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viernes, 9 de marzo de 2018

RELACION TAMAÑO DE LA MANO Y RENDIMIENTO EN ESCALADA


En la escalada deportiva intervienen gran cantidad de factores que influyen en el rendimiento y muchos de ellos están íntimamente relacionados con las características de nuestras manos y dedos. Existen numerosos estudios en los que se revelan algunas características antropométricas de los escaladores como bajo índice de masa corporal (IMC), índice envergadura-altura (APE index), bajo porcentaje de grasa (Espana Romero et al., 2009; España-Romero, Ortega, García-Artero, Ruiz, & Gutiérrez, 2006; Grant et al., 2001; Mladenov, Mihailov, & Schoffl, 2009; Tomaszewski, Gajewski, & Lewandowska, 2011; P. Watts, Joubert, Lish, Mast, & Wilkins, 2003; P. B. Watts, Martin, & Durtschi, 1993), pero sin prestar gran importancia a las características morfológicas de la mano y sus consecuencias en el rendimiento. Sin embargo, desde un punto de vista físico-análitico podemos llegar a varias conclusiones sobre como puede influir el tamaño de la mano en el rendimiento en diferentes agarres, texturas o movimientos.
Las variables fuerza, superficie de contacto y presión y la relación que determinen son las magnitudes a analizar para averiguar las ventajas y desventajas que se puedan dar.

                                  Presión= fuerza/superficie de contacto (área)

La fuerza, no la presión, es lo que determina la capacidad para generar rozamiento y por lo tanto sustentación en el agarre.

                                                Froz = coef. roz x Fnormal

Ahora bien, el que la presión sea mayor supone que un área menor soporta toda la fuerza ejercida y consecuentemente que una superficie menor de piel soporte toda la carga lo que provoca mayor probabilidad de sufrir lesiones cutáneas.
En condiciones ideales en las que el tamaño de la mano sea proporcional al tamaño del cuerpo (peso y altura), a la distancia de las inserciones respecto a sus articulaciones (brazo de potencia del torque) y a la fuerza relativa, podemos sacar varias conclusiones respecto a las ventajas o desventajas en función del tipo de agarre.

Ignacio Mulero mostrándonos las características de sus manos y dedos. belmezface.com

ROMO:
Sosteniéndonos sobre un plano inclinado de tamaño ilimitado, y por lo tanto independientemente del tamaño de la mano la distancia entre el eje de rotación (articulación metacarpofalángica) y el punto más cercano de aplicación de la fuerza (borde proximal de las falanges proximales) es proporcional al tamaño de la mano, no habría diferencias en la capacidad de sustentación entre una mano más grande o más pequeña ya que al ser proporcionales los brazos de resistencia y de potencia los torques serían iguales. Resumiendo, lo que determina el rendimiento en este tipo de agarre es la fuerza relativa independientemente del tamaño de la mano.
Por lo tanto, si independientemente del tamaño del cuerpo y de la mano (en estas condiciones) no hay diferencias en la capacidad de sustentación, el sujeto más grande saldría favorecido en la mayoría de los casos debido a la menor distancia relativa hasta el siguiente agarre. 

Sustentación en plano inclinado. Carlos Álvarez
  
REGLETA:
En el caso de una regleta, donde la profundidad del agarre se ve limitada, la cosa puede cambiar bastante.  En primer lugar, está el problema de torques, cuanto más cercano sea el borde proximal en contacto de la falange distal al eje de rotación, menor es el brazo de resistencia del torque y consecuentemente es menor la fuerza que debe generar el brazo de potencia (fuerza motriz) para conseguir el equilibrio. 

Profundidad de una regleta vista de perfil. Carlos Álvarez

En segundo lugar si asumimos que para una mano más grande el tamaño del pulpejo (distancia entre limite distal del dedo y hueso)  es mayor, la superficie rígida (hueso) de nuestro dedo que este ejerciendo fuerza sobre la regleta será menor y consecuentemente se disipara fuerza debido a las condiciones flexibles del pulpejo.

CONCLUSIONES:
En base a este análisis biomecánico parece que los escaladores con manos grandes poseerán desventajas sustanciales en agarres con limitaciones importantes en profundidad (regletas) o visto desde el punto de vista competitivo las manos pequeñas se verán favorecidas en agarres con poca profundidad y las manos grandes favorecidas en agarres sin limitación en la profundidad como romos o volúmenes.
Asumiendo que los deportistas con manos más grandes poseen condiciones proporcionales en cuanto a altura peso, fuerza relativa y torques de las articulaciones, induce a que físicamente poseen la misma capacidad para sustentarse de agarres grandes que los deportistas con manos más pequeñas, pero sin embargo los primeros se encuentran a una distancia relativa menor de los siguientes cantos, con lo cual les favorece.
Que el tamaño de la mano sea menor también puede influir en que en agarres que se ven limitados por arriba (agujeros) entre mayor longitud de los dedos en el agarre lo que supondría que el agarre sería más grande y por lo tanto un beneficio.
El grosor de los dedos puede influir determinantemente en el riesgo de sufrir lesiones cutáneas, un dedo más grueso sufrirá menos presión con su consecuente disminución de probabilidad de desgarros de la piel. El grosor del dedo también puede ser un indicador de la sección trasversa de tendón con lo que podemos deducir que un dedo grueso podría correr menos riesgos de sufrir tendinopatías. Por otro lado, un tendón de pequeña sección generará más presión sobre las poleas que un tendón con la misma fuerza de mayor sección, por lo tanto, un tendón fino transmitiendo una gran fuerza de agarre puede ser un factor de riesgo importante en la rotura de poleas.
Un formato de equipamiento en el que predominen los volúmenes sobre los agarres pequeños, como el actual, puede estar favoreciendo a la gente alta y con manos grandes sobre la gente más pequeña y con manos más pequeñas en comparación a la escalada en roca donde hay mayor predominancia de agarres pequeños.

Carlos Ruano realizando un bloque de volúmenes. awesomebouldercenter.com
Este artículo es solo una aproximación de lo que pueden suponer ciertas características anatómicas de la mano en cuanto a ventajas o desventajas que se puedan dar en diferentes situaciones de escalada.
APLICACIONES PRÁCTICAS:
Con estas conclusiones podemos deducir, en función de las características morfológicas de la mano de un deportista, en qué tipo de agarres puede obtener mejor o peor rendimiento, lo que nos puede llevar a desarrollar una mejor planificación del entrenamiento poniendo más hincapié en posibles puntos débiles según convenga.
Las características anatómicas pueden ser datos de gran importancia a la hora de evaluar el estrés mecánico que pueden sufrir ciertas estructuras y por lo tanto mayor información a tener en cuenta para valorar factores de riesgo de lesiones.
Estos datos pueden ayudar a que los equipadores de competiciones tengan en cuenta si en función de los agarres que pongan pueden favorecer más a unos deportistas que a otros y que se logre una mayor neutralidad e imparcialidad.


BIBLIOGRAFÍA:
Espana Romero, V., Ruiz, J. R., Ortega, F. B., Artero, E. G., Vicente-Rodríguez, G., Moreno, L. A., . . . Gutierrez, A. (2009). Body fat measurement in elite sport climbers: comparison of skinfold thickness equations with dual energy X-ray absorptiometry. Journal of sports sciences, 27(5), 469-477.
España-Romero, V., Ortega, P., García-Artero, E., Ruiz, J., & Gutiérrez, S. (2006). Performance, anthropometric and muscle strength characteristics in Spanish elite rock climbers. Selección, 15(4), 176-183.
Grant, S., Hasler, T., Davies, C., Aitchison, T. C., Wilson, J., & Whittaker, A. (2001). A comparison of the anthropometric, strength, endurance and flexibility characteristics of female elite and recreational climbers and non-climbers. Journal of sports sciences, 19(7), 499-505.
Mladenov, L., Mihailov, M., & Schoffl, V. (2009). Antropometric and strength characteristics of world-class boulderers. Medicina Sportiva, 13(4), 231-238.
Tomaszewski, P., Gajewski, J., & Lewandowska, J. (2011). Somatic profile of competitive sport climbers. Journal of human kinetics, 29, 107-113.
Watts, P., Joubert, L., Lish, A., Mast, J., & Wilkins, B. (2003). Anthropometry of young competitive sport rock climbers. British journal of sports medicine, 37(5), 420-424.
Watts, P. B., Martin, D. T., & Durtschi, S. (1993). Anthropometric profiles of elite male and female competitive sport rock climbers. Journal of sports sciences, 11(2), 113-117.

domingo, 7 de enero de 2018

POLEAS TENDINOSAS Y ESCALADA: PATHOMECHANISM (MECANISMO DE PATOLOGÍA)



1-      Conceptos generales
2-      Pathomechanism
3-      Poleas y Fuerza de agarre
4-      Vendajes



En esta entrada voy a hablaros cuáles son los mecanismos por los que se puede romper una polea, y para ello es muy importante entender cómo funcionan estas estructuras mecánicamente. En el anterior post explicábamos que la función de las poleas es mantener los tendones flexores pegados a los huesos de tal manera que sea posible la flexión de las diferentes articulaciones falángicas y no se produzca la cuerda de arco. Imaginemos por un momento que no tuviésemos ninguna polea, entonces, nuestros tendones tenderían a ir en línea recta desde su inserción hasta su origen, y si eso ocurriese con nuestras articulaciones en flexión nuestros tendones se separarían centímetros de nuestros huesos de la mano.

Ilustración 1: Neumann, D. (2002). Kinesiology of the Musculoskeletal 
System. Foundations for Physical Rehabilitation. Missouri: Mosby.


Entendiendo estos conceptos podemos vislumbrar que cada vez que los tendones generan tensión, traccionan sobre las poleas en mayor o menor medida dependiendo del valor de la tensión (fuerza) de los tendones y el ángulo con el que estos tiren de la polea en cuestión, produciéndose un torque o momento lineal determinado.

Tolerancia a la carga y stiffness:
En base a los estudios de (Lin, Cooney, Amadio, & An, 1990) podemos repasar las propiedades mecánicas de las diferentes poleas, en este caso de las poleas a2, a3 y a4 que son las que más nos interesan, al ser las únicas con roturas documentadas en escalada deportiva.
La polea a2 es la que tiene un pico más alto de rotura siendo de 407,49 N, sin embargo, en relación a la longitud de tejido es de 27,71 N/mm. Su stiffness (rigidez) es de 135,34 N/mm es decir, necesita 135,34 N para elongarse 1 mm.
La a4 tolera una carga máxima de 209,57 N, y en relación a la longitud de tejido 34,20 N/mm, Su stiffness es 167,99 N/mm. Por lo tanto, es la polea más rígida y la que más carga tolera por superficie, pero no la más resistente en términos absolutos ya que es menor en tamaño que la a2.
La polea a3 es la menos rígida (22N/mm) probablemente debido a que se inserta en la placa palmar a diferencia de la a2 y a4 que se insertan en el hueso. Su carga máxima es de 47,8 N y de 22,20 N/mm por longitud de tejido.

Pathomechanics (mecanismos de patología):
La tensión recibida en cada polea va a depender de la tensión que generen los tendones del flexor superficial y del flexor profundo en relación al ángulo de la articulación interfalángica proximal (PIP), de esta manera, las diferentes posiciones de agarre dadas van a influir notablemente en la tensión que va a sufrir cada polea. 

Ilustración 2: Agarre en extensión y agarre en arqueo.
Se puede apreciar claramente la variación del ángulo
 de la articulación interfalángica proximal (PIP)


El agarre en arqueo provoca una tensión 36 y 4 veces mayor en las poleas a2 y a4 respectivamente que el agarre en extensión (Vigouroux, Quaine, Labarre-Vila, & Moutet, 2006), lo cual encaja con que gran porcentaje de roturas de polea ocurren durante el arqueo. Sin embargo algunos sujetos analizados alcanzaban valores muy superiores (hasta 398,4 N en a4) a los anteriormente mencionados de máxima tolerancia ante la rotura, lo cual sugiere que en escaladores experimentados se pueden sufrir adaptaciones que hagan las poleas más resistentes, que es justo lo que demuestra el estudio de (Schreiber, Allenspach, Seifert, & Schweizer, 2015) donde se observan claras adaptaciones estructurales en las poleas de escaladores experimentados. En base a estos datos podemos concluir que el ángulo en el que se encuentre la articulación interfalángica proximal (α) durante el agarre va a determinar el ángulo formado entre el tendón y la polea (β) el cual va a ser determinante en el riesgo de sufrir un desgarro.

Ilustración 3: Angulo de la articulación interfalángica proximal (PIP) y
ángulo entre el tendón y la polea a2 (β) (Roloff, Schoffl, Vigouroux, & Quaine, 2006)

Sin embargo, es probable que la tracción a la que esté sometida una polea no sea la única variable mecánica para que se produzca un desgarro, el rozamiento entre el tendón y la polea también puede influir. La disposición de las fibras de las poleas facilita el deslizamiento cuando el tendón se mueve en sentido concéntrico y aumenta el rozamiento cuando el tendón se mueve en sentido excéntrico, este fenómeno fue bautizado como “mecanismo de compresión del tendón” (TCM) y contribuye a la fuerza de agarre isométrica y excéntrica. Este rozamiento entre las poleas y el tendón fue cuantificado por (Schweizer, Frank, Ochsner, & Jacob, 2003) demostrando que la fuerza en excéntrico en la articulación interfalangica proximal (PIP) era un 29,9 % mayor que en régimen concéntrico. Estos datos pueden sugerir que en el mecanismo de lesión de polea a2 puede influir notablemente la fricción producida en una fase excéntrica, como demuestran (Schoffl et al., 2009) quienes observan que la polea a2 necesita menos carga para romper cuando la contracción es excéntrica que cuando es concéntrica.

Ilustración 4: Fricción tendón-polea (Schweizer et al., 2003)

 
Viendo que una fase excéntrica de la articulación interfalángica proximal (PIP) puede ser un factor de riesgo importante, tenemos que prestar atención a evitarlo especialmente cuando se traten de contracciones con cargas máximas. Cada vez que el agarre en arqueo cede y se abre a un agarre en semiarqueo o extensión se está produciendo esta fase excéntrica. En este sentido debemos tener cuidado cuando se produce un ciclo de estiramiento-acortamiento (cea) en las articulaciones que intervienen en la tracción (una dominada rápida, por ejemplo) ya que estos gestos pueden producir fuertes picos puntuales como podemos observar en la gráfica de más abajo que corresponde a una serie de dominadas en una regleta de 15 mm.

Ilustración 5: Grafica F-t para una serie de dominadas a máxima velocidad.


Otro factor que debemos tener en cuenta es el efecto cuadriga, este fenómeno ocurre cuando tiramos de algunos dedos estando los colindantes a un ángulo de flexión mayor (tridedos, bidedos y monodedos) y consiste en una contribución pasiva a la fuerza (Alvarez, 2017) gracias al estiramiento de los músculos lumbricales de la palma de la mano, lo cual también supone un mayor estrés mecánico en el sistema polea-tendón.



 BIBLIOGRAFÍA:


Alvarez, C. (2017). Efecto cuadriga. Investigación sin publicar.
Lin, G.-T., Cooney, W., Amadio, P. C., & An, K.-N. (1990). Mechanical properties of human pulleys. The Journal of Hand Surgery: British & European Volume, 15(4), 429-434.
Neumann, D. (2002). Kinesiology of the Musculoskeletal System. Foundations for Physical Rehabilitation. Missouri: Mosby.
Roloff, I., Schoffl, V. R., Vigouroux, L., & Quaine, F. (2006). Biomechanical model for the determination of the forces acting on the finger pulley system. J Biomech, 39(5), 915-923. doi:10.1016/j.jbiomech.2005.01.028
Schoffl, I., Oppelt, K., Jungert, J., Schweizer, A., Bayer, T., Neuhuber, W., & Schoffl, V. (2009). The influence of concentric and eccentric loading on the finger pulley system. J Biomech, 42(13), 2124-2128. doi:10.1016/j.jbiomech.2009.05.033
Schreiber, T., Allenspach, P., Seifert, B., & Schweizer, A. (2015). Connective tissue adaptations in the fingers of performance sport climbers. Eur J Sport Sci, 15(8), 696-702. doi:10.1080/17461391.2015.1048747
Schweizer, A., Frank, O., Ochsner, P., & Jacob, H. (2003). Friction between human finger flexor tendons and pulleys at high loads. Journal of biomechanics, 36(1), 63-71.
Vigouroux, L., Quaine, F., Labarre-Vila, A., & Moutet, F. (2006). Estimation of finger muscle tendon tensions and pulley forces during specific sport-climbing grip techniques. J Biomech, 39(14), 2583-2592. doi:10.1016/j.jbiomech.2005.08.027