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Cargas inerciales: Poleas cónicas

Hace ya unos meses (o años incluso…) escribía este post sobre como sería el «Press de banca espacial», lo que usaba como ejemplo para explicar que es una carga inercial. Si nos damos un paseo por una sala de entrenamiento encontraremos diferentes tipos de materiales que nos pueden ofrecer diferentes tipos de cargas, y muchos de ellos (casi todos podríamos decir) nos aportan una carga gravitacional y una inercial (la que decíamos en el anterior post que era como una carga «durmiente» o un potencial de carga). Pero si queremos buscar una máquina cuya carga sea únicamente inercial, muy seguramente tengamos que pasearnos por más de un centro deportivo para encontrarla, ya que este tipo de máquinas aún siguen resistiéndose a ser añadidas como parte del material básico de cualquier sala de entrenamiento.

Como otros muchos avances de la ciencia, las máquinas inerciales vienen de la investigación espacial, más concretamente la que realizaron los Drs. Hans Berg y Per Tesch del Karolinska Institute (Estocolmo, Suecia) con la NASA para solucionar el problema con el que se encontraron en la década de los 70; los astronautas que pasaban tiempo en ingravidez en las estaciones espaciales tenían una gran perdida de masa ósea y muscular, por lo que necesitaban ejercitarse para minimizar dichas pérdidas.

No hace falta un alarde muy grande de imaginación para darnos cuenta de que nuestras mancuernas tienen poca utilidad con gravedad cero, así que tocaba inventar métodos que no necesitaran de la gravedad. Y es ahí dónde aparecieron los dispositivos con discos de inercia de YoYo Technology™.

A día de hoy cada vez hay más empresas que ofrecen dispositivos diferentes basados en cargas inerciales, y además este aumento de la oferta ha hecho que los precios sean cada vez más asequibles. El principio de estos dispositivos es sencillo, tenemos un disco con un eje de giro (habitualmente con diferentes masas que se le pueden añadir o diferentes discos de diferente masa) y lo colocamos de forma que podemos acelerarlo y desacelerarlo en un movimiento giratorio a través de un sistema de poleas y/o cuerdas no elásticas. Si nunca has visto una un poco más abajo tienes un vídeo de una de las más típicas, que es de hecho de las que hablaremos en este post.

Así pues, hoy vamos a hablar de las POLEAS CÓNICAS, que son seguramente el dispositivo isoinercial más popular por diferentes motivos:

  • Debido a su simplicidad podemos encontrar modelo muy económicos.
  • Permiten una gran variedad de ejercicios al poder redirigir el vector de fuerza de una forma muy sencilla con poleas.
  • Hay modelos portátiles que se pueden trasladar «fácilmente» (si obviamos que pesan bastante…) y anclarlo a diferentes estructuras, permitiéndonos trasladar la «sala de entrenamiento».
  • Por su diseño en forma de cono presentan un perfil de resistencia que puede ser más «fácil» de usar para algunos perfiles de deportistas.

Con esto no quiero decir que sean el mejor dispositivo isoinercial, sino que seguramente sea el más popular y asequible a día de hoy. En los últimos años han aparecido nuevos dispositivos en el mercado como EPTE: INERTIAL CONCEPT (que analizaremos próximamente) que suman carácterísticas y virtudes a las ya conocidas máquinas YO-YO y otras marcas similares como las de Iberian Sportech,   Isoinercial o  RSP. Como pasa en cualquier producto, la aparición de nuevas marcas y la existencia de competencia siempre es positiva para que los usuarios podamos disfrutar cada vez de máquinas con más funcionalidades y a precios más asequibles.

Pero vamos con la polea cónica…

¿Por qué un cono?
Lo primero que debemos responder es al porqué de la forma. ¿Qué nos aporta que tenga forma de cono? Si no has visto nunca una polea cónica para un momento y échale un vistazo al siguiente vídeo.

 

Imaginemos por un segundo que estamos sentados en un bicicleta y vamos a hacer una carrera de sólo 3 metros con un amigo. ¿Qué piñón elegirías para esa carrera? ¿El mayor o el menor?…….. Obviamente si elegimos el más pequeño (circunferencia menor) nos será realmente difícil acelerar la bici rápidamente, mientras que con el piñón más grande (circunferencia mayor) en un momento ya estaríamos andando. Pero, ¿qué pasaría si cuando llevamos 2,5 metros recorridos vemos que la meta se traslada hasta los 50 metros? Seguro que rápidamente buscaríamos el cambio de marcha para poner un piñón más pequeño, ya que sino tendríamos que pedalear muy rápido para poder aumentar la velocidad y seguir ejerciendo fuerza.

Si te fijas de nuevo en el vídeo anterior cuando empezamos a tirar (fase concéntrica) la cuerda comienza a liarse en el cono por la parte más baja, es decir por la que tiene un radio mayor (y consecuentemente una mayor circunferencia). Si paráramos el vídeo justo en ese primer momento y tomamos el radio de la circunferencia en la que la cuerda se está liando en el cono en ese momento (pongamos como ejemplo que es de 7cm), la circunferencia que tiene que cubrir la cuerda en cada vuelta de la polea será de casi 44 cm (2 π r = 2 π r = 43,98). Conforme la cuerda se va liando, y debido a la forma del cono, cada vez lo hace en una circunferencia menor, hasta llegar a la parte más alta del cono dónde el radio puede ser perfectamente de 1cm, lo que implica una circunferencia de poco más de 6 cm (2 π r = 2 π 1 = 6,28).

¿Qué implica esto? Que el principio del movimiento en la fase concéntrica es más suave, y nos permite ir aumentando la resistencia conforme el movimiento va ocurriendo, lo que además nos facilita el ir aplicando fuerza durante todo el rango.
PERO…. ¡sigamos con el ejercicio! Sólo hemos hecho la fase concéntrica… Hemos dejado a nuestro cliente al final de la fase concéntrica con el brazo pegado al cuerpo y con el cono totalmente «desliado» y con su circunferencia menor.

¿Qué pasa ahora? Exactamente a la misma velocidad que ha acabado de desliarse la cuerda va a empezar a liarse (¿recuerdas que se llama isocinética?) y además por esa parte de radio pequeño, lo que implica que el comienzo de mi fase excéntrica va a ir acompañado por una gran carga (imagínate intentar frenar la rueda de una bici en funcionamiento acompañando el movimiento con el piñón pequeño puesto, si tienes una fixie con piñón fijo sabrás de lo que te hablo…). Esa carga además irá disminuyendo conforme la cuerda se vaya liando en el cono cada vez en una parte con radio mayor.

Resumiendo, esta forma de cono nos permite que la carga sea progresiva, y que el momento del cambio de concéntrico a excéntrico tenga la mayor carga de trabajo.

 

¿Cómo regulamos la carga?
Si hemos dicho que este tipo de máquinas nos dan cargas inerciales, tendremos que irnos a la fórmula de carga inercial: Ci=m.a
Esto significa que podremos modificar la carga total de dos formas, aumentando la aceleración, o aumentando la masa, ¡no hay más! Esto nos abre las siguientes formas de hacerlo:

  • Modificando la altura de la última polea: En el siguiente vídeo podéis ver como modificando la altura de la ultima polea podemos conseguir que la posición a la que llega la cuerda liándose en el cono sea más baja o menos, lo que implicará que el diámetro máximo sea mayor o menor (el mínimo siempre será el mismo, el momento 0 dónde la cuerda cambia de sentido de giro). Con este cambio (según el modelo de polea tendremos habitualmente 3-4 opciones) conseguiremos aumentar o disminuir la aceleración y con ello la carga.

 

 

  • Modificando la velocidad de ejecución del ejercicio: Esta es sin duda la forma más sencilla, y hace que con la misma configuración del resto de elemento podamos trabajar con dos personas con capacidades diferentes sencillamente haciendo que al hacer el ejercicio lo hagan produciendo mayores o menores aceleraciones. Si por nuestro objetivo necesitamos que el ejercicio se haga con una aceleración concreta, debemos tenerlo en cuenta para manejar el resto de parámetros para conseguir la carga deseada.

 

  • Modificando la masa del disco de inercia: Que no haya carga gravitacional no significa que la masa no importe, de hecho está ahí, en la fórmula, multiplicando¡¡ Por ello podemos cambiar cuanto pesa el disco de inercia que estamos haciendo girar colocando más o menos pesas sobre él.

 

¿Y cómo medimos la carga?
Si tenemos en cuenta las 3 formas anteriores de variar la carga tendremos bastante claro que el resultado final puede ser enormemente variable, por lo que se hace realmente difícil medir la carga que estamos creando sin ningún medio que nos ayude. Básicamente podríamos tener los siguientes:

  • Uso de un encoder: Muchas de estas máquinas traen ya incorporadas un encoder que midiendo la velocidad de giro del cono e introduciendo otros datos nos permitirán conocer la potencia generada, normalmente en tiempo real.  Esto nos permite incluso poder trabajar con un porcentaje de pérdida para medir la fatiga y comparar el rendimiento de nuestro cliente tanto ínter como intra sesiones.La marca pionera en este tipo de dispositivos fué Smartcoach, y a día de hoy sus dispositivos siguen siendo referencia en el mercado. Si nuestra máquina no lo trae existen opciones, como las que comercializa Chronojump, de colocarle un encoder y usar su propio software que además es gratuito.
  • Galga de fuerza: Este elemento es un dispositivo que se coloca en la cuerda de la que tiramos, y mediante unos sensores muy precisos miden la deformación de esa pieza y por tanto la fuerza que está recibiendo que será la misma que recibiremos nosotros. En el mercado hay pocos dispositivos de este tipo tienen un precio bastante elevado (como éste que además hace necesario tener un «Musclelab«), aunque los amigos de Chronojump han sacado hace unas semanas un dispositivo a un precio más «amigable» (241€), si bien su software a día de hoy sólo nos da datos en isométrico (esperamos que en próximas actualizaciones pueda llegar a funcionar con este tipo de dispositivos)
  • Percepción subjetiva del esfuerzo: Si no tenemos el medio anterior deberemos conformarnos con la percepción de nuestro cliente, aspecto que es realmente interesante entrenar incluso aunque contemos con el encoder.

 

¿Y la sobrecarga excéntrica?

Estas máquinas son también llamadas como «de sobrecarga excéntrica», pero hasta ahora las hemos llamado ISOINERCIALES, y si como veíamos «iso» es «igual» significaría que te dan la misma inercia. Efectivamente, si yo en la fase concéntrica genero una fuerza de 10, la máquina va a devolverme exactamente esa fuerza de 10, pero hay alguna forma de conseguir que la carga en la fase excéntrica sea mayor que en la concéntrica.
Para hacerlo tendremos que ser capaces de realizar la fase excéntrica frenando en un tercio del rango de movimiento, acompañando el movimiento sin frenarlo en los otros 2/3. Esto hará que toda la fuerza que hemos generado en la fase concéntrica (que tiene una duración X), tengamos que frenarla en la fase excéntrica pero sólo en 1/3 de tiempo (duración X/3) lo que aumentará el pico de fuerza en ese tiempo.
Como una imagen vale más que mil palabras, en la siguiente podéis verlo más claramente (peso convencional VS dispositivo isoinercial)

 

peso vs isoinercial

Imagen Marco Pozzo

 

Otra forma de hacerlo sería con la ayuda del entrenador, que este caso podría aumentar la aceleración en la fase concéntrica ayudando al deportista para posteriormente «apartarse» y dejarle a él toda la fase excéntrica como podéis ver en el siguiente vídeo en el que Raúl «ayuda» a Javi.

 

 

En próximos post hablaremos sobre otros dispositivos inerciales y veremos más material para poder seguir entrenando en el espacio exterior. Me despido con una pequeña tabla resumen que espero os sea útil.

 

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