La Física en el físico: claves para un rendimiento óptimo en el deporte

Ventajas del aumento de masa muscular y corporal

La relación entre la sección transversal del músculo y la fuerza absoluta suele ser positiva. Es decir, un músculo más grande suele tener una mayor fuerza contráctil (8). Tomando en cuenta que dicho aumento de la masa muscular no incluye a aquellos elementos que no contribuyen directamente a la producción de fuerza, como las mitocondrias, los capilares y el sarcoplasma (21) Por ejemplo, en un estudio comparativo de los jugadores de fútbol australianos profesionales con los jugadores de élite sub-18, los primeros tenían una masa de tejido blando libre de grasa significativamente mayor. Además, tenían medidas de potencia más altas en las extremidades (11), de lo anterior podemos considerar entonces que el desarrollo de más masa muscular resultará en un mejor rendimiento.

Para investigar las relaciones entre fuerza, masa y movimiento, se pueden emplear principios bien conocidos de la física, relacionándolo a su vez con la aplicación en biomecánica mediante las leyes del movimiento de Newton. (11). De acuerdo a la primera ley del movimiento o Ley de Inercia: Una fuerza externa no afectará a un cuerpo en un estado de reposo o de velocidad constante.

Un cuerpo es más reticente a cambiar su estado de reposo o movimiento cuanto mayor es su inercia. Siendo la masa de un cuerpo proporcional a dicha inercia. Como resultado, cuanta más masa tenga un cuerpo, más difícil será alterar su estado de movimiento o de reposo. Aplicando lo anterior por ejemplo al baloncesto, un jugador cuando se prepara para un rebote debajo del aro, tiene más dificultad para desplazarse en comparación con otro jugador de menor masa corporal. Siendo este principio uno de los motivos principales por lo cual se establecen las divisiones de peso corporal en los deportes de combate, ya que un luchador más masivo es más difícil derribar.

Sin embargo, la posibilidad de que un atleta se mueva con mayor impulso es otra ventaja potencial del aumento de masa corporal. Un atleta con mayor peso que corra a una velocidad determinada tendrá un impulso mayor, ya que impulso = masa * velocidad. En los deportes de contacto, el atleta con mayor masa tendrá en resultado un mayor impacto en la colisión, lo cual es una aplicación práctica de moverse con mayor impulso. En una situación similar, un accidente automovilístico, entre un automóvil y un camión a la misma velocidad, el camión tendrá un mayor impulso, un mayor impacto y causará más “daño” al automóvil. En una confrontación entre dos jugadores por ejemplo en fútbol americano o rugby, es probable que el atleta con mayor impulso tenga la ventaja(11)

Cuando se realizan pruebas de velocidad con atletas de deportes de contacto, algunos entrenadores consideran el impulso en lugar de la velocidad. (2). No obstante, el impulso al correr solo aumentará si la velocidad no disminuye lo suficiente como para anular el impulso si un atleta aumenta masa corporal con el tiempo. Como resultado, puede ser difícil correr más rápido después de aumentar la masa corporal, y se revisa a continuación

Desventajas del aumento de masa muscular y corporal

En esta ocasión, nos apoyaremos de la Segunda Ley de Newton o Ley Fundamental de la Dinámica. Para lo cual describiendo la ecuación implicada, se puede facilitar la aplicación de la misma Fuerza (F) = masa (m) x aceleración (a) o, F = ma Despejando la Aceleración, quedaría de la siguiente forma a = F/m. Lo cual indicaría lo siguiente:

• Si la fuerza (F) aumenta más que la masa, la aceleración aumenta,
• Si la masa (m) aumenta más que la fuerza, la aceleración disminuye, y
• Si los cambios de fuerza (F) y masa (m) son en la misma proporción, la aceleración permanece constante.

Los cambios de aceleración tienen consecuencias de gran alcance en el deporte. Por ejemplo:

• La capacidad de saltar a gran altura requiere una alta ACELERACIÓN VERTICAL para alcanzar una alta velocidad en el instante del despegue.
• La ACELERACIÓN HORIZONTAL es necesaria para muchos deportes que implican carreras de velocidad, especialmente en áreas de juego relativamente pequeñas donde la distancia de carrera es limitada, p. cancha de baloncesto o tenis.

Ley Fundamental de la Dinámica de igual manera se aplica a la desaceleración, por ejemplo, una rápida reducción de la velocidad o detenerse bruscamente es importante en deportes como el fútbol, donde un atacante quiere crear espacio frente a un defensor que lo persigue. El cambio de dirección lateralmente requiere una desaceleración en la dirección original antes de acelerar en la nueva dirección. Por lo tanto, los movimientos de velocidad y agilidad de cambio de dirección también están influenciados por la fuerza (F) y las características de masa corporal (m) del atleta.

Otra aplicación de la ecuación previamente revisada se relaciona con los cambios en la masa corporal debido a la masa grasa, en lugar de la masa muscular. Supongamos que un atleta ha ganado 3 kg de masa grasa sin aumentar la masa muscular ni la fuerza. Utilizando valores hipotéticos, se puede observar fácilmente el cambio perjudicial en la aceleración:

• Antes del aumento de grasa: Fuerza (F)= 2000 N, masa (m)= 70 kg.
• Por lo tanto aceleración (a)= 2000/70 = 28.6 m.s^-2
• Después del aumento de grasa: Fuerza (F)= 2000 N, masa (m)= 73 kg.
• Por lo tanto aceleración = 2000/73 = 27.4 m.s^-2

Una disminución en la aceleración de 1.2 m.s^-2
Este ejemplo demuestra que, en igualdad de condiciones, un aumento en la masa corporal (m) sin un aumento en la capacidad de producir mayor fuerza (F) puede potencialmente afectar el rendimiento deportivo.

El mismo análisis se puede realizar en relación con el rendimiento de resistencia. La estándar de oro en la potencia aeróbica, es el consumo máximo de oxígeno o VO₂máx, que se expresa en ml * kg^-1 * min^-1 (19).

Entonces, si un deportista consume 4000 ml * kg^-1 * min^-1 con una masa corporal de 70 kg, el VO₂máx = 57,1 ml * kg^-1 * min^-1.

Sin embargo, si la masa corporal aumenta a 73 kg (ya sea de masa muscular o de masa grasa) pero sin mejora la absorción de O₂, el VO₂máx = 54,8, lo que representa una disminución del 4% en el rendimiento de resistencia.

El atleta no sólo estará en desventaja en los deportes basados en aceleración (por ejemplo, fútbol soccer), sino que también se puede esperar que la masa corporal adicional dé como resultado un aumento de las fuerzas de reacción del suelo aplicadas al atleta mientras corre. Es decir, si se requiere que el atleta realice cargas elevadas de carrera, las fuerzas de reacción repetitivas del suelo pueden aumentar el riesgo de lesiones por uso excesivo(13).

Los atletas de mayor edad pueden ser especialmente vulnerables y, por lo tanto, limitar la masa corporal a medida que envejecen puede ser una estrategia útil para lograr la longevidad atlética.

En los ejemplos anteriores, la fuerza o la resistencia simplemente se dividen por la masa corporal. Pero debemos recordar que existen varios métodos alternativos para normalizar la fuerza y comparar individuos o predecir el rendimiento deportivo con formas más complejas de escala alométrica. (14, 15). Los cálculos previos, son solo para ilustrar la relación general de los cambios en la aceleración, fuerza y masa.

Sin embargo, de lo anterior se observa que las ganancias de masa corporal pueden ser beneficiosas al poseer una mayor inercia, pero en muchos casos, los beneficios se obtienen sólo cuando un aumento en la fuerza es proporcionalmente mayor. Esto significa que para muchos deportes que requieren producción de fuerza contra la resistencia del cuerpo del atleta, la fuerza relativa (fuerza/masa corporal) puede ser más importante que el desarrollo de la fuerza absoluta (capacidad de fuerza máxima independientemente de la masa corporal). De hecho, la mayoría de las medidas de fuerza y potencia relativas de la parte inferior del cuerpo se correlacionan más fuertemente con el rendimiento en sprint que las medidas absolutas. (1). Por lo cual, en estos escenarios, el desafío es identificar los métodos de entrenamiento que maximicen la ganancia de fuerza con una mínima hipertrofia y ganancia de masa corporal.

Entrenamiento para aumentar la fuerza relativa

La fuerza relativa aumenta cuando la ganancia de fuerza es inducida principalmente por adaptaciones neuronales. (4). Dichas adaptaciones del sistema nervioso incluyen factores intramusculares como el aumento en el reclutamiento de unidades motoras, la velocidad de activación, la sincronización y la reducción de los mecanismos inhibidores neuronales. (18, 20, 21), así como factores intermusculares como la contracción efectiva de los músculos sinergistas (5). Levantar cargas relativamente pesadas, como el 90 % de la repetición máxima, provoca aumentos de fuerza a través de los mecanismos neuronales, por lo tanto se tiene una hipertrofia mínima (21).

Un estudio que comparó a culturistas de alto nivel, levantadores de pesas y levantadores de pesas (6) encontró que aunque los culturistas tenían un área transversal estimada del muslo mayor que los otros atletas, los levantadores de potencia y pesas tenían una fuerza en sentadilla trasera estadísticamente significativamente superior. Los autores del estudio concluyeron que estos últimos poseían una mayor cantidad de adaptaciones neuronales inducidas por el entrenamiento enfocado en la mayor intensidad.

Aunque se puede considerar complicado inducir aumentos de fuerza mediante adaptaciones neuronales en atletas de élite. Un estudio de levantadores de pesas de élite mostró que a pesar de que no hubo cambios significativos en la circunferencia del muslo o la masa corporal durante 12 meses de mayor intensidad en el entrenamiento, si se asoció con aumentos en la activación neural del músculo cuádriceps y en consecuencia un mejor rendimiento en el levantamiento de pesas (9).

Una amplia gama de cargas durante el entrenamiento de resistencia puede ser efectivo para la hipertrofia (17), Se deben de enfatizar las cargas relativamente pesadas para maximizar la ganancia de fuerza (7, 17). Recordando que al aumentar la fuerza relativa se tiene un efecto positivo de igual manera en la potencia relativa, ya que la producción de potencia es el producto de la fuerza (F) y la aceleración (a).