IntroduccióN 6 capítulo I 8



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ÍNDICE
INTRODUCCIÓN 6
CAPÍTULO I 8

    1. 8

    2. 10

    3. 12

CAPÍTULO II 14

14


    1. 14

    2. 15

    3. 18

    4. 18

CAPÍTULO III 39

39


    1. 40

    2. 43

    3. 44

APRECIACIÓN CRÍTICA Y SÍNTESIS 73

CONCLUSIONES 74

RECOMENDACIONES 75

BIBLIOGRAFÍA 76
INTRODUCCIÓN
La Biomecánica Deportiva es una ciencia de muy reciente aparición y consolidación en el ámbito científico internacional. Su objetivo es doble: por un lado la mejora del rendimiento deportivo y, por otro, la prevención de lesiones. Para lograr este doble objetivo se centra en la optimización de la técnica deportiva y del material y equipamiento utilizado por los deportistas.
Centrándonos en la natación, la Biomecánica Deportiva proporciona conocimientos de aplicación general a las actividades acuáticas (por ejemplo, el Principio de Arquímedes para explicar la flotación) y conocimientos de aplicación específica (por ejemplo, trayectorias y velocidades de la mano durante la tracción en cualquiera de los estilos de competición). Además, y como todas las ciencias, proporciona un instrumental de medida que permite el análisis y la evaluación de la actividad natatoria de los deportistas. Tradicionalmente, dicho instrumental ha sido muy caro y de difícil manejo, por lo que solamente ha estado al alcance de determinados centros de investigación (Centros de Alto Rendimiento Deportivo, Clubes y Universidades), pero desde hace unos años están apareciendo en el mercado instrumentos de menor costo y de fácil manejo, lo que hace posible su adquisición por parte de diferentes entidades.
En la presente trabajo pretendemos dar una visión amplia de las aportaciones que la Biomecánica Deportiva puede proporcionar al mundo de las actividades acuáticas y de la natación deportiva. Para ello, el texto se presenta en dos apartados; el primero proporciona
Los conceptos biomecánicos básicos que justifican el desempeño humano en el medio acuático y segundo, presenta el instrumental de medida de más frecuente utilización en el estudio de dicho desempeño

CAPITULO I

LA BIOMECÁNICA FUNDAMENTACIÓN Y GENERALIDADES
BIOMECANICA

Es una palabra compuesta por los vocablos griegos “bios” (vida) y “mékhané” (mecanismo). Constituye la ciencia que estudia los diferentes tipos o “unidades” de movimientos, en nuestro caso deporte y, especialmente referidos, natación.


La biomecánica es una disciplina científica que tiene por objeto el estudio de las estructuras de carácter mecánico que existen en los seres vivos, fundamentalmente del cuerpo humano. Esta área de conocimiento se apoya en diversas ciencias biomédicas, utilizando los conocimientos de la mecánica, la ingeniería, la anatomía, la fisiología y otras disciplinas, para estudiar el comportamiento del cuerpo humano y resolver los problemas derivados de las diversas condiciones a las que puede verse sometido.
La biomecánica está íntimamente ligada a la biónica y usa algunos de sus principios, ha tenido un gran desarrollo en relación con las aplicaciones de la ingeniería a la medicina, la bioquímica y el medio ambiente, tanto a través de medios tecnológicos para el conocimiento de los sistemas biológicos como en lo que respecta a la realización de partes u órganos del cuerpo humano y también en la utilización de nuevos instrumentos y métodos de investigación y análisis.

Hoy en día es posible aplicar con éxito, en los procesos que intervienen en la regulación de los sistemas tecnológicos que permiten simular fenómenos muy complejos en potentes ordenadores, con el control de un gran número de parámetros o con la repetición de su comportamiento.


Él termino Biología se deriva de las voces griegas Bio = vida y Logos = tratado.

Esta da nombre a la disciplina ciencia que se ocupa de los organismos vivos, animales, vegetales o cualquiera que sea su categoría taxonómica: desde el más pequeño solo visible por el microscopio electrónico como los fagos hasta los más grandes como los animales y las plantas en general.


La biología estudia la forma y las funciones de los organismos vivos y las interacciones de cada uno de ellos con los otros y con el ambiente que los rodea.

La Biología se subdivide en muchas otras disciplinas algunas de ellas son:



Morfología estudia la estructura y la forma de los organismos.

Fisiología las funciones.

Embriología el desarrollo en sus primeros estadios.

Citología la célula.

Bioquímica la composición química, como las reacciones en los niveles moleculares.

Genética la herencia de los caracteres y su variabilidad.


    1. CONCEPTOS BIOMECÁNICOS BÁSICOS DEL NADO

“El 65% de de nuestra composición corporal es agua, pero cuando el ser humano se introduce en el medio acuático se encuentra en un elemento extraño para el que estamos pobremente diseñados y donde nuestra locomoción es poco eficiente. Los peces y otros animales marinos están equipados con aletas, los humanos tenemos unos miembros superiores e inferiores largos y delgados que proporcionan muy poca superficie al momento de interactuar con el agua.” (Counsilman, 1994).
Entonces podríamos afirmar que Counsilman, pone en evidencia que el ser humano no está diseñado para la locomoción en el medio acuático. No obstante, la necesidad de cruzar ríos, adentrarse en el mar, etc. obligó al ser humano a introducirse en este medio “extraño”. Como ejemplo de estas incipientes incursiones en el medio acuático se puede destacar que en el Museo Británico hay una vasija asiria que data del 800 A.C. que muestra tres guerreros cruzando a nado un río.
Actualmente, el número de actividades que se realizan en el agua es inmenso, incluyendo actividades de carácter competitivo, recreativo y terapéutico.
El ineficiente desempeño del ser humano en el medio acuático se debe también a las características propias del agua: de fluido denso y viscoso, en el que resulta difícil aplicar fuerzas propulsivas y donde las fuerzas de resistencia al avance son muy patentes. Para tener una buena comprensión de la locomoción humana en el medio acuático, es necesario conocer qué fuerzas se ponen en juego cuando éste se sumerge. La figura 1 muestra las cuatro fuerzas que rigen el nado del ser humano: la fuerza peso y el empuje hidrostático determinan la flotabilidad del nadador, mientras que las fuerzas propulsivas y de resistencia determinan su velocidad de nado.

Figura 1.
A continuación se explican, con algo más de detalle, como interactúan estas cuatro fuerzas durante el nado.

1.2 LEYES Y PRINCIPIOS FÍSICOS EN QUE SE FUNDAMENTA LA MECÁNICA NATATORIA
FLOTABILIDAD

En primer lugar, en lo que a la función de nadar respecta, tendremos que tener en cuenta el problema de flotabilidad del cuerpo humano, a cuyo efecto hemos de considerar:



  1. Concepto de densidad.

  2. Densidad del agua.

  3. Peso especifico del cuerpo humano.




  1. Densidad: Es la denominación que recibe la relación entre masa y unidad de volumen de un cuerpo.

Se llama densidad relativa o peso especifico al resultado de comparar el peso de un cuerpo cualquiera con un volumen igual al de ella en agua. A esta última se le da el nombre de densidad de referencia y se le otorga el valor de unidad; siendo preciso para que disfrute de esa condición que el agua sea absolutamente pura y se encuentre a. la temperatura de 40° centígrado.

Como sabemos por el principio de Arquímedes: “Todo cuerpo sumergido en un líquido, experimenta una presión de abajo arriba igual al peso del líquido que desaloja su volumen.” Las diferencias de presiones ascendentes que los distintos cuerpos sumergidos reciben están, pues, en relación del peso de dicho cuerpo y su volumen. Esto es: a mayor volumen por igual peso, mayor presión de abajo arriba y viceversa.




  1. Densidad del agua: Cuando el agua contiene sales u otras impurezas su densidad relativa sobrepasa la unidad representada por el agua pura. Por esa razón, el agua de mar y los diferentes tipos y clases de salobres son más densas que la dulce.

Aunque la densidad del agua de mar es variable de unos mares a otros –dependiendo de que sea mayor o menor su grado de evaporación y de otras circunstancias– se la concede un valor medio de 1-026. Las densidades de las aguas salobres son, naturalmente, también diferentes, según la proporción de sales que contengan.

Las aguas termales, por su especial pureza, pueden llegar a ser menos densas que la dulce.


El agua dulce a la temperatura de 24º centígrados, tratada químicamente con las normas y procedimientos modernos, es decir, tal y como se utiliza en las piscinas de competición, posee una densidad relativa muy próxima (unas veces por exceso y otras por defecto) a la unidad.


  1. Peso específico del cuerpo humano: La densidad relativa del cuerpo humano, con los pulmones en espiración forzada, el sistema muscular naturalmente relajado y en actitud estática (bien sea horizontal o, más o menos, vertical) es superior siempre a la del agua, aunque diferente de uno a otros individuos. Dichas variaciones están en función de diversas causas, entre las que cabe destacar de modo especial: edad, sexo y tonicidad muscular; su valor medio estadístico se cifra en 1-065. Circunstancias por las cuales, sin más aire en los pulmones que el residual, el hombre no se sostiene en superficie, no flota ni en el agua dulce, ni en la salada.


Principio de Arquímedes.- Todo cuerpo sumergido en un líquido, experimenta una pérdida de peso igual al peso del volumen del líquido que desaloja.
Obtención del peso específico.- El peso específico de un cuerpo, se obtiene dividiendo su peso por la pérdida que éste experimenta al ser sumergido en el agua.
Peso específico =
E =
Los pulmones son una improvisada vejiga natatoria del hombre.- La inspiración pulmonar cambia el aspecto de la cuestión, convirtiendo el cuerpo humano –por lo menos la porción torácica del mismo– en menos pesado que el agua y, en consecuencia, capaz de flotar, permitiendo sobresalir de la superficie alrededor de un 2% de su volumen total sin que sea necesario efectuar, a tal fin, movimiento sustentador alguno.
Dicho fenómeno está en función del aumento parcial de volumen que tórax y abdomen experimentan al llenarse de aire los pulmones sin variación sensible, en contrapartida, del peso del cuerpo. La modificación del peso específico del organismo humano por esta causa suele ser de un 5% como término medio, habiéndose comprobado, no obstante, en algunos casos de nadadores u otros deportistas de gran capacidad pulmonar, diferencias del 3 y hasta del 10 % entre el peso específico de los mismos individuos, según se midiera éste después de una profunda espiración o de una completa inspiración.


    1. PRINCIPIO DE EQUILIBRIO O DE BALANZA


Centro de gravedad.- El centro de gravedad de un cuerpo es el punto del mismo por el cual pasa la resultante de todas las acciones que el peso ejerce sobre dicho cuerpo, o lo que es igual: el punto de aplicación de su peso. En el centro de gravedad se puede considerar aplicando toda el peso del cuerpo, tanto cuando éste está estático, como cuando se encuentra en movimiento; si bien, en el segundo caso, la situación del centro de gravedad puede variar respecto al primero, ya que, éste, en lugar de ser solamente el punto de aplicación del peso total del cuerpo, se influye también de los kilográmetros generados por las diferentes acciones que producen su movimiento.
El centro de gravedad de un sólido homogéneo es independiente de su naturaleza y está en función, únicamente, de la forma que adopta.

Dado que las diferentes partes o segmentos del cuerpo humano pueden modificar ampliamente sus posiciones relativas, la situación del centro de gravedad del mismo será diferente según dichas modificaciones afecten a la forma que adopte el cuerpo.


En la posición de máxima extensión horizontal del cuerpo, la flotación, horizontal es igual (tanto cuando ésta es dorsal, como cuando es ventral), el centro de gravedad se encuentra, aproximadamente, a nivel de las tres últimas vértebras lumbares, siendo, no obstante, variable de unos a otros individuos en razón de sus, también variables, contexturas. El centro de gravedad de cada segmento del cuerpo humano, en dicha posición horizontal, coincide, asimismo, con el eje de equilibrio del segmento que se trate y está en función de la longitud del segmento en sí y de la distribución del peso y forma de sus distintas porciones.
Para el técnico deportivo, es necesario poder determinar las diversas situaciones del centro de gravedad del nadador en acción, que corresponden a cada fase o instante de un movimiento. A este fin, son utilizados los dos procedimientos denominados:
Método directo y método indirecto.

El método directo, es el preconizado por Demeny y requiere de ciertos medios y conocimientos relativamente complejos, por lo que es el menos utilizado.
El método indirecto, también llamado gráfico, de O. Fischer, es el más frecuentemente empleado por los técnicos deportivos actuales, entre los que destacan Knoll y Egger, por sus trabajos, en función de dichos métodos desarrollados, sobre el estudio de los saltos.

Siendo conocidos los centros de gravedad de los diversos segmentos del cuerpo, la determinación del centro de gravedad de dos segmentos próximos se efectúa de la siguiente forma: Sobre una recta que una los centros de gravedad de los dos segmentos a considerar, se señala el punto que divide dicha recta en las dos partes inversamente proporcionales al peso de los mencionados segmentos; este punto de la recta coincidirá con el centro de gravedad que se quería determinar.


Siguiendo la misma técnica se puede hallar, si es preciso, el centro de gravedad de un segundo grupo, compuesto por el primero, ya fijado, y un tercer segmento. Procediendo siempre de este modo, es factible determinar tantos centros de gravedad como sea necesario al caso, hasta encontrar, finalmente, la situación del centro de gravedad de todo el cuerpo en una concreta fase de movimiento.


Figura 2
Los resultados obtenidos por la aplicación del método indirecto son siempre satisfactorios; sin embargo, en vista del enorme número de gestos, movimientos e instantes de cada movimiento propios de un estilo de nado, la determinación de todos los múltiples centros de gravedad del cuerpo del nadador exigiría la elaboración de un trabajo especial sobre el tema.
No siempre el centro de gravedad, tanto en circunstancias estáticas como dinámicas, se encuentra situado en el cuerpo a que se refiere, sino que muchas veces es desplazado fuera de él, bien sea hacia delante, atrás, arriba o abajo.
Los investigadores A. Leroy y J. Vives, en su obra “Pedagogía deportiva de los Atletas”, para facilitar la comprensión general de los problemas que la cuestión plantea, establecen la siguiente regla: Cuando el cuerpo adopta una posición arqueada (lateral, dorsal o ventral), el centro de gravedad tiende a desplazarse hacia la concavidad y en las posiciones extremas puede llegar a encontrarse en el exterior del cuerpo. Ejemplos de desplazamientos del centro de gravedad fuera del cuerpo, se encuentran en el “salto” en posición V o agasapado (desplazamiento hacia delante) y en el “puente” (desplazamiento hacia atrás), lo mismo cuando tiene por puntos de apoyo cabeza y pies, que cuando se efectúa sobre manos y pies.
El hecho de que sean tórax y abdomen las regiones corporales que incrementan su volumen por efecto de la contracción pulmonar,’ determina que tenga lugar un desequilibrio entre esas zonas y las más distantes de ellas –principalmente pies y piernas– a las que no alcanzan, por consecuencia, modificaciones de densidad, dando ello lugar a que todo cuerpo el cuerpo se comporte como una balanza.
Aunque verificable en otras, las posiciones de partida ideales, para experimentar el principio de equilibrio, son las equivalentes a las denominadas en tierra de decúbito dorsal (boca arriba) y decúbito ventral (boca abajo). Con objeto -de compensarse recíprocamente las partes más densas del cuerpo y equilibrar mejor su posición horizontal, en cualquiera de las dos posiciones señaladas del mismo, brazos y piernas deben ser naturalmente extendidos en prolongación del tronco, conservando ligeramente separadas entre sí ambas manos e igualmente los pies, con lo cual se evitan desequilibrios laterales y que, por ellos, el cuerpo gire hacia los costados; también la cabeza deberá compensar, la mayor densidad de otras porciones del cuerpo (concretamente, caderas y piernas), para lo cual, tanto en una posición como en otra, es preciso esté casi totalmente sumergida.
Con esta disposición de las diferentes partes del cuerpo en el agua, se determinará una relación paralela o casi paralela entre el eje longitudinal del mismo, así como sus prolongaciones antero-posteriores y la superficie (nivel a que debe encontrarse en la consecuente alineación rectilínea, más o menos marcada, cabeza, tronco, brazos y piernas). En tales posiciones el eje de equilibrio antero-posterior del cuerpo se encuentra situado en el nivel umbilical.




Figura 3


Ejemplo de modificación de la situación del centro de gravedad del comportamiento del cuerpo en función de la disposición de los brazos.

Si en lugar de extenderse los brazos en prolongación anterior del eje longitudinal del tronco y sumergirse compensatoria y suficientemente la cabeza, se sitúan los brazos a los costados de los muslos y unidos al tronco –o si la cabeza es elevada sobre la superficie– el equilibrio horizontal se rompe al desplazarse hacia delante el eje de balanza y las piernas y pies comienzan descender por su mayor densidad y no estar contrapesada.


Cuando se ensaya la flotabilidad del cuerpo sobre los costados, es decir, en aquellas posiciones equivalentes a las de decúbito prono lateral derecho o izquierdo, el equilibrio se presenta más difícil de sostener, ya que el tronco tenderá a rodar sobre si, tan mencionado eje longitudinal para sustentarse en las superficies más amplias que le proporcionan los planos ventrales o dorsales: pero de lograrse, los principios compensadores subsisten.
En consecuencia, el porcentaje del volumen total del cuerpo que emerge cuando los pulmones se llenan de aire (como sabemos 2%, término medio) y la tendencia de las extremidades inferiores a descender, determinan que, prácticamente, la posición más estable de equilibrio en el agua se alcance cuando tronco y piernas estén en relación vertical a la superficie: mentón y toda la cara, hasta la línea de las cejas, fuera del agua (lo cual, en conjunto. representa aproximadamente ese 2% del volumen total de todo el cuerpo) y los brazos, extendidos o semiextendidos en forma de V, sumergidos inmediatamente debajo de la superficie, a ambos lados de la cabeza. Esta forma de flotar, no sólo permite una situación de cada parte del cuerpo acorde con su densidad relativa y, por lo tanto, neutralizada respecto a las demás, ofreciendo un equilibrio estable por tiempo indefinido a todo el cuerpo, sino que, además, favorece, como ninguna otra, la respiración, ya que boca y nariz se encuentran sobre la superficie al estar dispuestas de suerte que formen parte del citado 2% que emerge. A fin de evitar el hundimiento total del sujeto que de esta manera ensaya su flotabilidad, es necesario que expulse el aire en espiraciones muy rápidas, las cuales hagan posible una inmediata, también rapidísima y a la vez amplia, inspiración, antes de que la boca desaparezca bajo la superficie como consecuencia de la disminución de aire en los pulmones. Para conservar el nivel deseado de flotabilidad se requiere intercalar, entre inspiración y espiración, largas retenciones de aire.
Estabilidad de los cuerpos flotantes

Hay casos también, y en natación son notablemente manifiestos, en que las mencionadas relaciones de los centros de gravedad del cuerpo sumergido y de la masa líquida desalojada no son necesarias para que la flotación sea estable. El punto, que en estos casos debe estar forzosamente más alto que el centro de gravedad, es el de intersección del eje del cuerpo flotante con la vertical que pasa por el centro de presión cuando se inclina ligeramente el cuerpo. En estos casos, dicho punto recibe el nombre de metacentro. Aunque en los nadadores no puede ocurrir lo que en los barcos, que por desplazamiento lateral de la carga el metacentro se desplace, sí puede suceder, sin embargo, y es relativamente importante el fenómeno para el técnico, que ciertos impulsos propulsores, mal dirigidos, sean causa de desplazamientos o descolocaciones del metacentro, lo que produce una acción antieconómica y que puede reducir su rendimiento mecánico.





Figura 5
Condiciones para la flotación.- Al introducir un cuerpo en un líquido puede ocurrir:


  1. que el sólido sea más denso que el líquido; es decir, que el empuje. A sea menor que el peso P del cuerpo: entonces éste se hunde;

  2. que el sólido sumergido sea de igual densidad que el líquido; es decir, que el empuje A sea igual al peso P: entonces el cuerpo se mantiene entre dos aguas (equilibrio indiferente);

  3. que la densidad del sólido sea menor que la del líquido; es decir, que el empuje A sea mayor que el peso P: en este caso el sólido flota.



1.4 SUSTENTACION EN SUPERFICIE Y MOVIMIENTO

Si un sujeto cuyo peso especifico es de un valor medio, desea mantener las extremidades inferiores a nivel de la superficie sin compensar su densidad superior a la del agua con la adecuada disposición de cabeza y extremidades superiores, se verá obligado a efectuar algún movimiento con las inferiores. Así, la acción que menos esfuerzo exige más fácil de ejecutar y, por tanto, generalmente más práctica, consiste en efectuar un movimiento alternativo con las piernas muy similar al de andar. Dicho movimiento, para ser económico y alcanzar el fin propuesto de elevar los pies, es preciso realizarlo con una gran relajación muscular y casi completa extensión de toda la pierna, que en su acción alternativa bate el agua inmediatamente debajo de la superficie, sobresaliendo de ella solo una parte del talón. El mencionado efecto elevador tiene lugar, más que por el “apoyo” que proporciona el agua a una pierna en el movimiento o fase descendente, por elevación en ese mismo momento de la contraria en el ascendente, pudiéndose decir para facilitar la comprensión de lo que antecede que, cada “batido” completo tiene dos partes o fases (como luego veremos en el “batido de piernas del estilo crawl”: fase fundamentalmente activa (ascendente) y fase en cierto modo pasiva (descendente). Por consecuencia de su carácter, la primera es más rápida, en su ejecución y efecto, que la segunda; lo que favorece el sostenimiento de-pies y piernas a nivel de la superficie, ya que antes de completarse, la “caída” o descenso de una pierna ésta vuelve, rápidamente, a ser elevada.


Los brazos también pueden colaborar a la elevación general del cuerpo y piernas llevando a cabo movimientos sustentadores de sí mismos y del resto del cuerpo. Los más frecuentemente utilizados se limitan a ligeras acciones de las manos que, a la altura de los muslos y cerca de ellos, describen con mayor o menor rapidez, bien pequeños círculos o “formas de ochos”.
Todos estos movimientos, de modo principal el aludido de piernas, si son ejecutados con soltura y naturalidad producen un desplazamiento del sujeto que los practica y, por lo tanto, constituyen en sí una natación elemental y rudimentaria; porque, a fin de cuentas, nadar es, precisamente. Desplazarse en y sobre la superficie del agua mediante el movimiento propulsivo y coordinado de brazos y piernas. Razones que nos obligan a considerar dichas técnicas como continuación y complemento útil de la flotabilidad estática, pero no formando parte de ella, porque ya el nadador no se limita, sin movimientos voluntarios de sus miembros, a sostenerse en el agua, equilibrando su cuerpo mediante la adopción de las posiciones más adecuadas de cada parte del mismo en relación con las demás, neutralizando así diferencias de densidades y el efecto de todas las circunstancias —ya señaladas— que en el fenómeno intervienen; sino que, dichas neutralizaciones, las logra y supera de manera distinta, mediante gestos o movimientos voluntarios, concretos y dirigidos a ese fin.
Y así llegaremos a la necesidad de considerar otro factor importantísimo, si no de la flotabilidad (de acuerdo con la teoría de muchos autores) si de la sustentación del nadador en el pleno ejercicio de su acción, el cual, junto con la densidad del agua y peso específico medio del ser humano (teniendo en cuenta al deducirlo la duración de los tiempos de inspiración pulmonar y grados de éstos, aquéllos en que dichos órganos están sin aire por efecto de la espiración, rapidez de la expulsión y de la inspiración. etcétera), totalizan los tres determinantes del coeficiente de elevación o FLOTABILIDAD DEL NADADOR EN PROGRESION, por algunos denominado: “flotabilidad dinámica.” Este factor .es la VELOCIDAD pero para entrar de lleno en su estudio debemos previamente recordar, al menos, los conceptos generales de Fuerza, Velocidad y Potencia.

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