Estudio comparativo entre el ejercicio de sentadillas con la barra frontal y por detrás
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Estudio comparativo entre el ejercicio de
sentadillas con la barra frontal y por detrás
Marcos H. Brusa, Gonzalo Parera, Ariel A. A. Braidot
Laboratorio de Biomecánica FI-UNER, mhb306@yahoo.com, 0343- 4975700 int. 121,
Ruta 11 Km 10 Oro Verde E.R.
Resumen— En las distintas actividades de la vida diaria del distal del segmento que se moviliza está libre, como las
hombre, y en múltiples gestos deportivos, se realizan extensiones de rodilla en camilla [11], [13]. En las CCC
alternadamente, flexiones y extensiones de cadera, rodilla y además del trabajo de cuadriceps se origina un mayor
tobillo. Las sentadillas constituyen uno de los ejercicios más reclutamiento y activación de los músculos isquiosurales,
populares para fortalecer la musculatura del tren inferior, glúteos mayores y gemelos, con respecto al trabajo
están dentro de los ejercicios de musculación deportiva más
mayoritario del cuádriceps común en ejercicios de CCA
difundidos, y forman parte de los movimientos de competición
dentro del levantamiento olímpico de pesas. [6].
En la rehabilitación kinésica se utilizan las sentadillas para Además de los músculos citados precedentemente, hay
la recuperación muscular, posterior a diversas lesiones del una activación importante de los músculos fijadores del
miembro inferior, fundamentalmente de rodilla. Ante lesiones tronco, fundamentalmente los abdominales y los
de ligamento cruzado anterior, se utilizan sobre todo las mini paravertebrales, esta activación se hace mayor durante la
sentadillas, en arcos de movimiento funcionales de 0 a 50º de ejecución de sentadillas inestables [1].
flexión de rodilla, debido a que en ese rango de movimiento las La activación de los músculos paravertebrales (erectores
fuerzas de corte, de compresión tibio-femoral y patelo- espinales) está acrecentada ante perturbaciones de la
femoral, disminuyen con respecto a mayores ángulos de estabilidad en la ejecución del ejercicio [9].
flexión.
En trabajos previos se encuentra que de acuerdo a la
El objetivo de este trabajo es realizar un estudio
postura lumbar adoptada durante la ejecución del ejercicio,
bidimensional comparativo de las variables cinemáticas y
dinámicas de la ejecución del ejercicio de sentadillas paralelas habrá variaciones en los patrones de los músculos rectos
con la barra por delante y con la barra por detrás. Además, se mayores del abdomen, paravertebrales y dorsales anchos
comparan los ejercicios ejecutados solamente con la barra, o [12].
con el agregado de discos como sobrecarga. La maniobra Con respecto a la contribución del músculo glúteo
deportiva comienza con el sujeto parado, con uno de sus pies mayor, se observa un mayor reclutamiento durante las
en la plataforma de fuerza para luego realizar el gesto en sentadillas profundas en la fase concéntrica. No se hallan
dirección paralela al plano de filmación. Las variables diferencias significativas entre la contribución relativa del
cinemáticas registradas son los ángulos entre segmentos, bíceps crural y de los vastos durante esta fase [4].
posiciones y desplazamientos de los centros de gravedad, y
En los últimos años se han desarrollado dispositivos que
velocidades de los segmentos anatómicos involucrados en el
ejercicio. Las variables dinámicas medidas son las fuerzas permiten estimar con bastante precisión la velocidad
ejercidas sobre una plataforma de fuerza y los momentos alcanzada y la potencia producida en los ejercicios de
articulares de cada segmento. Se registran cuatro deportistas fuerza, por ejemplo las plataformas de fuerza y las
entrenados en el ejercicio de sentadillas paralelas. alfombras de contacto [3].
Los resultados muestran mínimas diferencias en las Estudios realizados, demuestran que los ejercicios de
variables asociadas a ambas variantes de este gesto. Con los CCA, como las extensiones de rodilla en camilla, generan
resultados alcanzados hasta el momento no es posible indicar mayor reclutamiento del recto anterior del cuádriceps,
la conveniencia de alguno de ellos en la rehabilitación mientras que en ejercicios de CCC, como las sentadillas y
kinésica. ejercicios de prensa de piernas, se produce mayor
activación de los vastos [6].
Palabras clave— ligamento cruzado anterior, momentos
Con respecto a los ligamentos cruzados, el pico de
musculares, sentadillas.
tensión en el ligamento cruzado posterior (LCP), es el
doble en los ejercicios en CCC, y se incrementa a medida
I. INTRODUCCIÓN
que aumenta la flexión de la rodilla. En cambio, el pico de
Usualmente, dentro del saber popular, se piensa que las tensión del ligamento LCA, se produce en el ejercicio de
sentadillas son solamente sinónimo de trabajo del músculo CCA y cerca de la extensión total de la rodilla [6].
cuádriceps, pero esta es una visión sumamente acotada. En la rehabilitación de lesiones del LCA, el uso de mini-
Las sentadillas se suele denominar la reina de los sentadillas en ángulos de hasta 50º de flexión de la rodilla,
ejercicios de musculación [2], y como todos los ejercicios minimizan las fuerzas de corte, y de compresión tibio-
de musculación tiene defensores y detractores. femoral y patelo-femoral, con respecto a mayores flexiones
En el ámbito de la biomecánica deportiva, se clasifica a de esta articulación [7].
los ejercicios de la siguiente manera: de cadena cinética Russell y Phillips [10] muestran que no existen
cerrada (CCC), en los cuales el extremo distal del segmento diferencias significativas en los máximos momentos
que se moviliza está fijo, por ejemplo las sentadillas; y de extensores de la rodilla, comparando las sentadillas con la
cadena cinética abierta (CCA), en los cuales el extremo2
barra frontal y por detrás, hallando mínimas diferencias a articulación metatarso-falángica del 5º dedo del pie,
favor de las sentadillas con la barra por delante. maleólo externo del tobillo, talón, cabeza del peroné,
Acerca de los máximos momentos extensores de tronco, cóndilo externo del fémur, trocánter mayor del fémur,
estos son ligeramente mayores en las sentadillas con la cresta ilíaca antero-superior y base de las costillas (HAT).
barra por delante, comparados con el mismo ejercicio con Los marcadores se colocan en ambos lados del cuerpo. Otro
la barra por detrás [10]. marcador retrorreflectivo fue colocado en cada extremo de
Además, con relación a las máximas fuerzas de la barra.
compresión y corte normalizadas a nivel lumbar, las
primeras son mayores en las sentadillas con la barra por
detrás, y las segundas son ligeramente mayores en las
sentadillas con la barra por delante. Las diferencias de
inclinación del tronco hacia delante varían estas fuerzas, y
también los riesgos de lesión a nivel de la columna lumbar
[10]. No obstante, no se ha realizado una cuantificación de
la potencia muscular en cada articulación durante el
ejercicio. Tampoco se cuenta con una estimación de la
energía generada y absorbida por los músculos en las
diferentes variantes del ejercicio de sentadillas.
En el presente trabajo se evalúan sentadillas paralelas, en
las cuales, partiendo desde la postura erguida, se flexionan
las rodillas hasta que los muslos quedan aproximadamente
paralelos al plano horizontal, sea en la variante con la barra
por delante o por detrás. Posteriormente, durante la fase de
ascenso, se extienden las rodillas, hasta retornar
nuevamente a la posición de inicio. Se compara la
cinemática, dinámica y la potencia en las diferentes
articulaciones durante el ciclo completo del ejercicio. Se
evalúa la cantidad de energía generada y absorbida para las
diferentes variantes de sentadillas.
II. MATERIALES Y METODOS Fig. 1: Disposición de marcadores anatómicos.
La forma correcta de realizar las sentadillas paralelas con
la barra por detrás, es con el segmento anatómico tronco lo Después de la colocación de los marcadores, cada sujeto
más erguido posible, con el objetivo de minimizar las realiza una entrada en calor, consistente en series de
fuerzas que soporta la columna lumbar. sentadillas con una carga del 50/60 % de 1 RM de
Debido a la falta de flexibilidad que muchos deportistas sentadillas por detrás.
poseen a nivel de la articulación tibio-tarsiana, se utiliza Los sujetos se filman con una videocámara a 25 cuadros
muchas veces una tabla de madera, que se coloca debajo de por segundo (que corresponden a 50 campos de imagen por
los talones, para ayudar a mantener una postura correcta. segundo) desde la vista sagital con uno de sus pies sobre la
La apertura de los pies debe ser aquella en la que el plataforma de fuerza. El ejercicio se realiza en dirección
deportista se encuentre cómodo, preferentemente con una paralela al plano de filmación.
separación similar al ancho de los hombros. Durante cada sesión de ejercicios, el sujeto realiza 4
La barra debe estar firmemente colocada sobre los repeticiones consecutivas de sentadillas por delante,
hombros, con el agarre cercano a los mismos para ejercer descansando 15 minutos antes de realizar 4 repeticiones
más presión sobre la barra, e impedir que la espalda se consecutivas de sentadillas con la barra por detrás. Cada
curve, generando un esfuerzo indeseado sobre la columna sujeto se instruye acerca de realizar los ejercicios a su
lumbar [2]. velocidad normal de ejecución.
En las sentadillas con la barra por delante, la barra se Para cada sujeto, se procesa la segunda repetición de
apoya sobre las clavículas y la parte superior del pecho, con cada ejercicio. Si durante la segunda repetición se observan
los codos más elevados hacia el frente y con el tronco más excesivos movimientos de la barra en el plano frontal o
erecto, impidiendo esto último el riesgo de caída de la barra transversal, se procesa la tercera repetición.
hacia delante [5]. Entre las variables cinemáticas se evalúan: ángulos entre
Se evalúan 4 deportistas familiarizados con la ejecución segmentos, posiciones y desplazamientos de los centros de
de las 2 variantes del ejercicio, los cuales no presentan gravedad y velocidades de los segmentos anatómicos, en
lesiones previas de rodillas o columna lumbar. cada variante del ejercicio.
La carga a movilizar en la ejecución de los ejercicios se Entre las variables dinámicas se evalúan: fuerzas
calcula en base al 75% de una repetición máxima (1 RM) ejercidas sobre la plataforma de fuerza y entre los
de sentadillas con la barra por detrás [8]. Se emplea la segmentos, y los momentos musculares en las
misma carga constante para ambas variantes del ejercicio. articulaciones. También se calculan las potencias y energías
Se colocaron marcadores que delimitan los segmentos en cada articulación.
articulares, los cuales son semiesféricos de 10 milímetros El cuerpo de cada sujeto, se modela con 5 segmentos
de diámetro cubiertos por material retrorreflectivo. En la anatómicos: tronco superior (desde el hombro hasta el nivel
Fig. 1 se muestra la ubicación de los marcadores: L3/L4 de la columna lumbar), tronco inferior (desde el3
nivel L3/L4 de la columna lumbar hasta la cadera), muslo,
pierna y pie.
A fin de un primer estudio, no se analizan, momentos,
potencias y energías relacionadas con el segmento tronco
superior.
Los movimientos se consideran bilaterales y simétricos,
y se desarrollan solamente en el plano sagital, siendo
considerada fija la articulación metatarso-falángica del pie.
En el presente trabajo se extremaron los cuidados que se
tienen para la correcta ejecución del ejercicio. En
consecuencia no se consideran los movimientos laterales en
el plano frontal o los de rotación en el plano transversal
porque los rangos de movimiento son pequeños y de menor
relevancia en el análisis.
Los datos recolectados por la filmación son digitalizados Fig. 3: Ángulo de la articulación de la rodilla en función del porcentaje del
ciclo de una repetición.
y filtrados usando un filtro Butterworth. Se emplea el
modelo de segmentos articulados para evaluar las variables
dinámicas:
∑ F = ma
x x
(1)
∑ F = ma
y y
(2)
∑M = I α 0
(3)
Con el modelo resuelto se obtienen las potencias
musculares y la energía generada y absorbida en cada
articulación. Cada una de las variables, se compara dentro
de las dos variantes del ejercicio de sentadillas evaluadas.
III. RESULTADOS
Fig. 4: Ángulo de la articulación del tobillo en función del porcentaje del
En la Fig. 2-4 se presentan los ángulos de cadera, rodilla ciclo de una repetición.
y tobillo respectivamente para uno de los atletas
registrados. El eje de absisas representa el porcentaje del En general en todas las articulaciones se observan rangos
ciclo correspondiendo 0 % al momento en que el atleta articulares similares para ambas variantes del ejercicio y
abandona la postura erguida y el final del ciclo (100 %) para ambos miembros. Estos resultados son equivalentes
corresponde al momento en que el sujeto retorna para los demás individuos registrados.
nuevamente a la posición de inicio. En la Fig. 5- 7 se presentan los momentos musculares
netos de cadera, rodilla y tobillo, respectivamente, para uno
de los atletas registrados, normalizados con el peso del
atleta más la carga empleada durante el ejercicio. En la
cadera no se observa una diferencia significativa para las
diferentes variantes de sentadilla.
Fig. 2: Ángulo de la articulación de la cadera en función del porcentaje del
ciclo de una repetición.
En todas las figuras la curva obtenida en el ejercicio de
sentadilla frontal se representa en trazo azul para la pierna
izquierda y en trazo negro para la pierna derecha. Para la Fig. 5: Evolución del momento normalizado en la cadera en función del
sentadilla con la barra por detrás se representa en trazo rojo porcentaje del ciclo de una repetición.
para la pierna izquierda y en trazo verde para la pierna
derecha. En la articulación de la rodilla se observa una diferencia
apreciable; los momentos netos en las sentadillas para la
variante con la barra por delante son mayores que en la4
variante con la barra por detrás para ambas extremidades. discute el significado de las potencias netas articulares en
Sin bien estos resultados no son coincidentes para todos los términos de las energías generadas y absorbidas a lo largo
pacientes se observa esta tendencia. del ciclo completo del ejercicio comparando las diferentes
variantes.
Fig. 6: Evolución del momento normalizado en la rodilla en función del
porcentaje del ciclo de una repetición. Fig. 9: Representación de la potencia en la rodilla en función del
porcentaje del ciclo de una repetición.
Fig. 7: Evolución del momento normalizado en el tobillo en función del
porcentaje del ciclo de una repetición. Fig. 10: Representación de la potencia en el tobillo en función del
porcentaje del ciclo de una repetición.
En el tobillo no se observa una diferencia significativa
para las diferentes variantes de sentadilla. IV. DISCUSIÓN
En la Fig. 8-10 se presentan las potencias musculares
Debido a las diferencias de velocidades en la realización de
netas de cadera, rodilla y tobillo, respectivamente, para uno
los ejercicios por parte de los sujetos, y en consecuencia al
de los atletas registrados, normalizados con el peso del
mayor o menor tiempo de ejecución de las sentadillas, se
atleta más la carga empleada durante el ejercicio.
realiza un estudio de las potencias netas articulares en
términos energéticos. Las Tablas I-VI muestran las energías
absorbidas y generadas por cada uno de los sujetos en cada
variante de la sentadilla, considerando el plano sagital
correspondiente. En todas las tablas:
Front : con barra por delante.
Post: con barra por detrás.
Izq : para el miembro izquierdo.
Der: para el miembro derecho.
Gen : Energía generada.
Abs: Energía absorbida.
TABLA I
ENERGÍAS ABSORBIDAS Y GENERADAS EN LA CADERA PARA EL PLANO
SAGITAL IZQUIERDO
Front Izq Front Izq Post Izq Post Izq
Sujeto Abs Gen Abs Gen
Fig. 8: Representación de la potencia en la cadera en función del
porcentaje del ciclo de una repetición. 1 -209,55 214,36 -203,38 194,12
2 -160,87 157,6 -195,73 188,98
En estas figuras no se aprecia una diferencia importante 3 -178,1 167,74 -158,78 150,62
en las potencias netas articulares, no obstante se debe tener 4 -136,97 142,82 -206,9 202,2
en cuenta que las gráficas están representadas en función de
Media -171,3725 170,63 -191,1975 183,98
porcentajes del ciclo de macha. En la siguiente sección se5
TABLA II TABLA VII
ENERGÍAS ABSORBIDAS Y GENERADAS EN LA CADERA PARA EL PLANO MEDIA DE LAS ENERGIAS ABSORBIDAS Y GENERADAS EN LAS DISTINTAS
SAGITAL DERECHO ARTICULACIONES
Front Der Front Der Post Der Post Der Frontal Frontal Posterior Posterior
Sujeto Abs Gen Abs Gen Absorbida Generada Absorbida Generada
1 -166,51 168,96 -237,28 246,06 Cadera -165,425 165,98 -181,56 176,91
2 -155,44 150,68 -178,16 167,71
Rodilla -146,82 150,02 -126,67 130,43
3 -154,45 166,78 -161,98 160,78
4 -161,51 158,94 -110,26 104,84 Tobillo -20,92 20,66 -20,63 19,83
TABLA VIII
Media -159,4775 161,34 -171,92 169,8475 RELACIÓN PORCENTUAL DE ENERGIAS ENTRE LA VARIANTE CON LA
BARRA POR DETRÁS Y CON LA BARRA POR DELANTE
TABLA III
ENERGÍAS ABSORBIDAS Y GENERADAS EN LA RODILLA PARA EL PLANO Absorbida Generada
SAGITAL IZQUIERDO Cadera 109,75% 106,58%
Front Izq Front Izq Post Izq Post Izq Rodilla 86,28% 86,94%
Sujeto Abs Gen Abs Gen
Tobillo 98,61% 95,99%
1 -120,24 127,34 -114,83 121,97
Se observa a nivel de la cadera, que la energía absorbida es
2 -179,36 167,84 -123,53 127,67
9.75% y la energía generada 6.58% mayores para el
3 -99,938 112,12 -135,11 138,1 ejercicio con la barra por detrás respecto de la barra por
4 -142,94 143,96 -179,38 177,09 delante. A nivel de la rodilla la energía absorbida es
Media -135,6195 137,815 -138,2125 141,2075 13.72% y la energía generada 13.06% menores para el
ejercicio con la barra por detrás respecto a la barra por
TABLA IV delante. A nivel del tobillo la energía absorbida es 1.39% y
ENERGÍAS ABSORBIDAS Y GENERADAS EN LA RODILLA PARA EL PLANO
la energía generada 4.01% menores para el ejercicio con la
SAGITAL DERECHO
Front Der Front Der Post Der Post Der barra por detrás respecto a la barra por delante. De esta
Sujeto Abs Gen Abs Gen manera el análisis energético muestra mínimas diferencias
1 -108,85 109,66 -141,15 138,67 entre ambas variantes del ejercicio de sentadillas.
2 -150,24 145,31 -99,957 112,11
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