciones erguida y
aerodinámica fue menor para aquellos ciclistas que entrenaban ocasionalmente con
manillares aerodinámicos.

Tabla 2. Frecuencias cardíacas (latidos/min) para cada sujeto y para cada
grupo en ambas posiciones.

Este estudio también respaldaría los hallazgos de Heil et al (11) quienes
reportaron que existe una especificidad para la posición de entrenamiento. Heil
et al. hallaron que los ciclistas tenían mejores rendimientos cuando los ángulos
del asiento eran más similares a los de las bicicletas en las cuales entrenaban.
Este estudio mostró que la producción de potencia aeróbica fue específica de la
posición en la cual estos atletas entrenaban, y esto podría explicar la ausencia
de un incremento en el costo metabólico al pedalear en posición aerodinámica en
los triatletas.

Frecuencia Cardiaca

En este estudio también se examinó la frecuencia cardíaca para verificar la
economía entre las posiciones aerodinámica y erguida. En los triatletas no se
hallaron diferencias significativas en la HR entre las posiciones aerodinámica y
erguida (ambas 144.4 latidos/min). Esto podría esperarse debido al hecho de que
el VO₂ entre ambas posiciones fue idéntico y la HR y el VO₂
tienen una relación lineal.

Para los ciclistas, la HR media en la posición erguida (155.0 latidos/min)
fue mayor que la HR en la posición aerodinámica (153.3 latidos/min). Si bien
este hallazgo fue estadísticamente significativo, 1.7 latidos/min no es una gran
diferencia. Sin embargo, dada la relación lineal entre la HR y el VO₂,
este fue un hallazgo no esperado. Cuando se examinaron los datos individuales,
se observó que 4 de los 10 ciclistas mostraron menores HR en la posición
aerodinámica en comparación con la posición erguida, aun cuando su VO₂
fue mayor en la posición aerodinámica. Cuando se examinaron los datos
individuales de los triatletas se observó que 4 de ellos tuvieron mayores
frecuencias cardíacas en la posición erguida, con una diferencia media de 7.9
latidos/min. Seis de los triatletas tuvieron mayores HR en la posición
aerodinámica, aun cuando su VO₂ fue ligeramente mayor en la posición
erguida. Cinco de estos 6 triatletas tuvieron HR medias ligeramente mayores, con
una diferencia media de 5.5 latidos/min. Uno de los seis tuvo una frecuencia
cardíaca significativamente mayor con una diferencia media de 21 latidos/min,
aun cuando su VO₂ fue básicamente el mismo entre las posiciones
erguida (media 36.7mL.kg^-1.min^-1) y aerodinámica (media
36.1mL.kg^-1.min^-1), siendo el valor en la posición
aerodinámica ligeramente menor. Esto no parece ser una tendencia.

Si bien el VO₂ y la HR comparten una relación lineal, la
estimación del VO₂ a partir de la HR puede desviarse hasta un 20% del
valor real registrado del VO₂ (15). Es posible que no haya habido una
diferencia suficiente en el VO₂ entre las pruebas 1 y 2 como para
mostrar un efecto a través de la HR, aun cuando hubo una diferencia
significativa en el VO₂ entre las pruebas. La frecuencia cardiaca
puede variar de un día al otro y el nivel de hidratación puede tener una gran
influencia sobre la HR (15). Este estudio fue llevado a cabo en Tuscaloosa,
Alabama durante el verano y la temperatura estuvo por encima de los 100ºF. Todos
los participantes estaban entrenando activamente y estaban en plena temporada de
competencias. Bajo estas condiciones podría ser bastante difícil mantener
adecuados niveles de hidratación, lo cual pudo haber tenido un rol en la
variación de la HR, debido a que la evaluación se llevó a cabo en un ambiente
cerrado y a la misma temperatura ambiente, utilizando un ventilador industrial
para enfriar a los sujetos.

Una diferencia en el volumen sistólico pudo haber afectado la frecuencia
cardiaca entre las dos posiciones. El ejercicio en posición supina produce
mayores volúmenes sistólicos en comparación con la posición erguida debido a la
reducción del efecto de la gravedad que se produce en la posición supina (13).
Este incremento en el volumen sistólico podría provocar una disminución en la
frecuencia cardíaca a cualquier nivel submáximo de ejercicio, debido a un
incremento en la precarga. Franke et al. (16) hallaron que en reposo, el volumen
sistólico en la posición aerodinámica era más similar a la posición supina que a
la posición erguida. Sin embargo, hallaron que no había diferencias
significativas en el volumen sistólico entre las posiciones aerodinámica y
erguida durante el ejercicio.

Indice de Esfuerzo Percibido

El RPE fue utilizado para determinar con cual posición se sentía mejor cada
individuo. Se halló que los ciclistas tuvieron menores valores de RPE en la
posición erguida (11.6) en comparación con la posición aerodinámica (12.2) y que
los triatletas tuvieron menores valores de RPE en la posición aerodinámica
(11.7) en comparación con la posición erguida (12.4). Esto muestra que cada
individuo se sintió más confortable ejercitándose en la misma posición en la que
entrenaba.

CONCLUSION

Al examinar el VO₂ y el RPE es aparente que la producción de
potencia aeróbica es influenciada por la posición en la cual entrenan los
sujetos. Se halló que los ciclistas eran metabólicamente más eficientes en la
posición erguida que en la posición aerodinámica. Se halló que los triatletas
tenían el mismo VO₂, tanto en la posición aerodinámica como en la
posición erguida. Al parecer los triatletas no tuvieron el mismo incremento en
el costo metabólico en comparación con los ciclistas. Se halló que los ciclistas
estaban más cómodos en la posición erguida y que los triatletas estaban más
cómodos en la posición aerodinámica. Por lo tanto se podría recomendar que los
triatletas realicen la mayoría de su entrenamiento con el manillar aerodinámico,
dado el hecho de que esta es la posición en la cual compiten. Por otro lado los
ciclistas deberían realizar la mayor parte de su entrenamiento en la posición
erguida y ocasionalmente entrenar con el manillar aerodinámico si es que van a
participar en pruebas contrarreloj.

Si bien los ciclistas compiten la mayor parte del tiempo en posición erguida
también lo hacen en posición aerodinámica durante las pruebas contrarreloj. El
incremento en su eficiencia metabólica en la posición aerodinámica podría
incrementar en gran proporción su rendimiento en las pruebas contrarreloj. Se
necesitan más investigaciones para determinar cuanto tiempo deberían entrenar
los ciclistas en la posición aerodinámica para ayudarlos a mejorar su
rendimiento en las pruebas contrarreloj sin afectar negativamente su rendimiento
en las competiciones comunes. También, en futuras investigaciones, sería de
utilidad tener un cicloergómetro que pueda ajustarse a cada sujeto.

Dirección para el envió de correspondencia

Will Peveler PhD., Department of Health and Kinesiology, Mississippi
University for Women, Columbus, MS, 39701-5800. Teléfono: (662) 329-7179; Fax:
(662) 329-8554; correo electrónico: [email protected].

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