Para podólogos

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Biomecánica de la patada

Escrito por MG. Publicado en Aún hay más

patada 1La importancia del equilibrio durante la patada

La patada es un movimiento conjunto de todo el cuerpo, y es vulnerable a una amplia gama de limitaciones relativas a la tarea que se desarrolle, el entorno y el deportista. La presente investigación preliminar, sugiere también que el control del equilibrio en el miembro de apoyo desempeña un papel clave en el rendimiento de la patada del deportista.
Por David I. Anderson* , DM, y Ben Sidaway**, PT, DM

La patada, habilidad motora fundamental que por lo general adquirimos durante la infancia, puede adaptarse para llevar a cabo una variada lista de tareas y objetivos. Aunque se la asocia principalmente al fútbol, es iniciativa en artes marciales, fútbol, rugby, algunas clases de gimnasia contemporánea (fitness), y muchos otros deportes. Por lo tanto, la profunda comprensión de la patada tiene gran contenido para los estudiosos del deporte que buscamos mejorar el rendimiento de la patada, así como para los profesionales interesados ​en la función del miembro inferior. El estudio de la patada también puede mejorar el entendimiento de los procesos que subyacen al control y aprendizaje de los complejos movimientos de las estructuras motoras fragmentadas múltiples veces.1,2

A pesar de la prevalencia de las patadas en el deporte y de la gran cantidad de investigaciones sobre la patada acumuladas en los últimos 25 años, todavía quedan muchas lagunas en nuestra comprensión de éste gesto motor. A pesar de que controlar el equilibrio de todo el cuerpo y la postura son críticos para la expresión de toda la actividad física, la mayoría de las exploraciones de la patada se han centrado en la pierna que golpea, hay pocos estudios que examinen el papel de la pierna de apoyo para facilitar el eficaz y eficiente movimiento de la patada en la pierna opuesta.3-6

La pierna que da la patada

La patada es un complejo patrón de articulaciones, segmentos en movimientos en múltiples planos. Se conviene que la mayoría de lo que sabemos acerca de la patada emana de la labor de los expertos del deporte, en particular en el fútbol. No está claro en qué medida la investigación en el golpeo del balón pueda generalizarse al movimiento de la patada realizada para otros fines, sin embargo, es bien sabido que las variaciones en el objetivo de la patada del fútbol (por ejemplo, la precisión frente a la distancia ó el pasar la pelota frente al hacer gol) puedan tener efectos señalados sobre la cinemática y la cinética del movimiento.7-9 Estos efectos ponen de relieve la precisión de todos los movimientos ante las posibles variables y limitaciones relacionadas con el gesto deportivo, el deportista y su entorno.10,11

Cinemática de la pierna que da la patada

Muchas de las descripciones biomecánicas de la patada en el fútbol se han limitado a los movimientos en dos dimensiones de la pierna que golpea sobre el plano sagital.9, 12 Esto pone de relieve la dificultad de cuantificar con precisión y fiabilidad los movimientos articulares y segmentarios (ó fragmentados) que se producen en el plano transverso alrededor de los ejes longitudinales de los tres segmentos que integran las extremidades, y ello representa una limitación importante para nuestra comprensión de sus contribuciones a los movimientos específicos del golpeo. Sin embargo, uno de los rasgos más destacados de la patada en el fútbol es la secuencia de proximal a distal de los segmentos de la pierna que golpea, siendo el desarrollo de esta secuencia más evidente en el plano sagital.

Muchos son los estudios que han destacado la importancia de la secuencia de proximal a distal de las velocidades angulares segmentarias, en la generación de una velocidad lineal alta, en el pié que da la patada.13-17 La velocidad lineal del pie que da la patada está altamente correlacionada con la velocidad resultante del balón.16,18-20 Para generar una velocidad lineal al pie, el futbolista experimentado primero girará la cadera hacia atrás buscando su extensión, y flexionará la rodilla durante la fase del balanceo a posterior de la patada. A medida que la cadera comience a flexionarse, la rodilla tenderá a flexionarse ligeramente, y luego se mantendrá en esta posición durante un breve período mientras la cadera continúa su propia flexión. La rodilla comienza a extenderse antes de que la cadera alcance su velocidad angular máxima,1 y, como la velocidad angular de la cadera disminuye, la velocidad angular de la rodilla aumentará hasta el impacto del pie con el balón. Las velocidades angulares de la rodilla pueden alcanzar hasta 1.900°/s34 habiéndose registrado, en entornos de su propia naturaleza, velocidades resultantes de la pelota de hasta 35 m/s.21

Cinética de la pierna que golpea

Las características cinéticas de la patada en el fútbol no están tan bien entendidas como las características cinemáticas. El trabajo de Putnam24 demostró que el movimiento de golpeo del pie se caracteriza por una compleja mezcla de fuerzas generadas por momentos musculares, momentos dependientes del movimiento  resultantes de las interacciones entre las articulaciones y los segmentos, y las fuerzas gravitacionales. Los momentos de flexión de cadera son casi dos veces más grandes que los momentos de la extensión de rodilla14,17,22-26 y los momentos más pequeños están asociados con la flexión plantar del tobillo.22 Los momentos más influyentes parecen ser el momento extensor generado por los músculos que cruzan la articulación de la rodilla y el momento asociado con la velocidad angular del muslo.13,20,27

Aún no ha llegado a establecerse de manera irrefutable la medida de los tiempos específicos de los momentos en cada articulación durante la patada; ocurre que son múltiples los estudios que han informado de los diferentes patrones.8,9 Los valores de los momentos en cada articulación también han variado considerablemente, probablemente reflejando la gama de metodologías que hayan sido utilizadas en los exámenes de esos momentos, las variaciones en las técnicas de suavizado de los datos, las limitaciones en las asunciones de los modelos dinámicos invertidos que se utilizaron para estimar los momentos, y las diferencias en las restricciones de la tarea.

patada2Cambios de coordinación en la pierna que da la patada

Se ha visto mucho interés en cómo los atletas adquieren la coordinación específica en la pierna que golpea. A partir de la obra de Bernstein,28 Anderson y Sidaway1 que describieron por primera vez la curva de aprendizaje para un jugador como un proceso de sujeción y luego liberación de grados de voluntad en la pierna que da la patada. Los jugadores novatos, inicialmente perdieron grados de voluntad al restringir las amplitudes de movimiento en las articulaciones de la cadera y la rodilla. Después de 20 sesiones de práctica, los jugadores habían aumentado significativamente la amplitud de movimiento en la cadera y la rodilla, y habían desarrollado un patrón cualitativamente diferente de la coordinación entre la cadera y la articulación de la rodilla, que se refleja principalmente por un inicio más temprano de la extensión de la rodilla, con respecto a la velocidad angular máxima de la cadera. Debido a que la velocidad lineal máxima del pie aumentó de pre-entreno a post-entreno, sin un aumento concomitante de la velocidad angular máxima de la cadera, la liberación de grados de libertad había facultado probablemente a que emergiera un patrón de coordinación, el cual permitió una mejora en el impulso del motor del muslo. Esta conclusión está en línea con los datos relativos a los momentos de fuerza sobre la rodilla que parecen compensar el momento inverso durante el movimiento de flexión a extensión de rodilla, justo antes del impacto de la pelota en los futbolistas  experimentados.20

Algunas investigaciones más recientes demuestran que los cambios de coordinación en la pierna que da la patada son tareas concretas y aprendizajes específicos.2, 29-31 En algunos casos, los grados de libertad se ven limitados, luego liberados, y más tarde obligados de nuevo; en consonancia con la propuesta de que alternar la reducción y el aumento de los grados de libertad es una forma ideal para inducir cambios en la coordinación.32

Equilibrio en el toque de balón

Aunque se supone que el control del equilibrio es una limitación fundamental en la organización del movimiento específico, nos sorprende los pocos estudios empíricos que han tratado de examinar esta suposición. Gran parte del trabajo en este área se ha centrado en la adquisición de habilidades durante el primer año de vida, cuando es más fácil ver cómo las limitaciones en la capacidad de los bebés para controlar su relación con el medio ambiente fuerzan la expresión en actividad experta. Muchos investigadores han observado que el control sobre el equilibrio y la postura dictan el ritmo para la aparición de todas las otras habilidades, ya que una actividad cordinada solamente puede ocurrir si los bebés pueden regular sólidamente esa relación con el medio ambiente.3,5,6,33-35

Debido a que la patada requiere demandas considerables en el control postural, parece sería una tarea ideal por estudiar la contribución del equilibrio a la faena específica. Sin embargo, gran parte de la investigación que vincula el control postural para el desempeño cualificado se ha hecho en deportes como el tiro con pistola y con carabina, en los que el equilibrio estático es crítico.36-38 Sin embargo, los investigadores están comenzando a prestar más atención a la importancia del equilibrio dinámico en un gama de diferentes deportes39 y algunas evidencias sugieren ya que los futbolistas altamente cualificados tienen un mejor control del equilibrio general que los jugadores menos experimentados.40

En uno de los pocos estudios que han abordado un matiz del control del equilibrio durante la patada, Shan y Westerhoff41 examinaron el papel de la elevación horizontal del brazo del lado que no da la patada en el chut de jugadores de fútbol expertos. Mientras que muchos investigadores han aceptado que el brazo juega un papel de pivote fundamental en el mantenimiento del equilibrio durante la patada,9 Shan y Westerhoff41 argumentaron que su función principal es la creación de un "arco de tensión" diagonal, que ayude a generar velocidad en la pierna que golpea, al aprovechar el ciclo de estiramiento-acortamiento de los flexores de la cadera.

La pierna de apoyo

En la literatura, se ha dedicado muy poca atención a examinar el papel de la pierna de apoyo en el gesto de la patada. Lees y sus colegas42 informaron que los futbolistas expertos que dan una patada de máxima intensidad con el empeine, generan unos momentos articulares de flexo-extensión de 4, 3.2 y 2.2 Nm/kg en la cadera, la rodilla y el tobillo, respectivamente. Los momentos de rodilla y tobillo de la pierna de apoyo son mucho mayores que los encontrados para la pierna que da la patada.9

Un estudio anterior no encontró correspondencia alguna entre las fuerzas de reacción del suelo en la pierna de apoyo y la velocidad máxima de la patada.43 Por el contrario, Barfield19 informó de semejanzas significativas entre las fuerzas de reacción del suelo en mediolateral y la velocidad máxima de la patada en la pierna dominante que da la patada, pero no en la pierna no dominante dando la patada, en una muestra de jugadores experimentados. De modo análogo, Clagg y su grupo44 informaban que las jugadoras de fútbol utilizaban mayores pares de fuerza de tracción y menores pares de fuerza de frenado en el lado dominante, que en la pierna no-dominante en apoyo, durante la patada.

Sorprendentemente, a pesar de que el grupo de Orloff45 encontró fuerzas reactivas del suelo en la parte medio-lateral mayores en jugadoras de fútbol que en jugadores de fútbol masculino, no se observaron diferencias entre hombres y mujeres en las velocidades máximas de las patadas. A pesar de estas inconsistencias, es importante tener en cuenta que los futbolistas expertos se han mostrado un equilibrio unipodálico superior y diferentes estrategias de control del equilibrio unipodálico frente a los jugadores menos experimentados.46

A fin de examinar la importancia de la pierna de apoyo en la patada, nosotros47 aportamos jugadores no cualificados con apoyo postural externo haciendo que la mano contralateral a la pierna del golpeo se sujete a una superficie sólida. La prestación de este apoyo aumenta significativamente la velocidad de la pelota, lo que sugiere que el control postural sobre la pierna de apoyo produce una importante contribución al rendimiento de la patada.

Más recientemente, hemos tratado de cuantificar el papel de la pierna de apoyo en el rendimiento de la patada a través de una aproximación correlativa.48 Nosotros razonamos que el equilibrio sobre la pierna de apoyo debería pronosticar el rendimiento de la  patada en la pierna opuesta, si el control del equilibrio fuese importante para el rendimiento. Los participantes dieron patadas a un balón de fútbol con las piernas derecha e izquierda para obtener la máxima precisión y velocidad y realizaron equilibrio sobre una sola pierna encima de una plataforma dinamométrica durante 30 segundos alternativamente con las piernas derecha e izquierda. El equilibrio sobre pierna única se correlacionó significativamente con la precisión de las patadas, pero no su velocidad. La exactitud de la pierna que daba la patada dominante (la derecha) se correspondía más fuertemente con la pierna no dominante que mantenía el equilibrio (izquierda) que con la de equilibrio (derecha) (la pierna derecha era la pierna dominante en todos los participantes del estudio). Sin embargo, no pudo decirse lo mismo para la precisión de la patada de la pierna no dominante (la izquierda), que se correspondió significativamente con la pierna no dominante de equilibrio (la izquierda ), pero no se correlaciona con el equilibrio en la pierna dominante (derecha).

La naturaleza asimétrica de los resultados se interpretó como apoyo para el modelo de dominancia dinámica de la lateralización del motor sugerido por Sainburg y sus colegas.49-51 Este modelo propone que cada hemisferio cerebral, en su relación con las extremidades, se especializa para controlar diferentes aspectos de la ejecución de la tarea. A pesar de que la evidencia que apoya al modelo se limita a las extremidades superiores, si el modelo de dominio dinámico es válido para las extremidades inferiores se podría predecir que el MI derecho/ hemisferio cerebral izquierdo habría de especializarse para el control de la trayectoria y el MI izquierdo/ hemisferio cerebral derecho, para el control de estabilidad en jugadores diestros, de conformidad con lo encontrado en nuestro estudio de la patada.

La especificidad del equilibrio

La falta de asociación entre el equilibrio unipodal y la velocidad de la patada iba en contra de nuestra predicción, lo que indica que los requisitos de estabilidad asociados al mantener el equilibrio sobre una pierna son diferentes de los necesitados para apoyar el cuerpo al hacer pivotar la pierna que golpea a la velocidad máxima. El hallazgo no es sorprendente teniendo en cuenta que las diferencias sustanciales en la forma en que la postura está organizada para facilitar el movimiento se han documentado para tareas muy similares. Por ejemplo, la organización de los ajustes posturales anticipatorios en un entrenamiento de kickboxing francés se tornó muy diferente cuando se pidió a los boxeadores que utilizaran una bolsa con lastre mínimo frente a máximo52 y cuando la bolsa se golpeó con la misma fuerza, pero iniciándose con el pié de golpear en posición, o el pié de golpear en el aire.53 Debido a que parece que hay un alto grado de especificidad de la tarea en la postura que está organizado el cuerpo para facilitar el movimiento, es probable que una prueba más dinámica de equilibrio sobre una única pierna, tal como saltar o mover la pierna libremente sobre una plataforma de fuerza, podría predecir la capacidad de generar velocidad máxima a la patada.

Conclusiones

Queda mucho por aprender sobre cómo se organiza la patada y cómo puede mejorarse el rendimiento de la patada. Los investigadores están siendo cada vez más conscientes de que la patada es un movimiento de todo el cuerpo, y que es sensible a una amplia gama de limitaciones relacionadas con la tarea, el medio ambiente, y al individuo. La investigación reciente ha confirmado que el control del equilibrio juega un papel importante el rendimiento de la patada, aunque, claramente se necesitan más trabajo en este área. Es probable que otros estudios sobre la relación entre el equilibrio y la patada puedan hacer contribuciones más amplias para entender la complejidad con que se adquieren y organizan las habilidades. Esta comprensión puede a su vez contribuir al desarrollo de estrategias que faciliten la adquisición y recuperaciónn de las especificidades del movimiento .

*David Anderson , DM es profesor de Kinesiología en la Universidad Estatal de San Francisco.
**Ben Sidaway , PT , PhD, es profesor de Terapia Física en la Universidad de Husson en Bangor, Maine. EUA

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