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ANALSIS DEL PATRN Y LAS PRESIONES PLANTARES DURANTE LA RECEPCINEN UNA COLCHONETA

Pedro Prez Soriano (1), Salvador Llana Belloch (2), Enrique Alcntara Alcocer (3),Florentino Huertas (1), Ana Pablos Monz (1).

1, 4, 5. Facultad de Ciencias de la Actividad Fsica y el Deporte. Universidad CatlicaSan Vicente Mrtir.

2Facultad de Ciencias de la Actividad Fsica y el Deporte. Universidad de Valencia.3IBV (Instituto de Biomecnica de Valencia).

RESUMEN

Dentro de las rutinas de la gimnasia deportiva, un elemento comn son lasrecepciones sobre la colchoneta. En este sentido, diversos han sido los estudios cinticos y

cinemticos realizados sobre la recepcin y cuyos resultados pueden han sido tiles para lamejora en la compresin de la recepcin y diseo de colchonetas. No obstante, el estudio delas presiones plantares durante la recepcin no ha sido desarrollado por ningunainvestigacin a pesar de que el pie transmite al cuerpo las cargas de reaccin generadas enel contacto con la colchoneta y dependiendo de su magnitud, frecuencia y punto deaplicacin se pueden producir diferentes lesiones. El conocimiento de dichas cargas esimportante no solo para la prevencin de lesiones o criterios en el diseo de colchonetas,sino tambin para la mejora del rendimiento deportivo, mejorando la estabilidad durante larecepcin. El presente trabajo muestra cuales son las zonas del pie a analizar, el patrn ylas magnitudes de las presiones plantares durante una recepcin tras un salto.

Palabras clave: Presiones plantares, colchonetas, gimnasia, biomecnica.

INTRODUCCIN

La gimnasia deportiva, junto al atletismo, es una de las modalidades ms popularesdentro del programa olmpico, donde el volumen y la carga de los entrenamientos en lapreparacin de los gimnastas necesita que sea cuidada hasta el ms mnimo detalle,incluyendo la seguridad y elementos de proteccin (como puedan ser las colchonetas).

Entre los distintos tipos de ejercicios tcnicos desarrollados por los gimnastas, unelemento comn son las recepciones, importantes no solo desde el punto de vista delrendimiento (puntuacin en la ejecucin final) sino tambin desde la proteccin del gimnasta

(fase donde se localiza el mayor ndice de lesiones). Durante una recepcin, los gimnastassuelen llegar a la colchoneta partiendo de alturas de 395 016 m (Geiblinger,H. ycols.1995) que generan unas fuerzas de impacto de magnitudes que oscilan entre 10 - 18veces el peso corporal (McNitt-gray, J. L. 1993). Es evidente que el nmero de lesionessufridas por los gimnastas ante tales magnitudes puede llegar a ser elevado, siendo elmiembro inferior la zona donde se localiza el mayor nmero de lesiones, concretamenteentre 54.1% - 70.1% (gimnastas masculinos) y 34.4 % - 43.1% (gimnastas femeninos)(Hume, P. 2001).

El siglo XX puede ser considerado como el siglo donde el desarrollo e investigacindeportiva han alcanzado su mxima expansin. En gimnasia, la investigacin deportiva enmateria de colchonetas ha contribuido en gran medida al conocimiento de los efectosproducidos sobre el gimnasta, siendo varios los estudios biomecnicos realizados para

analizar las variables cinticas y cinemticas del gimnasta durante la recepcin (Dufek ybates, 1990; Gross y Nelson, 1987; Lees, 1981;Nigg, 1985; Panzer, 1987; J.L McNitt-Gray,

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1993). No obstante, y a pesar de la gran variedad de estudios no se conoce cuales son lasmagnitudes y evolucin de las presiones plantares del pie durante la recepcin sobre lacolchoneta, aspecto importante ya que el pie juega un papel primordial en la estabilidad delapoyo durante la recepcin: la distribucin de las presiones a los largo del pie y laprogresin del punto de aplicacin de la carga determinan en gran parte la estabilidad delapoyo, lo cual afecta no solo al resultado en una competicin sino tambin a la posibilidadde sufrir una lesin.

El presente trabajo analiza cuales son los valores mximos de presin en lasdistintas zonas del pie y describe el patrn de las presiones durante la recepcin realizadapor cinco gimnastas en distintos tipos de colchonetas.

MATERIAL Y METODOS

Para el anlisis de las presiones plantares durante la recepcin se emple unsistema de plantillas instrumentadas Biofoot/IBV 2001 (Figura.- 1), formado por lossiguientes componentes y caractersticas: pares de plantillas (formadas por 64 cermicasdistribuidas sobre una plantilla de 1,3mm de espesor), dos mdulos amplificadores, un

transmisor por telemetra y una tarjeta receptora instalada en el PC.

Figura 1.- Esquema del instrumental necesario para analizar las presiones plantaresmediante una plantilla instrumentada Biofoot/IBV (Vera y Hoyos, 1993).

Las plantillas instrumentadas permiten el registro y anlisis dinmico de ladistribucin de las presiones durante el apoyo del pie, facilita la determinacin de los mapasde presiones a lo largo del tiempo de apoyo, el clculo de la componente vertical de lafuerza resultante y la evolucin del baricentro (Brizuela, G. A., y cols. 1987).

La utilizacin de este instrumental presentaba un problema, ya que la no utilizacin de

calzado en los gimnastas dificultaba el empleo y funcionamiento de las plantillas. Por dichomotivo se utiliz un calzado especial, flexible y de ligero peso (similar a un calcetn) (Figura.-2) que permitiera adquirir las presiones sin influir sobre el gimnasta y en el salto realizado.

Figura 2- Zapatilla y plantillas empleadas.

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Dado que numerosos estudios (McNitt-Gray J.L. (1991); McNitt-Gray, J.L. ycols.(1994); Arampatzis, A. y cols. (2002); Brian, P.S. y cols. (2001); Song-Ning, Z. y cols(2000); Jeremy, J.B. y cols. (2001)) que analizan la recepcin sobre una colchoneta y losefectos derivados sobre el gimnasta emplean como salto para el anlisis el Drop Jump(Figura.- 3), se utiliz este tipo de salto desde una altura de 80cm para el anlisis de laspresiones durante la recepcin.

Figura 4.- Drop Jump.

Las cermicas que configuraban las plantillas fueron agrupadas en 12 zonasdiferentes para su anlisis (Figura.- 4), emplendose una frecuencia de muestreo de 750 Hz(sobre un solo pie, el derecho) con un tiempo de medicin total de 5 segundos en cadasalto.

Figura 4.- Distribucin de las zonas del pie en la plantilla instrumentada.

Muestra de sujetos y colchonetas analizadas.

En los diferentes ensayos realizados participaron 5 gimnastas, citados de maneraindividual en los laboratorios del IBV. Las medias de edad, peso y estatura de los cincogimnastas masculinos que participaron en el estudio fue de: 25.8 7.9 aos, 68Kg 7.91 y1.7m 0.07 respectivamente, con una media en los aos de prctica deportiva en gimnasiade 10 8.03 aos.

Se analizaron un total de 6 colchonetas de diferente diseo y densidad, con un

espesor de 20 cm.

TITCTE

PME

PMC

PMI

C5M

MMC1M

RD

PrD

TC2

1. TE (taln externo).

2. TC (taln central).

3. TC2 (taln central 2).

4. TI (taln interno).

5. PME (planta medio externa).

6. PMC (planta media central).

7. PMI (planta medio interna).

8. C5M (cabeza 5 metatarsiano).

9. MM (metatarsianos medios).

10. C1M (cabeza 1er

meta).

11. RD (resto dedos).

12. PrDD (primer dedo).

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Anlisis estadstico y tratamiento de los resultados.

Los parmetros que se obtuvieron mediante el propio programa Biofoot/IBV 2001fueron las media de los valores mximos por zona, y su anlisis posterior mediante elpaquete estadstico SPSS.10 (Statistical Package for the Social Science).

El tratamiento estadstico realizado consisti en:

- Un anlisis exploratorio del los parmetros obtenidos mediante el empleo dediagramas de caja simple (resumidos por grupos de caso), para eliminar valores extraos.

- Un anlisis de varianza (ANOVA. MLG-Univariante) establecindose como factoresfijos la colchoneta y sujeto, y como factores dependientes las distintas zonas del pie (con unnivel de significacin del *p

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Figura 5.- Secuencia temporal de las presiones durante la recepcin.

Comparacin entre las medias por zona (ANOVA).

Los resultados del anlisis de varianza (ANOVA) sobre las medias de las diferenteszonas del pie en los 6 tipos de colchonetas analizados, mostraron diferenciasestadsticamente significativas (*p>0.05) segn la zona del pie, a excepcin de las zonasPrDD, TLC2 y TLE. Las medias de presin por zona, oscilaron entre 100 - 800 Kpa, teniendouna presin media entre700 800 Kpa la zona del TLC, entre 400 600 Kpa el TLE y TLI,cerca de los 400 Kpa la C1MT y entre los 100 200 Kpa el resto de zonas analizadas.

Adems se observan diferencias significativas (*p>0.05) entre las colchonetas y lasdistintas zonas del pie, siendo las zonas del TLE y MTM las que menor diferenciasignificativa mostraron con la muestra de colchonetas analizadas.

Anlisis factorial.

Los resultados del anlisis factorial realizado permitieron identificar la relacionesexistentes entre las presiones de las distintas zonas del pie. Las comunalidades de lasdistintas zonas del pie nunca fueron menores que 0.7, identificndose 4 componentes queexplicaran el 83,804 % de la varianza total explicada.

De la extraccin de los componentes principales, empleando el mtodo de rotacinVarimax (Tabla.- 1), se han extrado 4 componentes principales.

.933

.904

-.807 .460

.903

.863

-.484 .680

.896

.813

-.605 .624

.934

.417 .772

.439 .678

PLMI

PLMC

TLC2

C1MT

PRDD

MTM

TLC

TLI

TLE

C5MT

PLME

RDD

1 2 3 4

Componente

Tabla 1.- Matriz de componentes rotados.

DISCUSIN Y CONCLUSIONES

Este estudio ha permitido identificar el patrn de presiones de la planta del piedurante la recepcin en una colchoneta (Grfica.- 1), patrn caracterizado por unaselevadas presiones fundamentalmente en la zona del taln (con presiones medias de800Kps) y C1MT (400Kpa), seguido de presiones ms bajas (200Kpa) en el resto de zonas.No obstante, el valor de estas presiones vara en funcin del tipo de colchoneta empleada,tal y como muestran las diferencias significativas encontradas entre las zonas y lacolchoneta.

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El anlisis de las componentes principales permiti identificar cuatrocomponentes (Figura.-6) que deberan de ser empleadas en futurosestudios; dos componentes que relacionan directamente la presin enzona delantera del pie (antepi) y el taln (retropi), una terceracomponente (mediopi) que muestra una relacin inversa entre laspresiones de la planta media del pie y el taln externo (lo cual puedeindicar un mecanismo de cada o impacto no controlado), y finalmenteuna cuarta componente (pie externo) que relaciona las presiones de laparte ms externa del pie con el resto de dedos, pudiendo indicar estacomponente el grado de estabilidad que el gimnasta consigue durantela recepcin.

Figura 6.- Segmentacin del pie en 4 zonas de anlisis.

Como conclusiones a los resultados obtenidos en este estudio:

- La secuencia temporal de las presiones plantares durante la recepcin se inicia en el taln,

seguida por la parte ms externa del pie hasta la zona de los metas.- Las presiones ms elevadas se localizan en la zona del taln central, seguidas por la zonade la cabeza del primer meta, y mantenindose presiones similares en el resto de zonas.- El diseo de la colchoneta afecta en la distribucin de las presiones plantares.- En anlisis de las presiones plantares durante la recepcin en una colchoneta puede serexplicada segmentando el pie en 4 zonas.

BIBLIOGRAFA

Brizuela, G. A; Llana, S (1987) Herramientas y tcnicas para el anlisis biomecnico. Elanlisis de la prctica deportiva; una visin multidisciplinar. Promolibro. Valencia

Dufek, J.S., Bates, B.T. (1991). Biomechanical factors associated with injury during

landing in jump sports. Sports Medicine. 12 (5): 326-337. Ferrandis, R. Criterios biomecnicos de diseo del calzado deportivo. Aportacin al

estudio cintico y cinemtico del calzado para carrera urbana. 1997. Tesis Doctoral.Universidad Politcnica de Valencia.

Hume, P. (2001). Minimising injuries in gymnastics activities. Departament of sport andexercice. Auckland, Univ. (New Zealand).

Lees, A. (1981). Methods of impact absortion when landing from a jump. Engineering inMedicine. MEP; 10 (4); 207-211.

McNitt-Gray, J.l., Yokoi, T., Millward, C. (1993). Landing strategy adjust ments made byfemale gymnasts in responsed to drop height and mat compositiom. Journal AppliedBiomechanics. Human Kinetics, Champaign (IL). 9: 173-190.

Panzer, V.P., Wood, G. A., Bates, B.T., Mason, B.R. ( 1987). Lower extremity loads inlanding of elite gymnasts. En XI International congress on Biomechanics.7-B; 721-735.

Soler, C. Registro dinmico de la distribucin de presiones plantares: diseo y desarrollode un nuevo sistema de medida. Evaluacin de su potencial de aplicacin clnica eindustrial. 2001. Tesis Doctoral. Instituto de Biomecnica de Valencia.

Vera, P. Hoyos; J. V. (1993). Tcnicas instrumentales desarrolladas por el Instituto deBiomecnica de Valencia (IBV) para el anlisis de las actividades humanas. Instituto deBiomecnica de Valencia.

AGRADECIMIENTOS

- Toldos Serrano S.L (Tatam Sport). - Zfoam S.L.

- IBV (Instituto de Biomecnica de Valencia). - Facultad de Ciencias de la actividadFsica y el Deporte Fsica. Universidad Catlica de Valencia San Vicente Mrtir.

TITCTE

PME

PMC

PMI

C5M

MTM C1M

RD

PrD

TC2