Dr. Carlos Ben

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Métodos para medir la Fuerza, la Potencia y otras
cualidades musculares
Evaluación Rehabilitación Entrenamiento

• Dr. Carlos Benítez Franco

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FUERZA MUSCULAR

• FACTORES COMPLEJOS INTERVINIENTES
• Neurales-Bioquímicos
• Energéticos-Metabólicos
• Físicos-Biomecánicos

www.deporteymedicina.com.ar
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Definiciones

• Desde el punto de vista de la Física
• causa capaz de variar el estado de reposo o de
  movimiento de un cuerpo pudiendo detenerlo o
  alterar su desplazamiento, si está en movimiento,
  desplazarlo, si está quieto, o deformarlo si está
  fijo.
• Desde el punto de vista de la Biología
• capacidad funcional que se expresa por la acción
  conjunta del sistema nervioso y el aparato
  osteo-muscular para generar tensión, que
  constituye la forma en que el sistema
  neuromuscular produce fuerza
•  

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Unidades de medida del SI

• Magnitud Fundamental Unidad
• Masa
  kilogramo (kg)
• Espacio Metro
  (m)
• Tiempo Segundo
  (s)

• Magnitud Derivada Unidad
• Velocidad m/s
• Aceleración m/s²
• Fuerza kg.m/s² Newton (N)

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Métodos para medir la Fuerza y la Potencia

• LEVANTAMIENTO DE PESAS
• CONTRACCIÓN ISOMÉTRICA
• CONTRACCIÓN ISOCINÉTICA
• CONTRACCIÓN ISOTÓNICA
• CONTRACCIÓN CON VEL.
• Y RESISTENCIA VARIABLES
• CICLO ELONGACIÓN-CONTRAC.
• (CONTRACCIÓN PLIOMÉTRICA)
• CONTR.ISOACELERTIVA
• (Westing, Seger, Thortensson1991)
• 8. CONTRACCIÓN ISOINERCIAL

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Fuerza Isoinercial

• La mayoría de los mov.deportivos involucran
  aceleración y desaceleración de una masa
  constante (miembros o carga externa) sobre
  articulaciones asociadas, es decir involucran el
  desarrollo de fuerza isoinercial (Murphy et al.
  1994)
• El término Isoinercial refleja el esfuerzo
  muscular subyacente a través de un tipo de tarea
  de levantamiento de peso.
• La carga isoinercial implica una resistencia
  constante al movimiento más que meramente una
  resistencia constante o carga durante el
  levantamiento (Abernethy el al.1996)

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Tipos de Fuerza Isoinercial

• Fuerza isoinercial máxima (máx fuerza con 1-3
  rep)
• -Maxima fuerza concéntrica
• -Máxima fuerza excéntrica
• Fuerza Velocidad isoinercial (mayor impulso
  posible en el menor tiempo Potencia
• -Fuerza de arranque
• -Fuerza explosiva
• -Fuerza asociada al ciclo
  estiramiento
• acortamiento (CEA)

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Fuerza Velocidad Isoinercial

• Fuerza de arranque habilidad del sistema
  neuromuscular para desarrollar la mayor fuerza
  posible en el menor tiempo posible. No
  necesariamente referida al desarrollo total del
  movimiento.
• Fuerza explosiva habilidad del sistema
  neuromuscular para continuar desarrollando la
  tensión ya iniciada tan rápidamente como sea
  posible
• Fuerza asociada al CEA (f. reactiva)habilidad
  para el desarrollo de fuerza en rápidas acciones
  musculares asociadas al CEA

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Evaluación de la Fuerza Velocidad Isoinercial

• Tren inferior
• Squat Jump (SJ)
• Counter Movement Jump (CMJ)
• Tren superior
• Seatet shot put throw (Guillespie and Keenum
  1987)
• Poseen una visión reducida sobre las cualidades
  de Fuerza Velocidad Isoinercial
  (F.Arr.-F.Expl.-F.React.)
• Plataforma de fuerza (Ground reaction force
  plate)
• Mide directamente la fuerza aplicada durante una
  acción explosiva y permite un análisis individual
  de la capacidad de desarrollar fuerza en función
  del tiempo (Cordova y Armstrong 1996), por lo
  tanto es más confiable

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Percentiles de Fuerza Máxima Relativa en Press en
Banco Plano
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E) METODO BIOMECANICO
-1)PLATAF. DE SALTO TV - TC - Ind.
Q -2)CINEMETRÍA TÉCNICA -3)DINAMOMETRÍA FUERZA
ISOMÉTR. -4)DISPOS.ISOKINETICO F-V-P-R -5)REAL
POWER POT -6)PLATAFORMA DE FUERZA Var
Multip -7)MEDICIONES COMBINADAS
MEDICION -MECANICA
-OPTICA -ELECTRONICA
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Parámetros de Fuerza Velocidad Isoinercial
obtenidos c/ Plataforma de Fuerza

• 1) F de Arranque (starting strength) (kg) Fuerza
  a los 30 ms del inicio del SJ
• 2) F Explosiva (N/s) Máxima tasa de Fuerza
  desarrollada (MTFD) durante el contacto del SJ
• 3) F Dinámica Maxima (Pico) (Kg) Pico de Fuerza
  alcanzada durante el contacto del SJ
• 4) Impulso Total (N/s) Impulso producido durante
  el contacto del SJ
• 5) Impulso en 100 ms (N/s) Impulso despues de
  los 100 ms siguentes al inicio del contacto
• 6) Tiempo de despegue (contacto) (ms) Tiempo
  desde el inicio del SJ hasta el final de la fase
  de despegue
• 7) Potencia Promedio (W) Promedio de potencia
  producida durante el contacto completo del SJ

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Parámetros de Fuerza Velocidad Isoinercial
obtenidos c/ Plataforma de Fuerza
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Capacidades determinantes del Salto

• La máxima altura se alcanza cuando el impulso
  mecánico de aceleración es máximo
• Impulso mecánico de frenado optimo
• Paso de flexión a extensión lo más instantáneo
  posible
• Máxima fuerza vertical en minimo de tiempo

Máxima flexión
F vert.
Impulso de aceleración
Impulso de frenado
Tiempo
1) Coordinación de movimientos 2) Fuerza
explosiva
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Fórmulas para el cálculo indirecto de la
potencia en el TIV
AJ Lara Sánchez, J Abián Vicén, LM Alegre Durán,
L Jiménez Linares y X Aguado Jódar. Direct
measurement of power with jump tests in female
volleyball.
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Factores determinantes de la fuerza explosiva

• Relativos al desarrollo de la Fuerza Máxima
• 1) Sincronización intramuscular de UM
• 2)Velocidad de reclutamiento de UM
• Relativos a la capacidad de producir mucha fuerza
  en un corto periodo de tiempo
• 1) Ciclo estiramiento-acortamiento
• 2) Coordinación Intermuscular

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Comparación de Métodos
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Criterios para la Selección del Método de
Evaluación

• ESPECIFICIDAD
• -Grupo Muscular
• -Patrón de Movimiento
• -Velocidad de Ejecución
• OBTENCIÓN DE DATOS
• FACTIBILIDAD

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Objetivos de las Evaluacionesde Fuerza y Potencia

• ESTABLECER LA APLICABILIDAD DE LA FUERZA
• Y LA POTENCIA EN EL RENDIMIENTO
• DEFINIR EL PERFIL DE RENDIMIENTO DEL
• DEPORTISTA
• CONTROLAR EL PROGRESO DEL ENTRENAMIENTO
• CONTROLAR LA REHABILITACIÓN DE LESIONES

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Factores determinantes de la Fuerza Muscular

• Factores FísicosBiomecánicos
• Factores Neurales Bioquímicos
• Factores Energético Metabólicos

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Factores Físicos Biomecánicos

• A gt VELOCIDAD lt FUERZA Y VICEVERSA (solo en
  Concentrico)
• LA FUERZA MUSCULAR DEPENDE DE LA LONGITUD
• DE LA FIBRA (F Isom.Máx. 20 gt long.reposo).
• A NIVEL DEL SARCÓMERO LA TENSIÓN OPTIMA ES
• A LA LONGITUD DE REPOSO
• LA POTENCIA MAX. SE LOGRA A UN 30 DE LA F ISOM.
  MÁX.
• OTRAS VARIABLES SON LOS PUNTOS DE INSERCIÓN
• EL ÁNGULO DE LA ARTICULACIÓN
• Y LA DISTANCIA DE APLICACIÓN DE
• LA CARGA

Momento (F x d) x seno Áng. articular
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Factores Energético Metabólicos

• Tipo de Fibra muscular
• Tamaño de la Fibra muscular (hipertrofia)
• Contenido de Sustratos ATP-CP
• Contenido de Glucógeno Lípidos
• Capacidad de resíntesis
• Contenido y tamaño de mitocondrias
• Contenido enzimático

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Factores Neurales Bioquímicos

• Tipo de fibra según veloc. de hidrólisis de ATP
  por
• distintas isoformas de miosina (Ia, Ib IIa,
  IIb, IIc)
• Relación de inervación según el tipo de fibra
• Tamaño neuronal
• Frecuencia de impulsos nerviosos
• Velocidad de despolarización neuronal
• Terminales axónicos (CABAL de neurotransmisores
• Factores facilitadores e inhibidores
  (Circ.Renshaw)
• Receptores de neurotransmisores
• Receptores hormonales
• Velocidad de despolarización de la fibra

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Reclutamiento en función de la Fuerza aplicada
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Frecuencia de Impulsos Nerviosos
el aumento de la frecuencia en los impulsos
nerviosos (medidos en Hertz) no provoca un
aumento en la fuerza máxima, sino una obtención
de la misma en menor tiempo

• Valores de Estimulación de c/ tipo de Fibra
• fibras lentas tipo I 10 a 33 Hz
• fibras rápidas IIa 33 a 50 Hz
• fibras rápidas IIb 50 a 75 Hz
• fibras explosivas IIm 75 a de 100 Hz

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Variantes de Fuerza
V(m/s)
Veloc.
F (N)
F Exp.
F Pot.
F Máx.
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Zonas de Entrenamiento de la Fuerza
Zonas de entrenamiento de la fuerza, determinadas
por la predominancia de la fuerza (1), la
velocidad (2) o la potencia (3). Tomado de
González-Badillo y Gorostiaga, (2000), p 39
28
Zonas de Entrenamiento de la Fuerza con Pesas
Zonas de entrenamiento de las diferentes
manifestaciones de fuerza muscular (Naclerio
Ayllon)
29
Predicción de 1 RM
30
Aplicación Practica(Hegedus)
31
Posiciones de Organismos
32
Unidades de Medida del S.I. Para Calcular el
Ejercicio Humano
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PRUEBAS ISOCINÉTICAS

• EL TÉRMINO ISOCINESIA SIGNIFICA VELOCIDAD
• CONSTANTE (Hislop y Perrine, 1967, Perrine,
  1968)
• MIDEN CUALIDADES MUSCULARES Y ARTICULARES
• PUEDEN SER CONTRACCIONES CONCÉNTRICAS,
• EXCÉNTRICAS O ISOMÉTRICAS
• LA VELOCIDAD DE LA CONTRACCIÓN Y ELONGACIÓN
• MUSCULAR IMPLICADA EN ESTOS MOVIMIENTOS NO
• TIENE PORQUÉ SER CONSTANTE
• (Hinson, Smith y Funk, 1979)

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PRUEBAS ISOCINÉTICAS

• A VELOCIDADES MÁS ALTAS SE EMPLEA
• MÁS TIEMPO EN ALCANZAR LA FASE
• ISOCINÉTICA Y ESTA FASE REPRESENTA
• UN TIEMPO MENOR DEL MOVIMIENTO TOTAL
• -A 50/seg -------90
• -A 400/seg ------15

DISP.ISOTÓNICO Controla la Fuerza y Mide la
Velocidad
DISP.ISOCINÉTICO Controla la Velocidad y Mide la
Fuerza
Vs.
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Evaluación Isocinética Rodilla postcir. LCA st
Concentrica (60 /seg.)
Extensión
Flexión
Lesionada 44 TP
Lesionada 53 TP
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Variables que pueden medirse en cada angulo
60-180-300 /s

• Fuerza (Torque Máximo) en N.m
• TM en Peso Corp.
• Ángulo del Torque pico en
• Trabajo Total en relación al Peso Corp. en
  Joules
• Trabajo Total Relativo en del Peso Corp.
• Prom. Potencia (T/t) en rel.al Peso Corp. en
  Watts
• Prom. Potencia Relativa en del Peso Corp.
• Integral Torque tiempo (área bajo la curva)
  Impulso
• Relación Flexores/Extensores en
• de Torque Max, de Trabajo Total, de
  Potencia Prom.,
• de la Integral T t.
• Promedio de ROM en

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Algunas Características

• El torque Máximo es mayor en contracción
  Excentrica
• y es mayor a velocidades más bajas
• La forma de la curva es diferente en Concentrica
  y Excentrica
• La diferencia es mayor a velocidades más altas
• No hay correlación de reg.gráficos espec.c/
  patol.específicas
• El torque max.es más tardío a vel.más elevadas
• Es específica de cada articulación
• Puede haber oscilaciones por respuesta refleja
• Mayor oscilación a mayor velocidad
• Si la alteración es objetiva tiende a repetirse
  en todos los
• movimientos en el mismo ángulo.

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Otras características

• La curva F/V durante la contracción excéntrica
  isocinética
• supera la contracción isométrica y aumenta
  ligeramente
• con el aumento de la velocidad del test.
• En contracción concéntrica a altas velocidades
  los
• isquiotibiales son proporcionalmente más
  fuertes que
• los cuadriceps (Deportmed)
• Ej. Fútbol IT/Cuadr a 240/seg 65
• a
  60/seg 61
• Siempre el lado dominante tiene lt diferencia

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Beneficios Específicos de la Isocinesia

• TRABAJO EN VELOCIDADES ESPECIFICAS
• BAJA INERCIA EN EL MOVIMIENTO
• PRINCIPIO DE BERNOULLI INTRARTICULAR

Fuerzas compresivas
a gt Vel. lt Viscosidad
Favorece la hidrodinamia líquido articular
Penetración intracartílago Favorece la nutrición
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Beneficios Específicos de la Isocinesia
(continuación)

• COMBINACIÓN DE FACTORES BIOMECÁNICOS
• CON FISIOLOGÍA MUSCULAR
• -Optimo contacto de los puentes
  actina-miosina
• (mayor capacidad de generar fuerza)
• -En ángulos diferentes fuerzas diferentes
• -Máxima tensión en todo el rango articular
  (la carga
• se modifica con la variación de fuerza
  aplicada)
• -Disminuye el efecto de los nociceptores
• -Favorece el mantenimiento de la función
  propioceptiva
• -Reclutamiento máximo de U.M.aún a Vel.bajas

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Otras características de la Isocinesia

• La Fuerza Máxima cae a lo largo de las
  repeticiones
• (mayor fatigabilidad de las fibras FT)
• Estimulación sincrónica máxima de las unidades
  motoras
• (la 1ra.etapa del progreso de la F es por
  facilitación de vías
• nerviosas 4-6 sem.luego viene la fase de
  hipertrofia)
• Mejora la coordinación intra e intermuscular
  (1er.estadío
• de la recuperación o rehabilitación muscular)
• Permite una valoración objetiva del
  funcionamiento y
• rendimiento muscular y articular.Secuencia 1)
  lado sano
• 1) lado dominante, 1) velocidades lentas.
• Es relativo como criterio de alta
  médico-deportiva con objetividad
• y seguridad, utilizando el criterio funcional.

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Relación Músculos Agonistas-Antagonistas

• RODILLA
• 60 /seg. 60
• 300 /seg. 75

TOBILLO DF/FP 33 Ev./Inv. 85
HOMBRO Rot.Ext/Rot.Int. 66 Abd./Add. 50

• DIFERENCIA PORCENTUAL BILATERAL
• 10 gt Lado Dominante
• h/ 20 En Deportistas en M.I.

• Confiabilidad
• es gt p/ cuadriceps que p/isquiotibiales
• es gt p/ concéntrico que p/ excéntrico

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Teorema de Bernoulli
PORQUÉ LA NATACIÓN O EL REMO SON MALOS
EJEMPLOS DE FUERZA ISOCINÉTICA?
Teorema de Bernoulli La suma de la presión
estática p (debida al movimiento aleatorio de
partículas), de la presión dinámica, ½ d.v2, y
de la presión hidrostática, d.g.h (debidad al
propio peso del líquido), permanece constante a
lo largo del líquido en movimiento
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Equipos Disponibles para Evaluar la Fuerza
45
Velocidad y Torque de los Equipos
Características de los equipos que ofrecen
métodos Concentricos Isocinéticos e Isométricos.
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Programación de equipos isocinéticos

• Selección de Velocidades (Según diferentes
  estudios)
• La vel.máx. es lt que el gesto deportivo
  específico
• en la mayoría de los dinamómetros
• 2 a 5 velocidades según el alcance del
  dinamómetro
• Velocidades administradas al azar
• De más lenta a más rápida. Salvo en
  postquirurgico LCA
• temprano (Deportmed)
• Tensión aum 5,1 veces e/60y80
  Atenc.Patol.Femoropat.

• Calibración del Torque
• Torque límite
• Torque impacto (aberrante)
• Torque gravitatorio (corrección por F de gravedad)

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Cuál es el mejor método?
El mejor Método de Evaluación depende del patron
de Resistencia del movimiento deportivo.
Para los movimientos que encuentran mayor
resistencia al principio. Ej.Vencer la inercia
de una carga externa o el propio cuerpo.
MEJOR MÉT ISOTÓNICO O LEV.PESAS
Para los mov.donde el o los miembros aceleran
hasta una vel.considerable antes de encontrar
una resistencia al final. Ej.Patear o golpear
una pelota, puñetazo.
MEJOR MÉT ISOCINÉTICO
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Patron de Resistencia
MEJOR MÉT ISOTÓNICO O LEV.PESAS
Resistencia Al Principio
MEJOR MÉT ISOCINÉTICO
Resistencia al final
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Posición e Instrucciones

• POSICIÓN
• Estandarizada
• Frenos Mecánicos
• Control del Potenciometro de desplazamiento
• Posición específica para c/u de los segmentos del
  cuerpo
• (correas, almohadillas, soportes)
• Eje del dinamómetro y de la articulación
  alineados y cercanos
• Distancia estandarizada de la almohadilla (radio)
  al eje
• INSTRUCCIONES
• Completas y Claras
• Explicar que el dinamómetro solo reacciona al
  esfuerzo aplicado
• Animar las ejecuciones, pero siempre de la
  misma forma

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Número de Ensayos y Pausa

• NÚMERO DE ENSAYOS
• Algunas contracciones submáximas de calentam.a c/
  veloc.
• y 2 a 5 contracciónes máximas a c/ veloc.en la
  prueba
• Se necesitan más intentos a veloc.más altas.
• Otro enfoque continuar hasta alcanzar una
  meseta
• Deportmed tiempo sugerido 30 indep.de la
  velocidad.

• PERIODOS DE RECUPERACIÓN
• E/ 20 Y 30
• 1 A 3
• gt tiempo a gt velocidad y grupos muscul.más
  importantes

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Limitaciones del Método Isocinético

• Son caros
• Requieren personal entrenado
• No hay suficientes estudios que den valores de
• referencia para diferentes poblaciones
• Las velocidades de la actividad específica es
• muy superior (Ej. 1500/seg) a la de la
  mayoría de los equipos (300/seg)
• La mayoría de los equipos posee un ajuste
• limitado a la biomecánica del gesto
  específico.
• 6. El límite de Torque es limitado a unos 500
  N.m en la mayoría de los equipos
• 6. No puede utilizarse como criterio de alta
  deportiva

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Lineas de Investigación futura

• Relación con sistemas bioenergéticos
• Predicción del tipo de fibras prevalente
• Daño y recuperación selectivo de fibras
• Patrones típicos de lesión articular, muscular,
  
• tendinosa o nerviosa.
• Perfiles característicos de rendimiento para
• subpoblaciones Varones, Mujeres, Jóvenes,
• Ancianos, Deportistas por disciplina
• Relación con el rendimiento pliométrico y
  sobrecarga