Índice de fuerza reactiva: ¿Qué es, cómo se mide y para qué sirve?

 TEMA:

Para responder a estas preguntas, trazaremos un amplio recorrido y desglosaremos un abanico de cuestiones y conceptos fundamentales: las pruebas de origen del Índice de fuerza reactiva (RSI), la noción de fuerza reactiva y ciclo de estiramiento-acortamiento (SSC), los cambios en las propiedades mecánicas de la unidad músculo-tendinosa, los mecanismos neuromusculares y, finalmente, las pruebas concretas para medir el RSI y sus aplicaciones prácticas.

El Índice de Fuerza Reactiva (RSI) se desarrolló originalmente como parte de la Prueba de Evaluación de las Cualidades de Fuerza (SQAT, Strength Qualities Assessment Test) utilizada en el Instituto Australiano del Deporte, para evaluar y clasificar diferentes atletas (principalmente sprinters y saltadores), en base a sus cualidades de fuerza.

La batería de pruebas incluía diferentes evaluaciones orientadas a la fuerza, entre ellas:

  • Salto en sentadillas (SJ): un salto máximo de altura con una barra de 9 kg apoyada en los hombros desde una posición estática, en sentadillas con un ángulo de rodilla de 90″. Esta es una medida básica de la explosividad de la pierna en condiciones de contracción concéntrica.
  • Salto de contramovimiento (CMJ): se realiza en las mismas condiciones que el SJ, pero se produce un contramovimiento (contracción excéntrica) inmediatamente antes de la extensión de las piernas.
  • Fuerza reactiva (ciclo lento de estiramiento/carga de estiramiento lenta): se calcula como CMJ-SJ y se considera una medida de la capacidad de utilizar el pre estiramiento muscular durante el CMJ.
  • Fuerza reactiva (SSC rápido/cargas de estiramiento altas): se mide a partir de un salto de profundidad o de caída (DJ), utilizando una variedad de alturas de caída (30, 45, 60cm) para imponer varias cargas de estiramiento en los extensores de la pierna. Se utiliza un sistema de alfombrilla de contacto/ordenador para registrar la altura del salto y el tiempo de contacto.
  • Fuerza máxima: Se determina mediante una sentadilla isométrica desde un ángulo de 120-rodillas, utilizando una placa de fuerza.

Todo el fundamento de esta evaluación fue generar un perfil individual basado en esas mediciones, para ayudar al entrenador a identificar las fortalezas y debilidades específicas, y a individualizar los programas de entrenamiento, y también para supervisar el proceso de entrenamiento y comprobar si se lograron o no los objetivos planificados, y mejorar el programa según sea necesario.

Figura 1: Ejemplo de resultados del SQAT, tomado de la publicación original.

¿Qué es lo que muestra realmente el RSI? 

El índice es en realidad una relación entre dos variables que, en matemáticas, indica cuántas veces un número contiene al otro. 

Utilizamos los índices para hacer comparaciones entre dos cosas, en este caso, estamos comparando la altura del salto (expresada en centímetros), con el tiempo de contacto (expresado en segundos), que es básicamente la cantidad de tiempo que un atleta está tocando el suelo entre saltos, porque el RSI se calcula normalmente a partir de los saltos de caída.

Sin embargo, con los recientes avances en la tecnología del rendimiento deportivo (transductores de posición lineal, placas de fuerza portátiles, etc), podemos calcular el RSI para saltos no pliométricos como el CMJ, utilizando el tiempo de despegue en lugar del tiempo de contacto, que incluye el tiempo necesario para realizar las fases excéntrica y concéntrica del ciclo de estirado-reducción.

En palabras simples, estamos midiendo cuántos centímetros de altura podemos alcanzar por milisegundo de tiempo en contacto con el suelo.

Tabla 1: RSI calculado a partir de diferentes alturas de salto de caída. Los datos fueron tomados de Young, 1995.

Muchas veces, en lugar de calcular el RSI a partir de la diferencia entre la altura y el tiempo de contacto, utilizamos la relación entre el tiempo de vuelo y el tiempo de contacto. De hecho, la altura de salto se estima normalmente a partir de los datos del tiempo de vuelo, como se muestra en la siguiente ecuación.

Figura 2: Fórmula para calcular el RSI. El índice de fuerza reactiva puede incrementarse, aumentando la altura del salto, disminuyendo el tiempo de contacto con el suelo, o ambos.

La fuerza reactiva y el ciclo de estiramiento-acortamiento (SSC)

La fuerza reactiva puede definirse como la capacidad de cambiar rápidamente de un movimiento excéntrico a una contracción muscular concéntrica, que se relaciona con el Ciclo de Estiramiento-Acortamiento (SSC). 

El SSC se describe comúnmente como una rápida acción muscular cíclica por la que el músculo sufre una contracción excéntrica, seguida de un período de transición, antes de la contracción concéntrica.

La acción del SSC puede considerarse como un resorte; durante la fase excéntrica, los músculos activos (y también los elementos no contráctiles) se estiran y absorben energía

Parte de esta energía se almacena temporalmente y luego se reutiliza durante la fase concéntrica de la SSC. A medida que aumenta la cantidad de fuerza aplicada (velocidad de compresión) en los tejidos especializados como los tendones, la fascia y el propio músculo, la manifestación de fuerza resultante, expresada en la fase concéntrica, también aumenta.

Sin embargo, para que la energía elástica se utilice de manera óptima, se requiere una rápida transición entre las fases excéntrica y concéntrica. Por lo tanto, un salto que incorpore una SSC rápida, a menudo permitirá a un deportista saltar más alto o más lejos que un salto desde una posición estática.

Figura 3: Representación de las fases del SSC.

El SSC no sólo se produce durante los movimientos de salto o rebote, también ocurre durante cualquier forma de movimiento humano que implique un cambio de dirección (caminar, esprintar, lanzar, girar). 

Sin embargo, existen enormes diferencias en la velocidad a la que se produce el SSC en diferentes movimientos, que han demostrado ser una variable clave que afecta a la tensión mecánica en una acción determinada. 

En consecuencia, el SSC se ha separado en dos categorías basadas en la duración de la SSC, pero hay que tener cuidado de no simplificar demasiado esto.

  • SSC-rápido: <250 milisegundos
  • SSC-lento: >250 milisegundos

El mecanismo neurofisiológico que subyace a la contribución del SSC incluye: almacenamiento de energía elástica, estado activo, características de tensión de longitud de los tejidos musculares y no contráctiles, procesos nerviosos inconscientes, tensión de preactividad y la eficiencia de la coordinación motora.

Para simplificar, vamos a dividirlos en dos categorías:

  1. Cambios en las propiedades mecánicas de la unidad músculo-tendinosa
  2. Mecanismos neuromusculares

Los cambios en las propiedades mecánicas de la unidad músculo-tendinosa

Como mencionamos antes, la unidad músculo-tendón es responsable de absorber, almacenar y realizar la energía elástica en un movimiento SSC. De hecho, debido a sus propiedades elásticas, se piensa que el tendón es el sitio más importante para esta tarea. 

No obstante, el tejido muscular también juega un papel clave, el citoesqueleto del sarcómero está formado por filamentos como el titanio y la meromiosina, elementos que también tienen cualidades elásticas. 

Básicamente, los músculos deben endurecerse (contraerse) antes de hacer contacto con el suelo, lo que se conoce comúnmente como “preactividad muscular”, y mantenerse rígidos durante toda la fase excéntrica y de amortización, para evitar el colapso de la articulación o la disipación de energía en forma de calor, y así transmitir eficazmente las fuerzas al tendón y a los tejidos no contráctiles, generando la deformación de las estructuras y, en consecuencia, el almacenamiento de la energía elástica que se liberará durante la fase concéntrica, además de la fuerza propulsora generada al contraer los músculos.

La pre-actividad del músculo se considera un componente del programa de coordinación del movimiento en el SNC, cuyo propósito es optimizar la acción muscular al inicio de la amortiguación de los músculos agonistas contratantes de forma anticipada. 

Tiene lugar desde el momento en que la actividad mioeléctrica se eleva por encima de los niveles basales, hasta el momento del contacto con el suelo.

Figura 4: “Un esquema que ilustra cómo el flujo direccional de energía en los sistemas músculo-tendinoso determina la función mecánica. 
A) La energía mecánica se conserva (es decir, el trabajo muscular es reducido) cuando las estructuras elásticas almacenan y recuperan los cambios cíclicos de la energía mecánica del cuerpo o de un apéndice. 
B) Los tendones cargados directamente por el trabajo de contracción muscular pueden liberar esa energía rápidamente al cuerpo. Si la energía se libera más rápidamente de lo que se almacena, la potencia muscular puede ser amplificada. 
C) Una rápida disminución de la energía mecánica del cuerpo o de un apéndice puede ser almacenada temporalmente como energía de tensión elástica, seguida de la liberación de esta energía de tensión para hacer el trabajo en los músculos activos. Este mecanismo tiene el potencial de reducir el pico de entrada de energía a los músculos, funcionando así como un atenuador de energía. En la figura, el rojo indica el flujo de energía entre la contracción activa de los músculos, la energía de tensión de los tendones y las energías cinéticas/potenciales del cuerpo”.

Mecanismos neuromusculares

Los receptores sensoriales, los músculos y los tendones, conocidos como “propioceptores” (huso muscular dentro del músculo y órgano del tendón de Golgi (GTO) en el tendón) informan al SNC sobre los cambios de tensión, longitud y ángulos articulares, y la velocidad a la que esto ocurre.

Durante la fase excéntrica del SSC, el músculo se alarga y la señal de estiramiento es reconocida por los husos del músculo, lo que genera una respuesta refleja que aumenta tanto el reclutamiento de la unidad motriz como la tasa de codificación, para evitar el sobrealargamiento y limitar la posibilidad de lesiones. 

Además, la respuesta excitadora del huso muscular conduciría a una mayor salida de fuerza concéntrica, que se habría producido sin él, y también, el GTO se compromete a una respuesta opuesta de estiramiento-reflexión de los husos musculares.

La función principal del GTO es inhibir la salida excitatoria de los husos musculares, durante las acciones de alargamiento de alta carga. 

Debido a la respuesta inhibitoria del GTO, se ha formulado la hipótesis de que la sobreestimulación de éste, daría lugar a una inhibición de la respuesta excitadora del huso muscular, que podría dar lugar a una pérdida de rendimiento durante las actividades subsiguientes de la SSC.

Sin embargo, se ha informado de que la inhibición del efecto inhibitorio (desinhibición) del GTO puede aumentar la preactividad muscular y, por lo tanto, no afectar negativamente al rendimiento de las actividades del SSC; de hecho, la desinhibición del GTO es una de las adaptaciones deseadas que generan algunos métodos de entrenamiento como el pliométrico o el método de choque.

Figura 5: Huso muscular. (A) Esquema de la estructura del huso muscular. (B) Influencia del estiramiento del músculo y la contracción de las fibras musculares intrafusivas en las terminaciones sensoriales de la parte central del huso. Las flechas verdes apuntan en la dirección de la conducción de los potenciales eléctricos por los axones de los gamma-motoneurones, y las flechas azules indican las fibras sensoriales de tipo Ia y II. Fibras musculares intrafusivas: nbd, una fibra dinámica de bolsa nuclear; nbs, una fibra estática de bolsa nuclear; nc, fibras de cadena nuclear. Axones de gamma-motoneurones (γ): γs, un motoneuron estático; γd, un motoneuron dinámico. Fibras sensoriales: Ia, tipo Ia; II, tipo II.

Pruebas

El procedimiento original de prueba para RSI como una forma de medir la capacidad de SSC rápida propuesto por Young, incluía un procedimiento de salto de caída incremental (DJ), que consiste en un DJ de una variedad de alturas de caída (30, 45, 60cm), para imponer varias cargas de estiramiento en los extensores de las piernas.

Se utilizó un sistema de alfombrilla de contacto/ordenador para registrar la altura de salto y el tiempo de contacto.

Figura 6: Datos de ejemplo de la prueba de DJ incremental de un jugador de Rugby.

Debido a los avances en el campo de la ciencia del deporte y a la mejor tecnología disponible, se han desarrollado otras formas de medir el RSI.

Ebben & Petushek sometió a prueba a 49 sujetos de la División I de la Asociación Nacional de Atletismo Universitario (NCAA), de clubes o de deportes recreativos, y a la participación en la pliométrica como parte de su programa de entrenamiento anual. 

Utilizaron una variedad de diferentes saltos en una placa de fuerza, para probar el RSI que incluía:

  • Saltos de sentadilla
  • Tuck Jump
  • CMJ
  • Cargado CMJ (mancuernas con 30% 1RM)
  • Salto de una sola pierna

Para calcular el RSI, la ecuación reemplazó el tiempo de contacto con el suelo por el tiempo de despegue en él. Así, la altura del salto fue dividida por el tiempo para el despegue, que incluía las fases excéntrica y concéntrica del SSC y puede ser calculada para todos los saltos verticales.

Figura 7: Registro del tiempo de fuerza con las variables utilizadas para calcular el índice de fuerza reactiva modificado, incluyendo TTT = tiempo para el despegue y FT = tiempo de vuelo.

Además, Harper & Hobbs, basándose en el trabajo de Lloyd (2009), propuso otra forma de evaluar el RSI, que consistía en 10 saltos consecutivos, también de máxima altura y mínimo tiempo de contacto con el suelo, donde el RSI final es el promedio de los 5 mejores o el promedio de los últimos 5 saltos (Prueba 10/5).

Aunque cualquier prueba puede ser válida y fiable para evaluar el RSI y, por eso mismo, la rápida capacidad del SSC, una comprensión más profunda de los procedimientos de prueba podría ser una ventaja para obtener la mayor cantidad de información posible.

Por ejemplo, debido a las características de la prueba 10/5, el hecho de no mantener un buen control postural y de no adaptarse a correcciones rápidas durante el movimiento por el SNC, podría dar lugar a discrepancias, tanto en los tiempos de contacto con el suelo como en las alturas de los saltos, que son componentes integrales del índice de fuerza reactiva. 

En consecuencia, la incapacidad de coordinar sistemáticamente el movimiento durante la fase de contacto con el suelo, podría dar lugar a una mayor variación en la deformación del “muelle”, y a una mayor variación en la rigidez de las piernas. 

El protocolo de prueba 10-5 puede ser mejor para evaluar la rigidez, porque la altura de caída está limitada por la altura de salto de la repetición anterior, lo que da información de que un solo esfuerzo en la prueba del DJ puede no serlo.

Adicionalmente, la mayoría de los atletas de deportes de equipo dependen en gran medida de su capacidad para producir repetidamente acciones rápidas y eficientes del SSC. Considerando esto, probar la fuerza reactiva en una tarea de esfuerzo repetido parece un enfoque lógico.

Figura 8: Ejemplo de datos de la prueba de RSI 10/5 de un jugador de rugby.

Aplicaciones prácticas

Hay dos razones principales para seleccionar y aplicar cualquier procedimiento de prueba:

  1. Proporciona información directa o indirectamente relacionada con un indicador clave de rendimiento (KPI).
  1. Ayuda a individualizar los programas de entrenamiento y los parámetros de carga.

La capacidad de RSI se ha relacionado con la rápida acción del SSC, que está involucrado en cada movimiento relevante en la mayoría de los deportes. Además, se ha demostrado que el RSI tiene una fuerte relación, tanto con los cambios de velocidad en la dirección, como con la velocidad de aceleración, agilidad, y también con la fuerza máxima.

También, el RSI puede utilizarse para optimizar la altura de los saltos de profundidad pliométricos, tanto desde el punto de vista del rendimiento como de la gestión del riesgo de lesiones. 

Básicamente, durante una prueba de DJ incremental, si el RSI se mantiene o mejora a medida que aumenta la altura, y el tiempo de contacto se mantiene por debajo de los 250 ms, se puede suponer que la capacidad de fuerza reactiva de los atletas es suficiente para esa profundidad

Por el contrario, una disminución del RSI y/o la superación del umbral de tiempo de contacto de 250 ms, puede ser indicativa de un estímulo de entrenamiento no óptimo o de un estrés excesivo en el sistema musculotendinoso.

Además, el tiempo de contacto puede ser una herramienta poderosa para monitorear el desempeño pliométrico y evaluar el rápido SSC en tiempo real durante las sesiones. También puede utilizarse como herramienta de motivación para alentar a los atletas a dar lo mejor de sí mismos en cada representación.

Por último, el RSI puede utilizarse como herramienta de supervisión de los atletas, para evaluar la fatiga neuromuscular y la preparación a lo largo de un período de entrenamiento.

Ahora que ya sabemos qué es el RSI, cómo se mide y para qué sirve, llegó el momento de aplicarlo en el entrenamiento, de la manera más conveniente, para lograr buenos resultados y mejorar el rendimiento de tus deportistas.

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