¿Qué es la fuerza?

18 Nov 2011 07:50
Escrito por Ignacio "Karkouri"

La fuerza es producto de una acción muscular iniciada y orquestada por procesos eléctricos en el sistema nervioso. Tradicionalmente, la fuerza se define como la capacidad de un músculo o grupo de músculos determinados para generar una fuerza muscular bajo unas condiciones específicas. La fuerza es un fenómeno relativo que depende de numerosos factores. Es por tanto esencial que éstos se describan de forma precisa al valorar los niveles de fuerza. Por ejemplo, la fuerza muscular varía con el ángulo articular, la orientación de la articulación, la velocidad del movimiento, el grupo muscular y el tipo de movimiento, de modo que no tiene sentido hablar de fuerza absoluta sin especificar las condiciones bajo las que ésta es generada. TIPOS DE FUERZA A Grosso modo podemos clasificar los tipos de fuerza en tres. Fuerza máxima, fuerza veloz y fuerza-resistencia. Fuerza máxima La fuerza máxima no es sino la mayor fuerza que una persona puede desarrollar voluntariamente, medida con un dinamómetro o por medio del peso más grande que puede ser capaz de levantar. Dicho de otro modo, la fuerza máxima es aquella que se desarrolla con movimientos muy lentos contra una carga máxima. Es la mayor fuerza que es capaz de desarrollar el sistema nervioso y muscular por medio de una contracción máxima voluntaria. Fuerza veloz Es la capacidad de vencer una resistencia relativamente pequeña a la mayor velocidad de contracción posible. Fuerza-resistencia Es la capacidad de mantener una fuerza a un nivel constante durante el tiempo que dure una actividad o gesto deportivo.

PRODUCCION DE FUERZA La producción y el incremento de la fuerza dependen de procesos neuromusculares. La fuerza no depende directamente del tamaño muscular, sino de los adecuados músculos potentemente contraídos por una estimulación nerviosa efectiva.
La estructura es una consecuencia de la función, donde la hipertrofia es una respuesta de adaptación a la estimulación neuromuscular a un determinado mínimo de intensidad. De esta forma, la estimulación nerviosa produce dos efectos básicos de adaptación en el cuerpo: • Una acción muscular funcional (efecto funcional).
• Una hipertrofia muscular (efecto estructural). Está ampliamente reconocido que la fuerza es proporcional a las dimensiones del corte transversal del músculo, de forma que los músculos mayores tienen el potencial para desarrollar un mayor nivel de fuerza que los músculos menores. Sin embargo, los factores estructurales sólo proporcionan el potencial para producir fuerza, ya que ésta es un fenómeno neuromuscular que explota este potencial para generar actividad motora. Por lo tanto, la masa muscular decide el potencial de fuerza en el sujeto. Por eso decimos que influye en la fuerza de una manera indirecta. El aprovechamiento de ese potencial depende de la actividad neuromuscular. El músculo producirá una fuerza mayor si un gran número de sus fibras se contrae simultáneamente, un hecho que depende de la eficiencia de las fibras nerviosas para enviar impulsos a las fibras musculares. Por otra parte, se desarrollará una fuerza menor en un movimiento en el que los diferentes músculos no coordinen sus esfuerzos.
DETERMINANTES DE LA FUERZA Factores estructurales • Las dimensiones del corte transversal del músculo
• La densidad de las fibras musculares por unidad del corte transversal
• La eficiencia de la palanca mecánica a través de la articulación Factores funcionales • El número de fibras musculares que se contraen simultáneamente
• El grado de contracción de las fibras musculares
• La eficacia de la sincronización de los impulsos de las fibras musculares
• El grado de inhibición de las fibras musculares que no contribuyen al movimiento
• La proporción de fibras de gran diámetro muscular que se encuentren activas
• La eficacia de la cooperación entre los diferentes tipos de fibra muscular
• El umbral de excitación de las fibras nerviosas que abastecen a los músculos TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES

Los tipos de fibras musculares parecen estar situados en un continuum que se extiende entre fibras de contracción lenta y fatiga lenta en un extremo, y fibras de contracción rápida y fatiga rápida en el otro. La mayoría de las clasificaciones se refieren a estos extremos como fibras del tipo I rojas, de contracción lenta y fibras del tipo II blancas, de contracción rápida, donde la diferencia en el color se debe al hecho de que las fibras rojas tienen un contenido más elevado de mioglobina. En general, las fibras tipo Ison de contracción lenta, de mayor resistencia a la fatiga, con un diámetro menor, con una elevada capacidad oxidativa y con una baja capacidad glucolítica (capacidad para utilizar el glucógeno almacenado como fuente de energía para la resíntesis del ATP). Son eficientes en el mantenimiento de la postura y para soportar una actividad prolongada de poca intensidad. Utilizan el ATP lentamente. Las fibras tipo IIse suelen subdividir normalmente en varias subclases, las más frecuentemente mencionadas son las IIA y las IIB. Las fibras tipo IIAse denominan también de contracción rápida, glucolíticas-oxidativas, ya que son capaces de recurrir a mecanismos oxidativos y glucolíticos para conseguir energía. Son aparentemente adecuadas para movimientos rápidos, repetitivos, de mediana intensidad y son reclutadas justo después de las fibras tipo I. Tienden a ser razonablemente resistentes a la fatiga y se pueden recuperar con bastante rapidez después del ejercicio. Las fibras tipo IIB son de contracción rápida, con un gran diámetro. Con una elevada capacidad glucolítica y una baja capacidad oxidativa. Se adaptan a ejercicios de elevada potencia y se reclutan normalmente sólo cuando se requiere un esfuerzo muy rápido o muy intenso. Se fatigan rápidamente y recuperan su energía principalmente después de finalizar el ejercicio. Se usan cuando por ejemplo se levantan cargas entre 3RM y 1RM así como en sprints de 40 metros. En realidad, hay más tipos de fibras musculares. En rojo las más conocidas y mencionadas anteriormente:

Cada grupo muscular contiene una proporción diferente de fibras de contracción rápida y lenta, dependiendo de su función y de su historial de entrenamiento. Por otra parte, el entrenamiento puede aparentemente alterar las propiedades contráctiles del músculo a través de la modificación de un tipo de fibra para actuar como o convertirse en otro tipo de fibra o para incrementar el crecimiento selectivo de un tipo de fibra en particular. Los tipos de fibras difieren considerablemente entre individuos, en especial entre deportistas de resistencia y de fuerza. Por ejemplo, biopsias en el vasto medial revelan que la proporción de fibras rápidas en lanzadores y saltadores de atletismo, así como en halterófilos, puede ser hasta tres veces mayor que la de los corredores de maratón.
RECLUTAMIENTO DE FIBRAS MUSCULARES Las unidades motoras son los elementos básicos del sistema neuromuscular. Cada unidad motora consiste en una motoneurona en la medula espinal y las fibras musculares que estimula. Cuando una motoneurona esta activa, impulsos son distribuidos a todas las fibras musculares de la unidad motora. Por ejemplo en el musculo rectus femoris, una sola unidad motora incluye hasta 2000 fibras musculares.

Las unidades motoras son activadas por el principio de todo o nada. O se activa o no se activa. No hay una gradación de activación.
Durante las contracciones voluntarias, el orden de reclutamiento está controlado por el tamaño de las motoneuronas (principio del tamaño). Las motoneuronas más pequeñas son reclutadas primero y demandas mayores de fuerza conduce al reclutamiento de unidades motoras más fuertes. Las unidades motoras con las motoneuronas más grandes son reclutadas a lo último.

En la figura, la fuerza requerida es pequeña y solo las motoneuronas pequeñas son reclutadas. Cuando la fuerza crece, el número de unidades motoras activas crece y las unidades motoras rápidas son reclutadas. Solo las unidades motoras reclutadas son entrenadas. ESPECIFICIDAD DE LA FUERZA Todas las formas de entrenamiento de fuerza son diferentes y producen efectos significativamente distintos en el rendimiento neuromuscular. No es sólo el ejercicio el que modifica el sistema neuromuscular, sino también la forma en que se realiza el ejercicio. Todo ejercicio involucra una información que es procesada en el sistema nervioso central. Las adaptaciones del sistema neuromuscular y sus mejoras en el rendimiento son específicas al modo exacto de entrenamiento realizado. Durante muchos años ha habido dos teorías opuestas sobre el entrenamiento complementario de fuerza en el deporte. Una teoría propone que el entrenamiento de fuerza debería estimular los movimientos deportivos de forma tan parecida como sea posible al modelo de movimiento, velocidad, curva fuerza-tiempo, tipo de contracción muscular, etc., mientras que la otra mantiene que es suficiente entrenar con los músculos relevantes sin tener en cuenta mayor especificidad. Una práctica separada de las habilidades técnicas permitiría luego transmitir la fuerza ganada en el entrenamiento no específico a los movimientos deportivos. Ambos métodos de entrenamiento de fuerza mejorarán el rendimiento aunque la actual investigación científica mantiene la superioridad del principio de especificidad.

Especificidad del patrón de movimiento Las diferencias del modelo de movimiento producen resultados significativamente distintos, aunque los grupos musculares involucrados sean virtualmente los mismos. Por ejemplo, el entrenamiento de sentadilla con barra durante 8 semanas aumentó sensiblemente la fuerza en ese ejercicio, pero provocó una mejora mucho menor del press de piernas. Especificidad del rango de movimiento La fuerza ganada es específica a los ángulos de la articulación a cual se ejercita. Por ejemplo si uno entrena con cuartos de sentadilla, la fuerza ganada es en ese Angulo y a medida que aumenta la profundidad de la sentadilla la fuerza ganada disminuye. Especificidad de la velocidad La fuerza ganada es específica a la velocidad a la que se entrena. Si uno entrena con velocidades bajas uno tiende a aumentar la fuerza a esa velocidad y el efecto se reduce a medida que se aleja de la velocidad entrenada. Aunque los mismos músculos participen en un movimiento, pueden ser controlados por distintas partes del encéfalo dependiendo de la velocidad de movimiento. Esto significa que el ejercicio de velocidad lenta y el ejercicio a mayores velocidades reclutan distintos mecanismos del encéfalo. Especificidad del tipo de contracción muscular Los aumentos de la fuerza voluntaria son en gran medida específicos del tipo de contracción muscular utilizada en el entrenamiento. Por ejemplo, el entrenamiento concéntrico-excéntrico en halterofilia aumenta la fuerza requerida para la competición de forma considerable, pero produce sólo una pequeña mejora de la fuerza isométrica o en la fuerza isocinética concéntrica. El ejercicio isocinético concéntrico aumenta la fuerza y la potencia isocinética, sin un remarcable aumento de la fuerza isométrica. A la inversa, el entrenamiento isométrico incrementa notablemente la fuerza isométrica, pero no la fuerza isocinética concéntrica.
CURVA FUERZA-VELOCIDAD La velocidad decrece a medida que la carga aumenta. La fuerza máxima es alcanzada cuando la velocidad es pequeña e inversamente la máxima velocidad es alcanzada cuando la carga es próxima a cero. Experimentos llevados a cabo en músculos individuales en condiciones de laboratorio brindaron la curva fuerza-velocidad, la cual puede ser escrita como una ecuación hiperbólica conocida como la ecuación de Hill (1938).

La relación de fuerza-velocidad en movimientos humanos no es idéntica a la curva de músculos individuales anterior. Sin embargo, aunque no sea totalmente exacto, es aceptable para los problemas prácticos del entrenamiento. Algunas consecuencias de la ecuación fuerza-velocidad son: • Es imposible ejercer una fuerza alta en movimientos muy rápidos. • La habilidad para producir fuerza máxima y la habilidad para producir movimientos rápidos son habilidades motoras diferentes. • La potencia máxima se produce cuando la velocidad es 1/3 de la máxima y la fuerza ½ de la máxima. • Los entrenamientos con cargas pesadas y velocidades lentas tienden a mejorar la fuerza en la porción de la curva donde las velocidades son bajas. Y estas mejoras disminuyen a medida que aumenta la velocidad en la curva. (Ver punto sobre la especificidad de la fuerza) • Los entrenamientos con cargas livianas y velocidades rápidas tienden a mejorar la fuerza en la porción de la curva donde las velocidades son altas. Y estas mejoras disminuyen a medida que disminuye la velocidad en la curva. (Ver punto sobre la especificidad de la fuerza)

APRENDIZAJE MOTOR Es el proceso de programación del sistema nervioso central para ser capaz de llevar a cabo movimientos específicos. Una gran parte de la temprana mejora de la fuerza y el rendimiento es atribuible al aprendizaje motor, siendo éste vital para la eficiencia continuada del entrenamiento posterior. El aprendizaje motor mantiene su protagonismo cuando la intensidad y la complejidad de la carga aumentan progresivamente, ya que la habilidad bajo unas condiciones exigentes es significativamente diferente de la habilidad bajo unas circunstancias menos importantes.
SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) El sistema nervioso central es el punto de computación central y complejo del encéfalo y la columna vertebral que procesa la información que llega al tiempo que envía órdenes al resto del cuerpo (incluidos los músculos) mediante el sistema nervioso periférico.

Las investigaciones actuales han descubierto que la corteza motriz está en un nivel inferior de control, conectada más directamente con las neuronas motrices de la médula espinal que con el cerebelo o los ganglios basales. Además, se ha descubierto que el cerebelo, los ganglios basales y la corteza motriz se activan antes de iniciar cualquier movimiento. También se sabe que el cerebelo no es quien inicia el movimiento, sino el que corrige o reorganiza las órdenes motoras antes de alcanzar los músculos, por lo que aplican los mecanismos de retroalimentación para asegurar que haya una eficacia muscular externa máxima. Puesto que la actividad del cerebro precede al movimiento, es vital visualizar patrones de movimientos correctos incluso antes de empezar las prácticas. De hecho, la técnica de la visualización por medio de la observación de películas que hacen entrenadores y halterófilos, combinada con ensayos mentales, forma parte integral del entrenamiento de los halterófilos rusos. Aunque los mismos músculos participen en un movimiento, pueden ser controlados por distintas partes del encéfalo dependiendo de la velocidad de movimiento. Esto significa que el ejercicio a baja velocidad y el ejercicio a mayores velocidades reclutan distintos mecanismos del encéfalo. Muchos factores como el tipo de ejercicio, la intensidad utilizada o la duración del entrenamiento determinan la naturaleza y magnitud de las adaptaciones estructurales y funcionales en el sistema neuromuscular. METODOS PARA GANAR FUERZA MAXIMA Aquí solo voy a tratar los métodos para entrenar la fuerza máxima. Los métodos para entrenar la fuerza veloz y la fuerza-resistencia no los voy a tratar.
Método de esfuerzo máximo El método de esfuerzo máximo es considerado el método superior para mejorar la fuerza máxima. Mejora tanto la coordinación intramuscular como la intermuscular y estimula el sistema nervioso central. Se reduce la inhibición del SNC, se activa el mayor número de unidades motoras y mejora la sincronización. Si es necesario desarrollar rápidamente la fuerza máxima, entonces se da prioridad en el entrenamiento a este método. Aumenta la fuerza sin incrementar la masa muscular, lo cual es importante en deportes que sobre todo requieren desarrollar la fuerza relativa. Se caracteriza por el empleo de cargas del 90% de RM y mayores. Nunca se debe superar las 3 repeticiones y el número de series no será superior a 4-5 (efectivas). Se utiliza para un solo ejercicio por sesión y no debe utilizarse más de 1-2 veces por semana (Por ejemplo el lunes se haría esfuerzo máximo para Sentadilla y el miércoles esfuerzo máximo para Press banca). Las cargas con porcentajes superiores al 90% no deben extenderse por más de 3-4 semanas seguidas ya que a partir de ese tiempo la fatiga se acentúa y se aprecia un descenso del rendimiento. Se utilizan descansos entre 2 y 5 minutos. Ejemplo del método de esfuerzo máximo para press banco plano:

Método de esfuerzo repetido y método de esfuerzo submáximo El método de esfuerzo repetido consiste en levantar una carga submaxima hasta el fallo. Durante las últimas repeticiones los músculos se ven obligados a trabajar en estado de fatiga y es cuando las unidades motoras más rápidas son reclutadas. El método de esfuerzo submáximo consiste en levantar una carga submaxima pero no llegando hasta el fallo. Por lo general 1 o 2 repeticiones antes del fallo. El rango de repeticiones suele oscilar entre 4 y 12 repeticiones. Cuanto más bajas las repeticiones más apropiado para el desarrollo de la fuerza máxima y la estimulación del sistema nervioso. Generalmente los descansos son entre 1 y 3 minutos. El método de esfuerzo repetido es superior al método de esfuerzo submáximo dado que el primero recluta unidades motoras mas rápidas que las que recluta el segundo y tiene un efecto mayor sobre la coordinación neuromuscular. Sin embargo, entrenar constantemente hasta el fallo es muy exigente para el atleta, dificultando su capacidad de recuperación. Por eso mismo, el método de esfuerzo repetido debe usarse con moderación dando lugar al método de esfuerzo submáximo.
Bibliografía: • Superentrenamiento - Yuri Verkhoshansky
• Science and Practice of Strength Training - Zatsiorsky
• Manual de Powerlifting y otras modalidades de levantamientos de peso – Lucio Doncel
• Strength training for sport - Kraemer
• The Vault - Tate
• Muscle revolution bodybuilding - Waterbury
• Fundamentos del entrenamiento de la fuerza - Badillo