CARRERA: LICENCIATURA EN EDUCACION FISICA Y DEPORTE MATERIA: METODOLOGIA DE LA EVALUACION Y ESTADISTICA APLICADA PROFESOR TITULAR: Lic. Gerónimo Maximiliano Gris PROFESORES ADJUNTOS: Prof. Diego Giacchino y Prof. Pablo Dolce EVALUACIONES DE LA POTENCIA Y CAPACIDAD ANAEROBICAS Del capítulo 5 “Evaluación de la potencia y capacidad anaeróbicas” en el libro Evaluación Fisiológica del Deportista (Mac Dougall, Wenger y Green), se desprende que existen tres diferentes procesos metabólicos que intervienen en la regeneración del ATP, dependiendo de la intensidad y duración del ejercicio: * El mecanismo inmediato de reaprovisionamiento de ATP (el sistema ATP-PC). * La vía glucolítica no oxidativa de reaprovisionamiento de ATP (el sistema de glucógeno a lactato). * Las vías oxidativas de reaprovisionamiento de ATP (el sistema de glucógeno, glucosa y ácidos libres de grasa a CO2 + H2O). El sistema ATP-PC es esencialmente un mecanismo de alta potencia y baja capacidad que sólo puede suministrar ATP durante unos segundos al principio del ejercicio de gran intensidad. El sistema de glucógeno a lactato toma parte principalmente en el reaprovisionamiento de ATP durante el ejercicio máximo que dura entre unos segundos y dos minutos. El sistema oxidativo en un proceso de baja potencia y alta capacidad que se encarga de hacer frente a la necesidad de energía durante la actividad prolongada. En este contexto, el reaprovisionamiento de ATP a partir del sistema ATP-PC y del sistema de glucógeno a lactato tiene lugar sin la participación de oxígeno y, por lo tanto, se define como producción anaeróbica de energía. Además, la regeneración de ATP por medio del sistema ATP-PC a través de las vías de la creatín-cinasa y la adenilato-cinasa no resulta en la formación de lactato y suele denominarse aláctica. Por otra parte, la fosforilación del difosfato de adenosina (ADP) por medio de las vías de glucogenólisis y glucólisis tiene como resultado la producción de lactato y se conoce como láctica. Capacidad de rendimiento anaeróbico a corto plazo: Este componente se define como la respuesta total de trabajo durante el ejercicio máximo que dura unos 10”. Puede considerarse como una medida de rendimiento anaeróbico aláctico que se apoya principalmente en la concentración de ATP en el músculo, el sistema ATP-PC y la glucólisis anaeróbica. La respuesta de rendimiento más alta por segundo durante esta prueba debería ser equivalente a la máxima potencia instantánea. Capacidad de rendimiento anaeróbico a medio plazo: Este componente se define como la respuesta total de trabajo durante el ejercicio máximo que dura unos 30”. En términos de intensidad y duración puede considerarse como equivalente al Wingate Test. En estas condiciones, el rendimiento es principalmente anaeróbico con un componente láctico importante (cerca del 70%) y unos elementos aláctico (cerca del 15%) y aeróbico (cerca del 15%) significativos. El ritmo de trabajo al final de esta prueba (por ejemplo durante los últimos 5”, puede considerarse como un parámetro de la respuesta de potencia anaeróbica láctica. Capacidad de rendimiento anaeróbico a largo plazo: Este componente se define como la respuesta total de trabajo durante el ejercicio máximo que dura unos 90”. En estas condiciones, puede considerarse al rendimiento en partes más o menos iguales de los sistemas de suministro de energía aeróbico y anaeróbico y, por lo tanto representa el límite superior de duración que puede utilizarse para evaluar la capacidad anaeróbica. A continuación se ofrecen detalles de tres de las más importantes pruebas físicas para medir el comportamiento anaeróbico del individuo, el Wingate Test, el protocolo de Bosco en la plataforma de contactos y el RAST. 1 WINGATE TEST Desde que en 1974 fue descripta por primera vez (el prototipo corresponde a Ayalon y colaboradores), la prueba Wingate de 30” ha sido la más utilizada para evaluar las características del rendimiento anaeróbico. Como explica Oded Bar Or del Children’s Exercise & Nutrition Centre, de la McMaster University, en Canadá, el Test Anaeróbico "Wingate" fue desarrollado en el Departamento de Medicina del Deporte e Investigación del Instituto Wingate de Educación Física y Deportes, de Israel, durante mediados y fines de la década del '70. El test fue diseñado para ser administrado en forma simple, sin la necesidad de personal específicamente capacitado, a un bajo costo y realizado con equipos accesibles, tal como el ergómetro Monark o cicloergómetros de mecanismos similares (en la Argentina se trabaja mucho con la marca Zuccolo). Es no invasivo, está destinado a cuantificar el rendimiento muscular a través de variables indirectas (fisiológicas o biomecánicas), es factible para un amplio espectro de la población, incluyendo niños pequeños y discapacitados físicos, y tiene la presunción que el rendimiento anaeróbico es una característica local más que sistémica y que el test podía ser aplicable a los miembros superiores como inferiores. Además fue calificado como objetivo, confiable, válido y sensible al mejoramiento o deterioro del rendimiento anaeróbico, antes que al buen estado de salud en general. El Test Anaeróbico Wingate requiere pedaleo con miembros inferiores o superiores durante 30" midiendo las revoluciones por minuto cada 5”, a la máxima velocidad y contra una fuerza constante que originalmente fue de 0.075 kg por cada kilogramo de peso corporal. Indices de rendimiento a) Pico de potencia: la potencia mecánica más alta que es obtenida durante el test. Este índice usualmente se toma como la potencia más alta en el período inicial de 3 a 5 segundos. Las potencias para cada período de tiempo se deducen de la siguiente fórmula: Watts = (Pi x 0.5 x 10.152 x CARGA x RPM) / 12 Donde Pi = 3.1416; 0.5 = Indica el diámetro de la ruega del cicloergómetro (originalmente Monark), CARGA = es el valor el kilogramos de la masa corporal multiplicada por 0.075 y RPM = son las revoluciones por minuto en cada parcial de 5”. Los demás valores son constantes que deben ser respetados. El siguiente es un ejemplo para una persona de 80 kilogramos que a los 5” llegó a 125 rpm. Watts = (3.1416 x 0.5 x 10.152 x 6 x 125) / 12 = 997 b) Potencia media: la potencia promedio que se sostiene a través de un período de 30”. Potencia Media = Sumatoria de las potencias a los 5”, 10”, 15”, 20”, 25” y 30” / 6 Watts = (997 + 899 + 815 + 723 + 612 + 562) / 6 = 768 c) Indice de fatiga: el grado porcentual de caída de la potencia durante el test. Se calcula como el porcentaje del valor más bajo (al final del test) con respecto a la potencia pico, tomado este, como valor 100%. Indice de fatiga = (Potencia Máxima – Potencia Mínima) x 100 / Potencia Máxima Indice de fatiga (%) = (997 – 562) x 100 / 997 = 43.6 Valores de potencia anaeróbica pico, potencia anaeróbica media y potencia aeróbica máxima, en atletas varones de distintas especialidades se presentan según datos de J. S. Skinner. 2 Seguidamente se muestra un informe con un caso real de alto rendimiento deportivo: 3 Originalmente se suponía que el pico de la potencia reflejaba los procesos anaeróbicos alactácidos (fosfágeno), y la potencia media, la tasa de glicólisis anaeróbica en el músculo. Un estudio subsiguiente (Jacobs et al., 1983) ha demostrado que el ácido láctico muscular se eleva a niveles extremadamente altos, en los primeros 10" de comenzado el test, por lo tanto es improbable que el pico de la potencia refleje solamente los procesos alácticos. Asimismo en varias publicaciones se ha llamado a la potencia media como la capacidad anaeróbica, pero se basan en una suposición no probada. Es seguro suponer sin embargo, que el pico de la potencia es un reflejo (aunque no una medición directa) de la habilidad de los músculos de los miembros respectivos, para producir una alta potencia mecánica en un tiempo breve. Por otro lado, la potencia media refleja la resistencia de estos músculos o su habilidad o capacidad para sostener una potencia extremadamente alta. La fuerza sugerida originalmente por el grupo Wingate fue de 0.075 kg por kilogramo de peso corporal (suponiendo el uso de un ergómetro Monark). Esta fuerza es equivalente al trabajo mecánico de 4,41 J (J = joule = unidad de energía) por revolución de pedal, por kilogramo de peso corporal. Conceptualmente seleccionar la fuerza óptima según el peso corporal total, puede no ser el mejor método (peso magro ó de masa muscular, por ejemplo pueden ser alternativas mejores). Sin embargo para los propósitos prácticos el uso del peso corporal como un criterio, parece razonable. Aún cuando la prueba fue realizada bajo condiciones climáticas cálidas o húmedas, así como también durante hipohidratación suave a moderada, el test anaeróbico "Wingate" da resultados reproducibles. Factores de motivación que involucran excitación emocional, pueden incrementar de alguna forma el pico de potencia, pero no la potencia media. Contrariamente, una entrada en calor de 15 minutos puede incrementar la potencia media y no el pico de potencia. Dado que el test anaeróbico "Wingate" es altamente confiable y reproducible, se recomienda que la preparación para el mismo y su ejecución, sean cuidadosamente estandarizados. A manera de ejemplos se muestran varios comportamientos de la potencia en el Wingate Test: La correlación entre los índices de potencia del test anaeróbico "Wingate" y tests de rendimiento "anaeróbico" son bastante altos, pero no lo suficientemente altos como para usar al test anaeróbico "Wingate" como un pronóstico de éxito en estas pruebas específicas. A continuación se ofrecen las asociaciones estadísticas entre los resultados del Test Anaeróbico “Wingate” y la performance en pruebas de empeño anaeróbico. Abreviaturas: PP = potencia pico MP = potencia media SAS 40 = test de patín anaeróbico Sargeant 4 PROTOCOLO DE BOSCO EN PLATAFORMA DE CONTACTOS Fue el profesor Rodolfo Margaria durante la década de los 60, el primero en hablar de la relevancia del denominado ciclo estiramiento - acortamiento (CEA). Este investigador y médico demostró que una contracción concéntrica precedida de una excéntrica podía generar mayores niveles de fuerza que una contracción concéntrica aislada (Faccioni, 2001). En 1966 Zaciorskiji utilizó el trabajo desarrollado por Margaria como base para crear un programa de entrenamiento que potenciase el aprovechamiento del reflejo de estiramiento (reflejo miotático) en las acciones de tipo explosivo. Este autor fue el que introdujo el término “pliométrico” (Zanon, 1989).En esa misma época, a mediados de la década de los 60, Yuri Verkhoshansky, entrenador soviético de saltadores y para muchos el padre de la pliometría aplicada al deporte, empezó a interesarse en la mejor manera de aprovechar la energía elástica acumulada en un músculo tras su estiramiento. Observando la técnica de los atletas de triple salto, Verkhoshansky se dio cuenta de que los mejores resultados correspondían a aquellos triplistas que menos tiempo permanecían en contacto con el suelo en cada uno de los apoyos. Para emplear poco tiempo en cada apoyo es necesario tener una gran fuerza excéntrica en los músculos implicados, ya que esto permitirá cambiar rápidamente de régimen excéntrico a régimen concéntrico, y así acelerar de nuevo el cuerpo en la dirección requerida (Faccioni, 2001). 5 Descripción del test En la actualidad la mayoría de los deportes tienen a la potencia como una de las características más importantes para tener éxito. Para entrenarla necesario evaluar correctamente la fuerza explosiva. Gracias a este test que consiste en una serie determinada de saltos (principalmente seis), basado en el método inventado por el Italiano D. Carmelo Bosco llamado "Test de Bosco" se cuenta con una herramienta más para valorar las características individuales y la selección de la cualidad específica de cada atleta o persona. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Squat Jump. Countermouvement Jump. Squat Jump con carga. Abalakov. Drop Jump. Saltos durante 15 segundos. Aspectos matemáticos En el caso de un salto vertical, se tiene que el impulso mecánico dividido por la masa del sujeto nos proporciona la velocidad vertical de su centro de gravedad en el momento del despegue (Vv). La elevación del centro de gravedad del sujeto se corresponde a la altura del salto. La altura que se logra en un salto vertical depende de la velocidad vertical de despegue usando la fórmula de caída de los cuerpos. h = Vv2/ 2g Del libro "Aptitud Física. Características Morfológicas. Composición Corporal" del autor Pedro Alexander, se desprende lo que sigue: Con el peso (p) del sujeto en kilogramos y la altura alcanzada (h) en metros, se calcula la potencia (P) en kilográmetros por segundo producida por el sujeto durante la ejecución del ejercicio. Para ello se utiliza la siguiente fórmula: P = (4.9) 0.5 x p x (h) 0.5 Para un sujeto de 80 kg que salta y alcanza una altura de 0,70 m, su potencia sería: P = (4.9) 0.5 x 80 x (0.7) 0.5 = 148.16 K.m/seg Objetivo del test El objetivo del sistema de medición (con el que realizamos el Test de bosco) es calcular la altura de los saltos que efectúan las personas evaluadas así como su potencia, proporciona estos datos que son esenciales para llevar a cabo el "Test de Bosco". Para llevar a cabo este sistema se necesita una plataforma en donde se efectuarán los saltos y se contará con un dispositivo que envíe la señales necesarias por el puerto de la computadora. Al obtener estas señales el programa calcula los distintos datos que se desean conocer que son: 1. 2. 3. 4. La altura promedio. El número de saltos. La mayor y la menor altura. La potencia desarrollada. El squat jump (salto de talón) Descripción: se trata de efectuar un "detente" partiendo de una posición semiflexionada (flexión de rodillas a 90º) sin movimiento hacia abajo. El movimiento debe efectuarse con las manos sobre las caderas y el tronco recto. El Squat jump (SJ) consiste en la realización de un salto vertical máximo partiendo de la posición de flexión de piernas de 90°, sin ningún tipo de rebote o contramovimiento. Los miembros superiores tampoco intervienen en el salto puesto que las manos deben permanecer en la cadera desde la posición inicial hasta la finalización de salto. El sujeto en la fase de vuelo debe mantener el cuerpo erguido, las piernas extendidas y pies en flexión plantar efectuando la caída en el mismo lugar 6 de inicio, con los brazos fijados en la cadera. Objetivo: Fuerza explosiva, reclutamiento de UM, % FT. Modalidad: trabajo concéntrico. El countermouvement o contramovimiento jump Descripción: La única diferencia con el "squat jump" reside en el hecho que el atleta empieza en posición de pie y ejecuta una flexión de piernas (las piernas deben llegar a doblarse 90° en la articulación de la rodilla). Inmediatamente seguida de la extensión. Entonces lo que se ha provocado es un estiramiento muscular que se traduce por una fase excéntrica. En el Counter Movement Jump (CMJ), el sujeto parte de la posición de pie, con las manos sujetas a las caderas, donde permanecen desde la posición inicial hasta el final el salto. Se trata de realizar un movimiento rápido de flexo-extensión de las rodillas, formando durante la bajada un ángulo de 90° con las rodillas, e inmediatamente realizar un salto vertical máximo. Se ha de observar el salto con los mismos criterios de validación que el SJ. Objetivo: Fuerza explosiva, reclutamiento UM, %FT, reutilización energía elástica, coordinación intra e intermuscular. Modalidad: Trabajo concéntrico, precedido por una actividad excéntrica. Squat jump con carga Descripción: se trata de efectuar un "detente" partiendo de una posición semiflexionada (flexión de rodillas a 90º) sin movimiento hacia abajo. El movimiento debe efectuarse con las manos soportando una carga apoyada en el cuello y el tronco recto. En función de la carga utilizada y el peso del individuo tendremos diferentes saltos. Con cargas progresivas: Salto con diferentes sobrecargas. Capacidad de reclutamiento de fibras. Abalakov En la actualidad el test de Abalakow se realiza sobre la plataforma de salto permitiendo al deportista el uso de los brazos de tal manera que toma impulso por medio de una semiflexión de piernas (las piernas deben llegar a doblarse 90° en la articulación de la rodilla), seguida de la extensión .Pudiendo ayudarse de los brazos durante la realización del salto. Durante la acción de flexión el tronco debe permanecer lo más recto posible con el fin de evitar cualquier influencia del mismo en el resultado de la prestación de los movimiento inferiores. En ejercicio propuesto por algunos autores como Vitotti para valorar la manifestación “reflejo- elástico-explosiva es el Abalakov que es prácticamente igual al CMJ pero con ayuda de brazos. Es decir, los brazos extendidos por detrás del tronco se llevan adelante- arriba en una oscilación vigorosa, coordinada y sincronizada con la semiflexión-extensión de las piernas. Según los factores que determinan la fuerza manifestada en este ejercicio son presumiblemente: el componente contráctil, las capacidades de reclutamiento y sincronización, el componente elástico y el reflejo. El drop jump (salto desde un nivel vertical) Descripción: Se trata de efectuar un salto luego de una caída de una altura determinada, como muestra la figura (partiendo de una posición con piernas extendidas y con un movimiento hacia abajo). El movimiento continuo debe efectuarse con las manos sobre las caderas y el tronco recto. El test está estandarizado sobre 5 alturas de caída: 20cm. - 40m.- 60cm. - 80cm. - 100cm. Determinantes de la Manifestación “Reflejo-Elástico –Explosiva” Para verificar y valorar la manifestación “reflejo- elásticoexplosiva” de la fuerza, se utilizan como test fundamentalmente dos ejercicios, uno dirigido predominantemente a la musculatura extensora de las pierna (el Drop Jump) y otro dirigido predominantemente a la musculatura extensora de los pies (Reactividad de Vittori-Bosco). En estos ejercicios de salto, como consecuencia de la poca deformación del sistema que forma el deportista y como consecuencia de un nivel suficiente de fuerza excéntrica y, en parte una mayor cantidad de tejido conjuntivo (en los componentes elásticos en serie y en paralelo), el deportista se beneficia de la rigidez (stiffness) favoreciendo el rebote mecánico. Además de los factores que entran en juego en el CMJ, durante la ejecución de estos saltos se verifican generalmente las condiciones que provocan el “reflejo de estiramiento” Esto favorece durante un esfuerzo máximo, el reclutamiento de un mayor número de unidades motoras que permiten el desarrollo de una enorme cantidad de tensión en un corto periodo de tiempo. Por tanto durante la ejecución de estos saltos contribuye tanto la elasticidad como el reflejo miotático. Dicho de otra manera, en ambos ejercicios, a las capacidades o factores ya mencionados: contráctil, reclutamiento-sincronización y elástica, se añade el factor “Capacidad Refleja y de Rebote”. El ejercicio de Drop Jump (DJ) consiste en un salto vertical consecuente con una rápida flexo-extensión de corta amplitud (BDJ = Bounce drop jump), después de una caída desde cierta altura. Es decir se busca la 7 máxima altura limitando, en lo posible, la deformación músculo-articular de las articulaciones de la cadena cinética de salto, después de un violento contacto con el suelo. Saltos durante 15 segundos Se realizan saltos durante 15 segundos realizando poca amortiguación entre cada salto Valoración de la potencia mecánica, del metabolismo anaeróbico aláctico y láctico, durante la ejecución de saltos continuos del tipo CMJ con una duración de 5 a 60 segundos. Test de Saltos Continuos CMJ.15”, 30”, 45”, y 60”. En los protocolos del Dr. Bosco se utiliza el SJ, pero nosotros utilizamos el CMJ. Debido a que consideramos que esta forma es más específica, para poder confeccionar los programas de entrenamiento. La forma de ejecutar el test es igual que el CMJ pero continuada durante 5 a 60 segundos. De 5 a 15 segundos nos permiten conocer la capacidad de producir potencia utilizando el sistema ATP-CP fundamentalmente. Desde los 30 a los 60 segundos además la resistencia la potencia anaeróbica aláctica y la perdida de capacidad de producción de energía elástica (resistencia a la fatiga). Valoración de la Capacidad de Salto Realizando toda la batería de test de salto se puede confeccionar el Perfil de Capacidades o de manifestaciones de la fuerza. Por comparación del perfil de un individuo con el perfil de una especialidad de salto determinada (establecida a partir de un número suficiente de individuos con un rendimiento competitivo similar), sabremos que factores deben privilegiarse en la estrategia de entrenamiento. Sabiendo que: SJc = capacidad contráctil. SJ-SJc = Capacidad de Reclutamiento y sincronización. CMJ-SJ = Capacidad elástica. Abk-CMJ = Capacidad de Utilización de Brazos. DJ-Abk = Capacidad Refleja y de Rebote. En una muestra de 645 deportistas de alto nivel el Dr. Garrido Chamorro y colaboradores hallaron los siguientes valores para mujeres y hombres: 8 Seguidamente se muestra un informe con un caso real de alto rendimiento deportivo: RUNNING-BASED ANAEROBIC SPRINT TEST Introducción El R.A.S.T. fue desarrollado por la Universidad de Wolverhampton (Reino Unido) para testear el rendimiento anaeróbico de los atletas. 9 El R.A.S.T. es similar al W.AN.T. (Wingate Test de 30” en bicicleta) dado que ofrece información sobre medidas de potencia e índice de fatiga. El W.AN.T. es más específico para ciclistas, en cambio el R.A.S.T. puede ser usado en aquellos deportistas donde la carrera sea la base del movimiento. Protocolo El EVALUADO debe ser pesado antes del test. Se debe realizar una entrada en calor de 10 minutos aproximadamente. Se le dará una recuperación de 5 minutos. Debe completar 6 pasadas de 35 metros cada una a MAXIMA VELOCIDAD, con pausas de 10 segundos entre cada sprint. El EVALUADOR toma el tiempo de cada pasada con la mayor precisión posible. Con los datos recolectados procede a realizar los cálculos pertinentes. Cálculos La potencia desarrollada en cada pasada puede ser determinada usando la siguiente ecuación: Velocidad = Distancia / Tiempo = m / s Aceleración = Velocidad / Tiempo = m / s / s = m / s2 Fuerza = Masa X Aceleración = kg X m / s2 = kg . m / s2 = N Potencia = Fuerza X Velocidad = kg X m / s2 X m / s = kg x m2 / s3 = J / s = W O POTENCIA = PESO X DISTANCIA2 / TIEMPO3 Con las potencias calculadas de cada pasada se puede determinar: Potencia Máxima = Mayor valor. Potencia Mínima = Menor valor. Potencia Media = Sumatoria de los 6 valores / 6 Indice de Fatiga = (Potencia Máxima – Potencia Mínima) X 100 / Potencia Máxima Indice de Fatiga = (Potencia Máxima – Potencia Mínima) / Tiempo Total de las 6 pasadas Ejemplo Se presentan los datos reales de un defensor central en fútbol de primera división del Querétaro Fútbol Club (México), evaluado en el año 2002. 10 Planilla del Informe Un modelo de entrega de la información obtenida con los datos anteriores puede ser el siguiente. Interpretación de los resultados Potencia Máxima: Es la medida de potencia más alta y provee información sobre la fuerza y la velocidad máxima de sprint. Según la muestra de la investigación original los valores oscilaron entre 1054 y 676 W. Potencia Mínima: Es la menor potencia registrada y se la utiliza para obtener el Indice de Fatiga. Según la muestra de la investigación original los valores oscilaron entre 674 y 319 W. Potencia Promedio: También llamada potencia media, indica la habilidad del atleta de mantener potencia en el tiempo. Un alto valor expresa la mejor disposición de un deportista de mantener el rendimiento anaeróbico. Indice de fatiga: Ofrece la relación de declinación en la potencia del evaluado. Un bajo valor muestra la alta habilidad de un atleta en la capacidad anaeróbica. Cuando se expresa en W/s, un resultado mayor a 10 evidencia que se necesita focalizar trabajos de tolerancia lactácida. Cuando se expresa en porcentaje de la potencia máxima, valores menores a 25 se correlacionan a deportistas con muy buena resistencia anaeróbica. Utilización El test debe ser repetido a intervalos regulares a través de un programa de entrenamiento. Los resultados deberían ser comparados con anteriores mediciones en el atleta, para determinar si la planificación es consecuente con los objetivos propuestos. Es aconsejable poseer valores referenciales o ideales que guíen el proceso de entrenamiento. 11