Un Análisis Biomecánico de Movimientos de Corte Mientras se Corre con Cambios de Direcciones

A Biomechanical Analysis of Cutting Movement While Running With Change in Directions

Yuta Suzuki1, Yasushi Enomoto1 y Michiyoshi Ae2

1Faculty of Education. Kyoto University of Education, Kyoto, Japan.
2Institute of Health and Sport Sciences. University of Tsukuba, Tsukuba, Japan.

Artículo publicado en el journal Revista de Entrenamiento Deportivo, Volumen 29, Número 3 del año .

Resumen

El propósito de este estudio fue investigar las técnicas de cambio de dirección durante la carrera, y obtener indicadores para mejorar movimientos de corte. 36 estudiantes universitarios masculinos, quienes eran jugadores de fútbol, básquetbol, rugby y hándbol participaron en este estudio como sujetos. En las series experimentales, los sujetos corrieron en línea recta 30 m, y en carrera en  zigzag  con cinco cambios de dirección de 30°, 60° y 90° usando corte con paso al lado (side step cut) y corte con paso cruzado (cross step cut). Las carreras de 20 sujetos fueron elegidas para el presente análisis basadas en el tiempo de 30 m lineales y en el índice de cambio de dirección. Hubo correlaciones significativas entre el tiempo de carrera en zigzag y el indicio de cambio de dirección. Los resultados sugieren que el tiempo de carga en zigzag fue afectado no sólo por la dirección de carrera lineal sino también por las técnicas de cambio de dirección en carrera.

Palabras clave: corte con paso al lado, corte con paso cruzado, cambio de dirección

Abstract

The purpose of this study was to investigate techniques of change of direction during running, and obtain findings to improve cutting movement. Thirty six male university students, who are soccer, basketball, rugby, and handball players, participanted in this study as subjects. In the experimental trials, subjects ran 30m straight and zigzag run with five changes of direction of 30, 60 and 90 degrees using side and cross step. Twenty subject’s runs were chosen for further analysis based on the time of 30m straight run and an index of change of direction. There were significant correlations between the time of zigzag running and the index of change of direction. The results suggested that the time of zigzag running was affected not only by the ability to run straight but also by the techniques of changing direction in running.

Keywords: side step cut, cross step cut, change of direction

INTRODUCCIÓN

En muchos de los juegos con pelota, los jugadores deben cambiar de dirección durante las carreras en ataque y en defensa. En estos casos, la habilidad para cambiar rápidamente de dirección podrían jugar un importante rol el control del juego tanto como la carrera rápida. Andrews et al. (1977) describieron dos formas de cambio de dirección: 1) el corte con paso al lado (side step cut), en el cual la dirección se cambia apoyando un pie hacia dirección opuesta, y 2) el corte con paso cruzado (cross step cut), en el cual luego de apoyar un pie la otra pierna cruza en frente del cuerpo proveyendo aceleración en una nueva dirección. Numerosos estudios sugirieron que el tiempo de carrera con cambio de dirección estaba afectado por la velocidad de carrera lineal y la potencia muscular de los miembros inferiores. Sin embargo, Young et al. (2002) mostraron que las técnicas de corte también afectaban el tiempo de carrera con cambio de dirección. Tanaka et al. (1999) reportaron que no hubo correlación entre el tiempo de carrera lineal y las carreras en zigzag pero si entre el tiempo de carreras en zigzag con diferentes ángulos de cambio de dirección. Se ve que hubo una técnica precisa para cambiar de dirección rápidamente en cualquier caso del ángulo de la dirección. Besier et al. (2001) compararon movimientos de corte planeados y no planeados y reportaron que la velocidad de carrera fue significativamente más baja y la articulación de rodilla estuvo significativamente más cargada en las tareas de corte no planeadas. El movimiento preparatorio podría jugar un rol crucial en el cambio de dirección durante la carrera. Por lo que, para investigar el cambio de dirección en carrera, se aconseja incluir los movimientos antes y después del movimiento de giro en el análisis. Por lo tanto, el propósito de este estudio fue investigar las técnicas de cambio de dirección durante la carrera y obtener resultados para mejorar los movimientos de corte.

MÉTODOS

Recolección de datos

Treinta y seis estudiantes universitarios masculinos (edad 19.7±1.3años, altura 1.74±0.05m, Masa corporal 66.2 ± 5.2kg), quienes eran jugadores de fútbol, básquetbol, rugby y hándbol, y participaron como sujetos en este estudio. Ellos ejecutaron carrera lineal de 30 m (SR) y tres carreras en zigzag diferentes (ZR) con corte con paso al lado (side step cut) (SS) y corte con paso cruzado (cross step cut)  (CS). Los ángulos de cambio de dirección durante las carreras en zigzag fuero de 30°, 60° y 90°. Las series de veinte sujetos fueron elegidas para análisis adicionales basados sobre el tiempo de carrera lineal de 30m y el índice de cambio de dirección (explicado después). Todas las series fueron video grabadas a 60 cuadros/s con dos cámaras de video digital para analizar los movimientos de tres fases de apoyo, antes del corte (SP1), corte (SP2), y después del corte (SP3), y el tiempo de las carreras fue medido usando cronómetro con fotocélulas.

Análisis de datos

Veinticinco marcas corporales fuero digitalizadas y sus datos de coordenadas tridimensionales fueron reconstruidos usando el método DLT. Los datos de coordenadas fueron afinados usando un filtro digital Butterworth a frecuencias de corte de 2.4 a 8.4 Hz elegidas para un análisis residual. El centro de gravedad (GC) de cada segmento fue estimado usando parámetros de segmentos corporales de atletas japoneses (Ae, 1996). La velocidad del centro de gravedad del cuerpo total (CGV) fue obtenida por la diferenciación de las coordenadas del GC al freno del pie (FS1, 2 y 3), soporte medio (MS1, 2 y 3) y salida del pie (TO1, 2 y 3) para cada fase de soporte. El ángulo de cambio de dirección en carrera (ACDR) fue definido como el ángulo entre los vectores del CGV horizontal al freno del pie (FS) y a la salida del pie (TO). La fuerza de reacción al suelo (GRF) fue estimada desde la aceleración del CG del cuerpo total. El componente horizontal de la GRF fue dividido entre las direcciones paralela y normal del CGV.

Índice de cambio de dirección

La figura 1 muestra las correlaciones entre las velocidades promedio de ZR para SS y los ángulos de cambio de dirección para los sujetos N y H. La línea de regresión fue calculada usando el método del cuadrado mínimo. SR fue considerado como una  ZR con cambio de dirección a 0°, de manera que la velocidad media de SR fue colocada como la intercepción de la línea de regresión. El índice de cambio de dirección (ICD) fue calculado dividiendo los valores absolutos de la inclinación de la línea de regresión por la intercepción “y” de esta línea. Por lo tanto, los valores del ICD indican la tasa de disminución de la velocidad de carrera promedio causada por el incremento en el ángulo de cambio de dirección.

Resultados y discusión

La figura 2 presenta los tiempos de carrera lineal de 30m y de zigzag. En ambas carreras en zigzag (SS y CS), los tiempos fueron más largos cuando los cambios de dirección fueron de 90° que cuando ellos fueron de 60° (p<0.001) y de 30° (p<0.001),  y fueron más largos en 60° al ser comparados con 30° (p<0.001). No se encontraron diferencias significativas entre SS y CS en cualquiera de las tres angulaciones usadas. Tampoco hubo diferencias significativas en el ICD entre SS (0.30±0.02) y CS (0.31±0.02) y ninguna correlación significativa  entre sus ICDs y los tiempos de SR. Debido a la disminución de la velocidad de carrera promedio por el ángulo de cambio de dirección, su ICD fue más largo en el sujeto N (0.35) que el sujeto H (0.27), la velocidad promedio de SS en 90°  fue menor en el sujeto N que en el sujeto H, a pesar de la velocidad promedio mayor de SR del sujeto N (Figura 1). La figura 3 muestra los coeficientes de correlación entre el tiempo de carreras en zigzag y el ICD. Hubo correlaciones positivas entre el ICD y el tiempo de ZR el todas las carreras con SS y CS, lo cual sugiere que el tiempo de ZR fue afectado no solo por las velocidades de carrera lineal, sino también por las técnicas de cambio de dirección en carrera.


Figura 1. Relación entre la velocidad promedio y el ángulo de dirección de carrera cambiada.


Figura 2. El tiempo de carrera lineal de 30m y la carrera en zigzag.

La figura 4 muestra el componente horizontal de la CGV en el freno del pie (FS), soporte medio (MS) y despegue de los dedos (TO) y la figura 5 muestra el desplazamiento horizontal del CG con los instantes de FS y TO en SS de 60° para los sujetos T y K, quienes tuvieron respectivamente bajo (0.29) y alto (0.33) ICD. La figura 4 muestra que el sujeto T tuvo una CGV menor en la primera fase de soporte, pero una aceleración importante desde MS2 a TO3 comparada con el sujeto K, quien mostró pequeños cambios de la CGV desde SP1 a SP3. En la figura 5, los desplazamientos del CG máximos en la dirección x para los sujetos T y K fueron 2.15m y 2.51m respectivamente. Chang y Kram (2007), sugirieron que una reducción en las fuerzas de reacción al suelo pico juego un rol significativo en la velocidad límite durante la aceleración en la curva. Así es que, estas sugerencias indican que el ángulo del cambio de dirección fue afectado no solo por las fuerzas de reacción al suelo, sino también por las velocidades de carrera. Desde estos resultados, el sujeto T cubrió una menor distancia que el sujeto K por la desaceleración de su CGV en SP1 y la aceleración rápida después del cambio de dirección. Como resultado, el tiempo de carrera en zigzag del sujeto T fue más corto que el del sujeto K.


Figura 3. Coeficientes de correlación entre el tiempo de carrera en zigzag y el índice de cambio de dirección ((ICD).


Figura 4. La velocidad horizontal del centro de gravedad (CGV) al freno del pie (FS), soporte medio (MS) y despegue de los dedos (TO) para el sujeto T y el sujeto K.

La figura 6 muestra la fuerza normal promedio para la CGV (Mfnv) en SP1, SP2 y SP3 para el sujeto S y M en C60. El sujeto S tuvo bajo ICF (0.28) y el sujeto M tuvo alto ICD (0.34). La MFnv del sujeto S fue más grande en las tres fases de apoyo, particularmente en SP1 y SP2. El desplazamiento horizontal del CG, ambas caderas y el pie de apoyo de los sujetos S y M son copiados en la figura 7. Mientras el sujeto S apoyó su pie a una distancia casi constante del CG en las tres fases de apoyo, el sujeto M apoyó su pie más cercano al CG en FS2.


Figura 5. Las coordenadas X e Y del centro de gravedad para el sujeto T y el sujeto K.


Figura 6. La fuerza media normal para la velocidad del centro de gravedad (MFnv) en tres fases de apoyo para el sujeto S y el sujeto M.

El ángulo entre el vector que conecta las caderas y la CGV de los sujetos S y M a FS2 fueron 54.5 y 97.5 grados, respectivamente. La distancia desde el CG al pie de apoyo de los sujetos S y M a FS2 fueron 0.47 y 0.21, respectivamente. Mcclay and Cavanagh (1994) reportaron correlaciones positivas significativas entre el componente mediolateral de GRF y la distancia desde el CG y el pie de apoyo en el plano frontal. En nuestro estudio, el sujeto S posicionó su cadera izquierda más adelante que el sujeto M a FS2 incrementando la distancia entre el CG y el pie de apoyo. Debido a esto, MFnV también se incrementó y el sujeto S podría guardar una CGV mayor durante el cambio de dirección. Aunque la cadera izquierda se posicionó delante de FS2, el sujeto S posicionó la cadera derecha adelante del TO2, lo cual incrementó la distancia horizontal entre el CG y el pie de apoyo en FS3. Por lo tanto, guardar una gran CGV durante el cambio de dirección, es importante para plantar el pie de apoyo ampliamente y rotar la cadera desde FS2 a TO2.


Figura 7. Las coordenadas X e Y del centro de gravedad de la cadera y de la pierna de apoyo para el sujeto S y el sujeto M.

Conclusión

El tiempo de carrera en zigzag fue afectado no solo por la habilidad de correr linealmente sino también por las técnicas de cambio de dirección. Se utilizaron diferentes técnicas en SS y CS para mejorar el tiempo de carrera en zigzag. En SS, para cambiar de dirección rápidamente, es importante que la CGV sea desacelerada en SP1, de modo que se apoye fuertemente en SP2 manteniendo una gran aceleración en SP3. En CS, fue importante aopyar el pie de apoyo ampliamente y rotar la cadera para cambiar de dirección rápidamente durante la carrera.

Referencias

1. Andrews J.R., McLeod W.D., Ward T. and Howard K (1997). The cutting mechanism. The American Journal of Sports Medicine, 5(3 ), p.p.111-121

2. Besier T. F., Lloyd D.G., Cochrane J.L. and Ackland T.R (2001). Anticipatory effects on knee joint loading during running and cutting maneuvers. Medicine and Science in Sports and Exercise, 33(7), p.p.1176-1181

3. Chang Y.H. and Kram R (2007). Limitations to maximum running speed on flat curves. The Jounal of Experimental Biology, 210, p.p.971-982

4. McClay I.S. and Cavanagh P (1994). Relationship between foot placement and mediolateral ground reaction forces during running. Clinical Biomechanics, 9, p.p.117-123

5. Tanaka M., Saeki T., Nishida H., Tanaka H. and Shindo M (1999). Study on the running ability of changing direction for handball players. Fukuoka University review of sports and health science, 30(1), p,p,1-18

6. Young W.B., James R. and Montgomery I (2002). Is muscle power related to running speed with changes of direction?. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 42, p.p.282-288

Cita en Rev Entren Deport

Yuta Suzuki, Yasushi Enomoto y Michiyoshi Ae (2015). Un Análisis Biomecánico de Movimientos de Corte Mientras se Corre con Cambios de Direcciones. Rev Entren Deport. 29 (3).
https://g-se.com/un-analisis-biomecanico-de-movimientos-de-corte-mientras-se-corre-con-cambios-de-direcciones-1482-sa-r57cfb2721c3e8

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