7.- ANÁLISIS DE LA SUMATORIA DE TORQUES MI TM.

GÓMEZ, Marco (ttgomez2011@gmail.com)

Un modelo según Learner (2014) es una idea comprobable o un ideal creado por la mente humana, que sirve como una herramienta para la toma de decisiones. Estos se desarrollan cuando “la creatividad y la visión de un científico se combinan con los datos y observaciones sobre muchos escenarios similares. Los científicos tratan de identificar y generalizar patrones en estas observaciones, y utilizan el lenguaje matemático para predecir el resultado de situaciones relacionadas. El valor de un modelo es que podemos confiar en sus predicciones sobre situaciones similares, incluso si no nos encontramos con cada situación.”

“Los modelo matemáticos los resultados se determinan con precisión a través de conocidas las relaciones entre los estados y eventos, sin ningún margen de variación aleatoria. En tales modelos, un dado de entrada será siempre producir la misma salida”.  (businessdictionary, 2014)

Nic (2013) Explica que nuestro mundo está lleno de modelos:

• un mapa es un modelo de un lugar, que puede ayudarnos a ir de un lugar a otro.
• partitura es un modelo escrita del sonido que puede hacer que una canción
• un horario de autobuses es un modelo de donde deben aparecer los autobuses
• informes financieros de una empresa son un modelo de un aspecto de la empresa

Los modelos son cada día más utilizados por el ser humano en cada actividad cotidiana, y con el avance de tecnología en especial la robótica, todas las profesiones utilizan estos para representar, optimizar y tomar decisiones más asertivas en cuanto en que nivel se encuentra la debilidad y por ende mejorar los resultados.

El deporte en el siglo XXI no escapa de esta realidad, así que los investigadores biomecánicos están utilizando los  modelo determinista basados en la teoría de James Hay 1978 de su libro “The biomechanics of sports techniques”.

Los modelos determinista  son un “paradigma de modelado que determina las relaciones entre una medida de resultado del movimiento y los factores biomecánicos que producen una medida de este tipo” (Hay y Reid ,1988).

Estos poseen  ventajas y desventajas para la investigación aplicada en biomecánica del deporte y ayudan a los biomecánicos deportivos a explicar, en lugar de simplemente describir, aspectos mecánicos del rendimiento deportivo y también limitar el número estudios triviales. Chow y Knudson (2011) hicieron  algunos argumentos convincentes y sólidos a favor de la utilización de modelos deterministas en la investigación biomecánica del deporte, sin embargo esto es teórico (cualitativo), y cuando el entrenador y/o el jugador lo visualiza difícilmente logren entenderlo, ya que quizás la cuestión más importante en relación con la aplicación práctica de los modelos deterministas es que son modelos de desempeño y no modelos de la técnica explica Glazier y Robins (2011), estos modelos son capaces de identificar factores mecánicos relevantes para el rendimiento pero no como se generan desde la ejecución técnica.

Los modelos deterministas son basados en principios bien establecidos de la mecánica, pero se podría objetar que su  contribución está limitada, por ende uno de los objetivos de este estudio es graficar ofreciendo desde un  marco teórico alternativo mayor poder explicativo de un modelo ya estructurado por Gómez y Zissu (2012) en la destreza del Forehand Topspin del tenis de mesa que sirve como base a todos los golpes ofensivos en este deporte.

De lo antes expuesto se pretende a través de la teoría los  sistemas dinámicos ofrecer la alternativa  viable para modelar el rendimiento deportivo, ya autores como Glazier, Davids  y Bartlett(2003)  explican que  por su énfasis en los procesos de coordinación y control en los sistemas de movimiento humano, esta teoría ayuda dar un salto de calidad  de la biomecánica  descriptiva a un nivel más analítico (Baumann, 1987; Norman, 1989; Nigg, 1993; Elliott, 1999).

El modelo determinista  de los golpes ofensivos (figura 1) se establece a través de los protocolos para los estudios biomecánicos.

La distribución desde el punto de vista mecánico es muy clara y sistemática, se puede decir que es una pirámide donde todo lo que ocurre en el golpe está en la base (sumatoria de torques) y posterior lo que se trasmite a la pelota (resultado).

Para analizar la sumatoria de torque (figura 3), se debe aclarar primero que el   Torque, es una medida de la cantidad de una fuerza que actúa sobre un objeto que se  opone a girar.  En otras palabras es una fuerza aplicada sobre una distancia (brazo de palanca) que causa la rotación alrededor de un punto de apoyo (eje de rotación). Torque = Palanca x Fy (o Fuerza sinα).

Torque depende de 3 variables:

1. magnitud de fuerza
2. El ángulo de aplicación de la fuerza
3. Longitud del brazo de momento

La magnitud de la fuerza viene determinada por la contracción muscular de los músculos esqueléticos que se utilizan para facilitar el movimiento, mediante la aplicación de fuerza de tensión a los huesos; través de la contracción.” (sciencedaily, 2013). La contracción genera un  cambio geométrico (deformación) en la forma del musculo (F= m. a). Fuerza muscular pura no es lo que ejerce el musculo sobre el segmento, ya que este está en contacto con el segmento en dos puntos (origen e inserción) a través de un tejido elástico denominado tendón.

El Tendón,  “es una banda resistente de tejido conectivo fibroso que normalmente conecta el músculo al hueso y es capaz de soportar la tensión.” (centrodeartigos, 2013).

Para lograr aumentar la magnitud:

• Un músculo con una superficie fisiológica mayor sección transversal creará más fuerza muscular. 
•  El segundo factor es la longitud del músculo. Todos los músculos tienen una longitud de reposo natural. Esta longitud de reposo natural se encuentra cuando se relaja el músculo. Los músculos que se estiran (fase excéntrica) hasta aproximadamente el 120% de su longitud de reposo natural generan mayor magnitud. (principio biomecánico de fuerza inicial)
• El tercer factor es la velocidad de la contracción muscular. Los músculos que se contraen concéntricamente a velocidades más lentas generan mayor fuerza muscular que los músculos que se contraen concéntricamente a velocidades más rápidas

El ángulo de aplicación de la fuerza viene determinado por la inserción del musculo.Los músculos vienen en pares y por ende hay que analizarlos unidos,  para garantizar la mayor cantidad del  par de torsión siempre cuando se aplica la fuerza el ángulo entre los segmentos debe ser  de 90 grado.

Longitud del brazo momento  El brazo momento  (brazo de palanca) de un sistema de fuerza es la distancia perpendicular desde un eje a la línea de acción de una fuerza, la mayor longitud se logra cuando  los ejes longitudinales de los dos huesos conectados en una articulación están alineados eje largo al eje largo (es decir, en línea recta), la distancia de brazo de momento es la más pequeña. Esto es debido a que la línea de tracción de la fuerza muscular pasa muy cerca del eje de la articulación de rotación. La distancia máxima brazo de momento se logra cuando los ejes largos de los dos huesos conectados en una articulación son perpendiculares entre sí (es decir, hay un ángulo de 90 grados entre los dos ejes largos). En esta orientación conjunta, la línea de tracción de la fuerza muscular es la más alejada del eje de la articulación de rotación. 

La longitud de la palanca entre el punto de apoyo y el punto de aplicación de la resistencia se llama brazo de resistencia, y la longitud entre el punto de apoyo y el punto de aplicación de la fuerza se llama brazo de fuerza. (figura 5).

La función usual de una palanca es obtener una ventaja mecánica,  esto proviene de la ley de proporcionalidad, descubierta por Arquímedes, entre el peso y la distancia necesaria con el punto de apoyo, que permita equilibrar las fuerzas.

¿Estos torques como lo observamos en la técnica de ejecución?, cuando el jugador está apoyado con ambos pies en la superficie  del suelo (sintético, madera u otro) ejerce una fuerza lineal (acción) en dirección hacia el suelo (dirección de la gravedad)  que viene cuantificada por la distribución de la masa y la aceleración del centro de gravedad del cuerpo, pero para lograr esta aplicación de fuerza y su posterior reacción (3ra ley de newton) , el jugador realiza una serie de acciones y movimientos en los diferentes segmentos, en su mayoría rotacionales, en especial en los miembros inferiores que barren un ángulo entre  los segmentos muslo-pierna, para lograr esto, entre los segmentos ocurre un movimiento rotatorio en especial del muslo (fase excéntrica de los músculos del cuádriceps)  en dirección del suelo, con apoyo en la articulación de la rodilla y la pierna  que se encuentran en  cadena cinemática cerrada (los segmentos pies están fijo o estabilizando el cuerpo).

El torque en estos segmentos causa que el  centro de gravedad (punto  de aplicación de la resultante de todas las fuerzas que la gravedad ejerce sobre el sistema del cuerpo y su masa),  cambie su altura (desplazamiento) de la posición 1-2 (figura 6).

El torque como causante del movimiento lineal del punto periférico de la extremidad o del cuerpo  son los responsables de generar el desplazamiento.

En cada fase, posición y acción el torque que se generan en un segmento viene acompañado del torque que realizan otros segmentos  para adaptar la postura del cuerpo, por eso hablamos de sumatoria de torques.

La importancia de analizar esta sumatoria de torque radica en la transferencia de cantidad de movimiento (el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado), ya que los jugadores los jugadores generan este momento (vertical y horizontal) cuando están  en contacto con el suelo, todos los golpes siguen una secuencia de acción-reacción suelo, miembros inferiores, tronco, miembros superiores raqueta y por ultimo pelota.

Si no hay buena colocación de ambos pies, si solo apoyamos 1 pie o si el jugador golpea en el aire, la transferencia de esta cantidad de movimiento no se ejecuta a 100%.