Análisis de Biomecánica Deportiva: Métodos, Técnicas y Parámetros

Biomecánica (Bloque 2)

Definición → Ciencia que estudia las fuerzas internas y externas, así como los movimientos asociados que afectan al ser humano.

Objetivo general → Analizar el gesto técnico deportivo, descubrir los posibles fallos existentes en la ejecución del gesto y permitir una mejora a través de la corrección y/o adaptación de la técnica deportiva para lograr una técnica más eficaz.

Objetivos secundarios → Prevención y control de lesiones, control de cargas sobre el atleta…

Métodos utilizados por la biomecánica

Cinemática → Descripción de los movimientos (desplazamientos, posición, velocidad, aceleración)

Dinámica → Estudia las fuerzas y los momentos

Antropometría → Estudia las características del “cuerpo”, es decir, dimensiones, segmentos corporales…

Electromiografía → Estudia la actividad neuromuscular. Un EMG representa la actividad eléctrica en el músculo.

Control de cargas… → Estudia el tipo de carga, evitar carga excesiva para no lesionarse…

Técnicas de Medida en Biomecánica

Directos: Medida directa del movimiento del sujeto. Aplicadas sobre el sujeto durante la acción.

Ventajas: Señales obtenidas muy fiables — Tratamiento matemático de las señales fáciles — Obtención de datos en tiempo real

Desventajas: Instrumental limita o dificulta el movimiento — Equipamiento sofisticado para obtener datos de todo el cuerpo — Aparatos sensibles a interferencias en entornos no controlados (fuera laboratorio) — Instrumental coste elevado

Ejemplos: Acelerómetros — Goniómetros — E.M.G. — Plataformas de fuerza

Indirectos: Medida a partir de imágenes y grabaciones. Permiten reproducir espacios (foto) y espacio-tiempo (vídeo)

Ventajas: Simplicidad instrumentos — Permiten libertad de movimiento al sujeto — Bajo coste económico — Posible uso en competición

Desventajas: Datos no obtenidos en tiempo real — Información discreta, transformamos imágenes en secuencia de movimientos (siempre habrá pérdida de información)

Ejemplos: Fotogrametría (Kinovea… (programas ordenador))

Tipos de Análisis Cinemáticos

Cuantitativos: Resultados numéricos — Objetividad — Medidas durante la ejecución del gesto — Técnicas +- sofisticadas

Cualitativos: Resultado no numérico — Subjetividad — No requiere técnica/instrumenta

Inercial: Velocidad constante — No aceleración — Dependerá del movimiento analizado.

No inercial: Velocidad no constante — Aceleraciones lineales — Segmentos son importantes.

Dinámica del Movimiento Humano

1 Ley Newton: Identifica la fuerza como causa de cualquier cambio de velocidad

2da Ley: Cuantifica la relación entre fuerza y aceleración.

3era Ley: No puede existir una fuerza sin una contrafuerza

Tipos de Dinámica (Bloque 2)

1. Dinámica inversa → Permite calcular las fuerzas y momentos articulares a partir de la observación externa del mismo.

Para ello necesitamos estimar la distribución de masas de cada uno de sus segmentos, y en caso de contactar con el entorno, la fuerza ejercida sobre el mismo.

2. Centro de masas → Punto específico en el que la masa del cuerpo se comporta como si estuviera concentrada en él (no tiene por qué estar en contacto con él) (cuerpo)).

3. Fuerza → Capacidad de generar trabajo o energía. Tiende a acelerar un objeto en la dirección de su aplicación.

4. Impulso → Describe la cantidad de movimiento transferida a un cuerpo.

5. Masa y peso → Masa: constante inherente a cada cuerpo. Peso: el equivalente de multiplicar la masa por la gravedad y es por tanto una fuerza.

6. Momento de fuerza o rotación → Es el efecto de rotación sobre un punto de una fuerza. Equivale al producto de la fuerza y la distancia mínima (perpendicular) de su línea de acción a ese punto.

7. Momento de inercia → Resistencia que un cuerpo opone a ser rotado sobre un eje dado. Cuanto mayor sea la masa y cuanto más lejos esté la masa del eje, mayor será el momento de inercia.

8. Momento lineal o cantidad del movimiento → Magnitud vectorial que posee un cuerpo en movimiento que viene cuantificada por el producto de su masa y su velocidad.

9. Par o momento puro (fuerzas) → Su efecto genera rotación sin implicar traslación. (Sistema de fuerzas cuya fuerza resultante es igual a cero, mientras que su momento resultante es distinto de cero).

10. Presión → Cantidad de fuerza aplicada o distribuida sobre un área determinada. Su unidad es el Pascal (Pa).

11. Resultante de fuerzas → Vector de fuerzas resultante de la suma de todas las fuerzas realizadas sobre un cuerpo.

Tipos de Saltos

SJ (Squat Jump)

Fuerza explosiva del tren inferior, reclutamiento de unidades motoras y fase concéntrica del tren inferior.

CMJ (Counter Movement Jump)

Fuerza elástico-explosiva tren inferior, indica aporte elástico del músculo, y reclutamiento de unidades motoras

ABK (Abalakov)

Fuerza elástico-explosiva tren inferior, reclutamiento, y sincronización.

DJ (Drop Jump)

Fuerza reflejo-elástico-explosiva del tren inferior, reclutamiento-sincronización y capacidad elástica

RJ (Repeat Jump)

Fuerza reflejo-elástico-explosiva y para la resistencia a la fuerza explosiva.

Parámetros a tener en cuenta

Tren superior: Empuje, Tracción

Tren inferior: Triple extensión, Bisagra

Tronco o core: Transversal, Sagital, Frontal

Aplicación bilateral cerrada → press banca

Aplicación bilateral abierta simultánea → press con dos mancuerna

Aplicación bilateral abierta unilateral → press con dos mancuernas primero con un brazo y después el otro compensa.

Aplicación bilateral alterna → press con dos mancuerna primero con un brazo y después el otro

Aplicación unilateral → press con una sola mancuerna

Apoyo estable más aplicación estable → push up

Apoyo inestable más aplicación estable → push up pies bosu

Apoyo estable más aplicación inestable → push up trx

Apoyo inestable más aplicación inestable → push up pies bosu con trx

Tecnologías de Análisis Biomecánico (Bloque 3)

Fotogrametría 3D

Conjunto de técnicas que permiten obtener información respecto a las dimensiones, posición y orientación de un objeto físico y de su entorno.

Ejemplos: Cámaras Vicon, Modelo 3D de Vicon

Video/Imagen 2D

3D vs Sistemas convencionales de medición 2D: 2D ángulos en un solo plano — Margen de error fuera de la vista / plano — Trayectorias sin profundidad

Sistemas complementarios

Electromiografía (EMG) → Técnica de medición de la actividad eléctrica del músculo.

Características de la señal EMG. Gráficas: Normalización / No normalización — Forma de la onda — Timing — Duración de la activación — RMS Promedio — RMS Pico

Postura

Sway Back: Pectoral acortado y extensores de la espalda débiles, Retroversión pélvica y lordosis lumbar aplanada, Extensores de cadera (isquiotibiales) acortados, Rodillas en hiperextensión (genu recurvatum)

Flat back: Retroversión pélvica, Flexores de cadera elongados y débiles, Todo el cuerpo tiene una ligera inclinación hacia adelante

Escoliótica: Curvatura de la columna vertebral o raquis, que se presenta en forma de «S» o de «C». –> ¿Cómo detectarlas ? Test de Adams, Hombros desnivelados, Curvatura de la columna, Caderas desniveladas (no confundir con una dismetría de cadera), Escápulas aladas

Estudio Pié

Pie plano → Descenso de la bóveda plantar

Complicaciones: Mayor gasto energético, Tendencia a la pronación de pie, Acortamiento tendón de Aquiles, Dolores de espalda

Pie normal → Bóveda plantar conservada

Pie cavo → Bóveda plantar sobre elevada

Complicaciones: Dolor en la musculatura de la zona plantar del pie, Mayor inestabilidad en el apoyo que provoca más riesgo de entorsis, Fascitis plantares y espolones en el calcáneo

Estudio Rodilla

Genu Valgo: Desviación del ángulo de la rodilla hacia dentro, es decir, que las rodillas se encuentran más cercanas formando una “X”.

¿ Qué puede provocar ? La cadera de la pierna afectada está más elevada, Rotación interna de fémur, provocando a su vez un desplazamiento de ilíacos que desplazan el sacro hacia atrás.

Genu Varo → Desviación del ángulo de la rodilla hacia fuera, es decir, que las rodillas se separan más, generando una forma arqueada en las piernas.

¿ Qué puede provocar ? Las caderas están a la misma altura pero la estructura de la pierna afectada sufre una sobrecarga prematura. Retroversión de los ilíacos.

Genu Recurvatum → Extensión superior a 180º de la rodilla y mayormente se presenta de forma bilateral

Consecuencias: Debilidad del cuádriceps y pata de ganso, Anteversión pélvica (hiperlordosis), Distensión del LCA (ligamento cruzado anterior)

Genu Flexum → La articulación no puede realizar una extensión completa y por lo tanto se encuentra de forma permanente en una posición de flexión.

Consecuencias: Acortamiento isquiotibiales, Meniscopatías

Fases de la Carrera (Bloque 3)

Fase de Apoyo:

– Contacto inicial

– Postura media (centro de gravedad esta en el centro del pie)

– Impulso

Fase de Oscilación

– Oscilación inicial

– Oscilación media

– Oscilación final

Técnica de Oscilación

Pendular → 90º

Circular → Más de 90º

– Posterior –> Rodilla de vuelo por detrás de la de apoyo

– Medio –> Rodillas a la misma altura

– Anterior –> Rodilla de vuelo por delante de la de apoyo

Datos del Informe de la Carrera

Cinemática de la carrera

– Ángulos (asimetrías)

– Centro de gravedad y su proyección en el suelo

– Pelvis y drop pélvico

– Valgo de rodillas (asimetrías)

– Pronación de los pies (asimetrías)

– Inclinación del tronco

– Rotación de la pelvis con respecto a los hombros

– Relación de todos estos parámetros con los obtenidos en los ejercicios funcionales

– Técnica en apoyo y en oscilación (pendular, circular medio, circular anterior..)

Electromiografía en la carrera:

Esto es lo que nos puede devolver un EMG en análisis de carrera.

– Asimetrías musculares

– Dobles ondas

– Promedio

– EMG en la CVM y Fuerza

Trayectoria en la carrera:

– Tobillos/talón: Para observar la técnica

– Centro de gravedad y su proyección en el suelo

– Rodillas

Otros parámetros en la carrera:

– Parámetros espacio-temporales (contacto y despegue)

– Tipo de calzado

– Apoyo con recursos audiovisuales

– Apoyo con datos de podología