Biomecánica básica. Pedro Perez Soriano
MOVIMIENTOS PENDULARES
Los movimientos pendulares son aquellos en los que un cuerpo está unido mediante un cable a un punto fijo, situado a cierta distancia horizontal de él. El cuerpo se deja caer y se moverá con trayectoria angular, hacia un lado y hacia el otro del punto fijo de anclaje, por la acción de la gravedad. Los movimientos pendulares ideales se consideran en una hipotética atmósfera sin aire y además se parte del supuesto de la no existencia de rozamiento en el punto de anclaje del cable. En física, a los cuerpos que describen movimientos pendulares se les llama péndulos. Así, en los casos ideales, una vez dejado caer o soltado el péndulo, ganará velocidad hasta llegar al punto más bajo del recorrido. Posteriormente perderá progresivamente velocidad hasta llegar a la misma altura a la que fue soltado, pero en el lado contrario. Y ese movimiento lo seguiría haciendo indefinidamente, mientras no lo paremos. En las situaciones reales no existe el movimiento continuo debido a la resistencia del aire y al rozamiento en el punto de anclaje. Por ello, el péndulo irá perdiendo amplitud hasta finalmente parar. Las figuras decorativas de péndulos que no paran nunca una vez puestos en movimiento se explican siempre por un mecanismo que requiere de una pila para funcionar.
Hay pocas aplicaciones de los movimientos pendulares a las actividades físicas y deportes. En los casos de saltos de puenting, existe un cuerpo (la persona que salta) que está unida mediante una cuerda, que pasa por debajo del puente, a un punto fijo en el otro extremo del puente. Pero la cuerda, aunque se tensa antes de iniciar el salto, envuelve por debajo el puente y un cierto grosor de vigas y estructuras del puente que provocarán varias fases en la caída. Siempre hay una primera fase de caída libre y posteriormente una o dos fases de movimiento pendular con diferentes radios (figura 22).
10. INSTRUMENTAL DE MEDIDA
En este apartado se van a comentar dos métodos diferentes para medir la altura de saltos verticales y variadas mediciones de tiempo en diferentes actividades físicas y deportivas. Ambos parten de conocer el tiempo total de vuelo y a partir de él obtener la altura que cubriría en vertical el centro de gravedad, desde el instante de despegue del suelo hasta el punto más alto del vuelo. La fórmula usada (h = 1,226·tv2) es la que ya se ha comentado en este capítulo dentro del apartado de características de los movimientos de caída libre. El interés de este tipo de medidas radica en que el salto es uno de los movimientos más presentes en muchos deportes y actividades físicas. Además, es frecuentemente usado para la medición de la fuerza explosiva de extensión de las extremidades inferiores, tanto por no requerir de un aprendizaje complejo (basta con una sencilla sesión de familiarización), como por la rapidez en realizar los test y también por poderse hacer con instrumentación relativamente sencilla.
10.1. Plataformas de contactos
Si se une una placa, o alfombra, o pulsador, que diferencien el contacto del no contacto, a un cronómetro, se pueden calcular muchas variables temporales de interés en la actividad física y los deportes. Por ejemplo, en la marcha, se pueden contar las duraciones de los apoyos, de los no apoyos y las fases de doble apoyo. En la carrera se pueden contar los tiempos de las fases de vuelo y los apoyos. Cuando este pulsador no es una pequeña zona de contacto sino una superficie suficientemente amplia, hablamos de plataformas de contacto (en inglés Timing Mat o Jump Mat). Tanto los pulsadores como las plataformas de contacto pueden ser autofabricados mediante elementos de construcción baratos y sencillos.
Figura 22. En el salto de puenting se produce una primera fase de caída libre y posteriormente, cuando la cuerda empieza a tirar, se produce un movimiento pendular, que puede variar el radio hasta el eje de giro más de una vez. El dibujo es de Xavier
En la bibliografía del capítulo se incluye la página web de Chronojump (De Blas, 2011), que es un sistema de hardware abierto y software libre, para medir, gestionar y realizar estadísticas de test de corta duración. El sistema, creado por Xavier De Blas, profesor de biomecánica de la Universitat Ramón Llull, permite realizar diferentes tipos de test y medidas de la actividad física, como, por ejemplo, las comentadas de los saltos y carrera, pero también otros, como medidas de tiempo de reacción o pulsos, tanto con las manos, como con los pies. Tiene una parte de software libre, con código fuente visible y modificable. Está traducido de momento a 20 idiomas y se distribuye gratuitamente desde la página web que aparece en la bibliografía. Permite no sólo la valoración de las medidas tomadas, funcionando en tiempo real, por ejemplo mientras se hace un test de saltos continuos (repeat jump). También realiza estadísticas, comparando entre test o entre sesiones, y permite comparar con resultados recopilados por entrenadores y profesores de educación física, mediante un servidor que recoge y muestra datos procedentes de diferentes usuarios. Por otro lado, tiene la parte de hardware abierto, consistente en el pequeño y barato dispositivo que consigue conectar la plataforma de contactos al puerto USB del ordenador (Chronopic). Finalmente, para poder realizar las mediciones se necesitará el dispositivo de medida, una plataforma de contactos, que se puede autofabricar siguiendo también instrucciones de la página web, aunque también podría acoplarse a plataformas ya existentes en el mercado o encargarse su fabricación a una casa comercial. Por otro lado, el sistema Chrono jump también podría conectarse a un pulsador colocado en el suelo, o en diferentes lugares dentro del calzado, o sobre una mesa para la realización de tareas manuales. A medio plazo este sistema permitirá también el análisis automático de secuencias de vídeo de saltos, con reconocimiento de puntos anatómicos para la medición de ángulos de la extremidad inferior.
PUNTO CLAVE
Construir una plataforma de contactos es sencillo y se puede usar conectada a un ordenador y software libre para medir la altura de los saltos verticales en la realización de test de fuerza explosiva.
10.2. Cámaras de vídeo
Para estudiar el movimiento se pueden colocar sensores al móvil o lograr que éste deje huella o un rastro en algún formato. Si se colocan sensores, es difícil lograr una total libertad de movimientos, y además tampoco es posible hacerlo en numerosas situaciones reales de competición, por entrar en conflicto con los reglamentos deportivos. Los rastros del movimiento más sencillos de obtener serían precisamente las huellas de los apoyos o de los neumáticos que se dejan en el suelo, mediante manchas de tinta, de humedad, de polvo, o incluso colocando previamente un pasillo de papel de aluminio (del usado en cocina) para que queden marcadas las huellas. Pero todos estos procedimientos en sí mismos no permiten obtener más que la orientación de las huellas, su recorrido, la amplitud de los pasos, y si se combinan con un cronómetro, también podremos obtener la frecuencia de pasos y la velocidad media del desplazamiento.
Desde la invención de la fotografía, posteriormente el cine, el vídeo analógico y actualmente el vídeo digital, disponemos de soportes excelentes enlos que el movimiento deja rastro. Se pueden ver las posiciones sucesivas que adoptan los cuerpos instante a instante y sus desplazamientos. También las velocidades y las aceleraciones. Todo esto se puede conseguir simplemente grabando, sin necesidad de colocar nada encima del móvil, pues lo que se analizará no será directamente la persona o el implemento deportivo, sino un soporte, hoy en día digital, con todas las ventajas que ello suponer. Una vez grabada la secuencia de vídeo, podremos escoger fotogramas seleccionados en los que marcar puntos, con los que hacer las medidas de cinemática. Los puntos los marcaremos ya sea con el ratón del ordenador, o incluso con una hoja de acetato transparente, colocada encima del monitor o pared en la que se proyecta la imagen. Por ejemplo, el ángulo de salida de un movimiento parabólico (figura 22) y también el ángulo de una determinada articulación serán muy fáciles de medir con esta técnica, incluso sin recurrir a ningún software, simplemente midiendo con un transportador sobre una