Llana Benlloch, S.

Pérez Soriano, P.

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Evaluación de variables biomecánicas tras la recepción en colchonetas y su relación con los criterios mecánicos de la normativa

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21P. PÉREZ SORIANO, S. LLANA BENLLOCHDepartamento de Educación Física y  Deportiva. Universitat de València.Correspondencia:pedro.perez-soriano@uv.essalvador.llana@uv.esEvaluación de variables biomecánicas tras larecepción en colchonetas y su relación con loscriterios mecánicos de la normativaIntroducciónEn gimnasia, las principales cargas mecánicasa las que se enfrentan los gimnastas, tanto enentrenamiento como en competición, sucedendurante la recepción (McAuley y cols., 1987;McNitt-Gray, J.L y cols. 1994; Arampatzis y cols.2003; Pérez, 2004). Estas elevadas magnitudes deimpacto, junto con la inestabilidad sobre lacolchoneta, suponen un elevado riesgo de lesión(Arampatzis y cols. 2002: 2003).La colchoneta, es uno de los elementos deprotección más importantes en gimnasia, y únicoelemento que se interpone entre el pie del gimnastay el suelo. Por lo tanto, las propiedades de la mismadesempeñan un papel muy importante en laprotección y prevención de lesiones (Pérez, 2004).Algunos autores (Goodway y cols. 1989) indicanque existe una asociación entre un incremento delesiones y deficiencias en este tipo de materialprotector.  Ante esta evidencia, diversos organismosinternaciones (Federación Internacional deGimnasia, Comisión Europea) han desarrolladonormas (FIG, EN 12503) que establecen loscriterios mínimos que deben cumplir lascolchonetas.Sin embargo, y pese a estas normativas, elnúmero de lesiones atribuibles al uso de un materialprotector inadecuado no disminuye. Esto puede serdebido (a) a que las colchonetas empleadas norespeten la normativa o (b) que estas normativasno analicen todas las propiedades importantes o quelo hagan de forma incorrecta. La primera causacitada no parece muy probable, al menos en lacompetición de alto nivel. Sin embargo, diversosautores (Nigg, 1990; Pérez y cols. 2006a) hanapuntado la posibilidad de que muchos de losprocedimientos y test empleados no son losadecuados para analizar las propiedades de lascolchonetas, dado que no reflejan la interacción realdel cuerpo con la superficie de recepción ni lasestrategias empleadas por los gimnastas durante larecepción.Los principales objetivos planteados en esteestudio han sido: (a) analizar el efecto que tienencolchonetas con diferentes propiedades sobrevariables de tipo cinético y cinemático durante larecepción de los gimnastas, y (b) analizar la validezde los ensayos normativos para predecir dichasvariables.MetodologíaSobre una muestra de 23 colchonetas, seseleccionaron 6 colchonetas en base a sucomportamiento mecánico según los resultadosobtenidos en el test «EN 12503-4:2001Determination of shock absortion test», medianteun acelerómetro uniaxial (ISO 6487) que permitióregistrar las deceleraciones de una masa de 20 kgal impactar en la colchoneta tras dejarla caer desdeuna altura de 0,8 m.En el estudio biomecánico, participaronvoluntariamente cinco gimnastas varones (peso: 68± 5,9 kg, estatura: 1,7 ± 0,07 m) de alto nivel. Cadauno de ellos  realizó 5 saltos, dejándose caer, desdeuna plataforma situada a 0,8 m de altura, sobre cadauna de las 6 colchonetas de la muestraseleccionadas.El tipo de salto empleado, al igual que en otrosestudios (McNitt-Gray y cols., 1994; Brian, y cols.2001; Arampatzis y cols., 2002) fue el «Drop Jump»con alguna modificación  para garantizar launiformidad de los mismos.Biomecánica, 16 (1), 2008,  pp. 21-2622Las variables de estudio analizadas fueron:- Cinéticas: fuerzas de reacción, registradasmediante una plataforma dinamométrica Dinascan/IBV® 8.1,- Cinemáticas: (a) aceleraciones en tibia ycabeza, mediante dos acelerómetros uniaxialesmodelo 3031 ICSENSORS® y (b) rango de flexión/extensión en las articulaciones coxo-femoral, rodillay tibio-tarsiana y el rango de prono/supinación enla articulación subastragalina, mediante 3electrogoniómetros biaxiales modelo M180 Pennyand Giles®.Los datos obtenidos fueron analizados mediantela aplicación MATLAB. 6®, obteniéndose losmáximos en las fuerzas de reacción del suelo(MAXF), máximos en las aceleraciones de tibiaFigura 1. Gráfica temporal aceleración en tibia - cabeza y fuerzas verticales de reacción23(AT) y cabeza (AC) y los valores máximos ymínimos en el rango de movimiento de lasrticulaciones coxo-femoral (CA), rodilla  (RO),tibio-tarsiana (TO) y subastragalina  (SU).Posteriormente se realizó un análisis estadísticosobre estos parámetros mediante el paqueteestadístico SPSS.10®, consistente en un análisis devarianza estableciéndose como factores fijos lacolchoneta y el gimnasta como aleatorio, y comofactores dependientes los parámetrosseleccionados, un análisis factorial de componentesprincipales con rotación varimax, y finalmente unanálisis de correlaciones (Pearson).ResultadosEl ANOVA realizado sobre los resultados deltest EN 12503-4:2001 en la muestra de 23colchonetas dio resultados estadísticamentesignificativos (p<0,05), lo que permitió seleccionar6 colchonetas representativas del rango deresultados obtenidos.La figura 1 y 2 muestran las curvas típicasobtenidas para las fuerzas de reacción,aceleraciones en tibia y cabeza, y valores angularesde movimiento de las articulaciones citadas. ElANOVA realizado (tabla 1) mostró que casi todoslos parámetros de las variables de estudio erandependientes (p<0,05) del tipo de colchoneta, y dadoel elevado número de estos parámetros, se realizóun análisis factorial, identificándose cuatrocomponentes (factores) que representaban con un84,78 % el total de la varianza en el caso de lasvariables cinéticas y de acelerometría, y 9componentes, que explican el 82,72 % el total de lavarianza, para las variables de electrogoniometría.Finalmente, el análisis correlaciones parapruebas paramétricas (Pearson) entre los diferentesFigura 2. Graficas temporales en el rango de movimiento de las articulaciones analizadasA24factores de las variables biomecánicas analizadas,así como también entre éstas y las variablesmecánicas, mostraron algunas correlacionessignificativas (p<0,01).DiscusiónLas fuerzas de reacción presentan una curvacaracterística similar a la de otros estudios. Tal ycomo cita McNitt-Gray (en Zatsiorki, 2000), seobserva un rápido incremento en las magnitudesde fuerza vertical principalmente durante losprimeros 50 ms tras el impacto, alcanzándosemagnitudes entre las 6,1 BW – 7,3 BW, similares alas obtenidas en otros estudios (Zhang y cols. 2000).No obstante, en competición, los gimnastasdesarrollan magnitudes muy superiores durante larecepción, llegando incluso a superar las 10 vecesel peso corporal (McNitt-Gray, 1991).En cuanto a las variables de acelerometríaanalizadas, se observaron diferenciasestadísticamente significativas (p<0.05) en tibia ycabeza según el tipo de colchoneta empleada,alcanzándose magnitudes comprendidas entre 11,62g // 15,57 g en tibia y menores magnitudes en cabeza(entre 3,05 g // 4,72 g). En este sentido, si secomparan estos resultados con los obtenidos en otrosestudios donde únicamente se han analizado lasmagnitudes en tibia, son muy similares en accionescomo la carrera sobre asfalto (entre 10-14 g) (Niggy cols.1985), o en la recepción sobre suelo desdeaproximadamente 0,30 m (Brian, y cols. 2002). Sinembargo, algunos estudios (McNitt-Gray y cols.1993:1994; Zhang y cols. 2000; Arampatzis y cols.2002) muestran como en función de la altura, asícomo el tipo de colchoneta desde la cual serecepciona, se podrían incrementar o disminuir lasvariables analizadas.2 15,1 (9,81)2 12,8 (6,3)17,68 (6,26)19,61 (8,62)5,6  22,64 (7,71)20,01 (7,82)SU31,3  19,03 (4,87)12,47 (4,48)16,19 (4,6)6 10,29 (5,8)13,8 (5,56)4,6  9,56 (8,7)SU21,2,3 10,77 (4,87)1,2,3 10,23 (5,65)1,2,3 11,01 (6,38)1,4,5,6 0,06 (5,91)4,5,6 3,16 (6,2)3,4,5,6 7,05 (5,03)TO22,3 6,16 (8,66)2,3 1,97 (7,65)2,3 6,24 (3,43)1,2,4,5,6 14,42 (2,12)1,3,4,5,6 10,4 (5,88)2,3 5,9 (7,37)RO22,3,4 92,54 (10,76)2 90,27 (6,23)6 85,34 (4,15)6 84,65 (5,53)1,5,6 80,48 (5,97)2 89,15 (5,07)RO34  75,47 (7,2)4 73,59 (5,45)1,2,3,5,6  65,8 (6,06)4  71,79 (4,77)4  75,04 (5,13)4 71,38 (5,22)CA31,2,3,4 3966,78 (196,58)1,2,3 4105,31 (186,22)1,2,3,6 4201, 83 (149,81)1,4,5,6 4903, 94 (247,93)1,4,5,6 4918,77 (176,24)2,3,4,5,6 4605,67 (215,24)MAXF1,2,3,5 3,05 (0,27)1,2,3,6 4 (0,3)1,2,3 3,46 (0,39)4,5,6 4,55 (0,53)4 ,5,6 4,72 (0,55)4,5,6 4,5 (0,85)AC11,2,3 11,62 (0,89)1,2,3 13,56 (0,94)2,3 14,07 (0,80)4,5,6 15,57 (1,54)4,5,6 15,36 (0,89)5,6 14,81 (0,91)AT1C6C5C4C3C2C1Variables ColchonetasTabla 1. Resultados del ANOVA sobre las variables analizadas (media ± SD, n=5)1 Diferencias estadísticamente significativa (p<0,05) respecto a la C1,2 Diferencias estadísticamente significativa (p<0,05) respecto a la C2,3 Diferencias estadísticamente significativa (p<0,05) respecto a la C3,4 Diferencias estadísticamente significativa (p<0,05) respecto a la C4,5 Diferencias estadísticamente significativa (p<0,05) respecto a la C5,6 Diferencias estadísticamente significativa (p<0,05) respecto a la C6,25El análisis factorial realizado en las variables deacelerometría y dinamometría, ha permitido obtenerrelaciones de interés entre los primeros y segundosmáximos de aceleración en tibia y cabeza, así comoen las fuerzas de reacción. Estas relacionesmuestran la aparición de los primeros máximos deaceleración en tibia/cabeza con un escaso intervalode tiempo tras el contacto con la colchoneta, lo cualimplica la dificultad de los gimnastas para absorberel impacto, así como la poca absorción de lascolchonetas. Respecto a los segundos máximos deaceleración en tibia y cabeza, fueron de mayormagnitud cuanto menor era el intervalo de tiempoentre los dos máximos. Lo que está indicando que,a mayor rapidez en la transmisión del impacto,menor capacidad de disipación del mismo. Seobserva que las cargas a las que se ve sometido elcuerpo del gimnasta son muy elevadas y muyrápidas. Por tanto, cabe pensar que las colchonetas,a pesar de cumplir la norma, no son capaces deamortiguar lo que sería deseable, con lo que elgimnasta se ve obligado a poner en juegomecanismos propios de amortiguación.En el caso de los movimientos de lasarticulaciones de los miembros inferiores, losresultados muestran una mayor flexión de cadera(CA2), de rodilla (RO3) y de tobillo (TO2) a medidaque la deformación de la superficie aumenta. Estosresultados son coincidentes con los de Devita y cols.(1992) y de McNitt-Gray. (1994)En cuanto a la acción de tobillo, se observa unaacción fundamentalmente pronadora cuando ladeformación de la colchoneta aumenta, ysupinadora cuando disminuye, lo cual puede ser deinterés para una mejor comprensión de la mecánicaempleada por el gimnasta al estabilizase, ocomprender ciertos factores de lesión, tal y comosucede en estudios epidemiológicos de calzadodeportivo (Brizuela y cols.1996, Llana 1998).El análisis de correlaciones (Pearson) realizadomostró algunas relaciones de interés que inducen apensar en que las recepciones tienen un altopotencial lesivo. Así, cuando las fuerzas de impactoson altas, el gimnasta compensa la falta deprotección mediante mayor flexión y prono/supinación, si, además, esto se asocia a una mayordeformación de la colchoneta, puede ponerse enserio compromiso a las articulaciones. La falta deamortiguación, provoca un aumento de la carga entejidos biológicos (ligamentos, tendones musculares,huesos y cartílagos articulares) de las extremidadesinferiores (Nigg & Bobbert., 1990), y, si se sobrepasa su tolerancia, puede desembocar en lesionescomo fracturas de los metatarsianos y huesonavicular (Weiker, 1985).Se plantea además, la hipótesis de que el ensayonormativo no refleje lo que sucede en la realidad yno prediga adecuadamente las variablesbiomecánicas en el deportista durante la recepción.Así, los resultados en el análisis de correlaciones(Pearson) muestra como:a) Los criterios establecidos por la norma parala deceleración se relacionan con los primerosmáximos en tibia/cabeza y con la flexión/extensiónde rodilla durante la recepción, por lo que a mayoresdeceleraciones en el test mecánico, mayordeceleración en tibia/cabeza y mayor dificultad delgimnasta para reducir el impacto con una menorflexión de rodilla.b) Los criterios establecidos por la norma parala deformación, se relacionan con los segundosmáximos de aceleración en tibia/cabeza, de talmodo que el aumento en la deformación reduce lamagnitud del impacto, pero el gimnasta invierte mástiempo en estabilizarse y detenerse encima de lacolchoneta.c) Los criterios establecidos por la norma parala devolución de energía, se relacionan al igual quela deceleración, con la flexión/extensión de rodilladurante la recepción, donde una menor devoluciónde energía de la colchoneta implica una mayorflexión de rodilla del gimnasta.ConclusiónA modo de resumen, se puede indicar que lascolchonetas son un eficaz sistema de protecciónpara los gimnastas, tanto más, cuanto más rápidoabsorban el impacto y devuelvan la estabilidad algimnasta. Sin embargo, esto no siempre es así. Losintentos por conseguir normativas que garanticenunas colchonetas que cumplan los citados requisitosno han dado el fruto deseado, motivo por el quediversos autores han planteado sus dudas sobre suutilidad. Posiblemente, estas normas se puedanmejorar modificando los actuales test, que se basanen caídas de masas inertes, e introduciendo testque simulen mejor la biomecánica de los gimnastasdurante las recepciones.AgradecimientosEste estudio ha sido desarrollado gracias a lacolaboración del I.B.V. (Instituto de Biomecánicade Valencia) y a la financiación de la empresaTATAM SPORT by Serrano.26BibliografíaSands, W.A; Caine, D.J; Borms J. (2003).Scientific aspects of women´s Gymnastics. Borms,J; Hebbelinck, M; Hills, A.P. (Eds). Medicine andSport Science, (Vol.45).Karger. pp.33-35.McAuley, E; Hudach, G; Shiels, K; Albright;Garrick, J; Requa, R; Wallace, R.K. (1987).Injuries in women´s gymnastics: the state of theart. En J. 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