Fundamentos biológicos y bases del acondicionamiento físico
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La fuerza
1. Introducción. Conceptos. Las capacidades físicas básicas –condicionales- incluyen la fuerza. Cuando se habla de condición física debemos tener presente que ya desde un principio se identificó entre sus componentes a la fuerza muscular, entendida como la capacidad de crear tensión intramuscular, con independencia del acortamiento del músculo o de que haya movimiento y, a la resistencia muscular, que supone la posibilidad de realizar un trabajo de fuerza muscular durante un largo periodo de tiempo, de forma estática o dinámica. De forma general, se puede definir como “la capacidad física básica que permite, gracias a contracciones musculares, superar resistencias u oponerse a ellas”.
Mecánicamente una fuerza es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo. Como toda magnitud vectorial, hemos de considerar en ella un módulo, una dirección, un sentido y un punto de aplicación (inserción muscular). Es formulada por la 2ª ley de Newton: F=mxa Otras definiciones que conviene manejar: Fuerza absoluta: Es el valor máximo de la tensión intramuscular que puede llegar a desarrollar un individuo ante situaciones de extrema motivación. Fuerza máxima: El la capacidad de crear tensión intramuscular en una sola contracción o movimiento, independientemente del tiempo utilizado. Es muy difícil que en cualquier movimiento voluntario se llegue a sobrepasar el 65% de la capacidad absoluta o potencial de tensión muscular. Ello solo sería posible ante circunstancias extremas de motivación
Posibilidades de manifestación de la fuerza % de F. Abs.
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Hasta 100% Reserva autónoma protegida Umbral de movilización
Hasta 65% Movimiento voluntario forzado Hasta 35% Movimiento voluntario Hasta 15% Movimientos reflejos y automatizados
Fuerza relativa: Es el cociente entre fuerza máxima o absoluta y el peso del individuo. (*) Entendemos que estos conceptos son de carácter general, ya que existen diferentes manifestaciones de fuerza, las cuales atienden a diversas definiciones y se desarrollan en el punto correspondiente a la clasificación de la fuerza.
2. Recordatorio muscular. Los encargados de realizar las acciones y ejercer fuerza son los músculos, que tienen una determinada estructura y necesitan contraerse para ello. Es importante considerar la importancia de las fibras nerviosas que los inervan ya que serán las que determinen su función, así como los procesos energéticos requeridos para su funcionamiento - Fuentes anaeróbicas alácticas: ATP y PC - Fuentes anaeróbicas lácticas: Glucógeno - Fuentes aeróbicas: Glucógeno y ácidos grasos La disminución de la longitud del sarcómero (unidad básica de contracción en el músculo) se explica por la teoría de los filamentos deslizantes que propone que un músculo se acorta o alarga porque los filamentos finos (actina) y gruesos (miosina) se deslizan entre si, sin cambiar estos su longitud.
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Las propiedades de la fibra muscular son: - Excitabilidad: o de reaccionar a impulsos nerviosos. - Conductibilidad: o de transmitir ese estímulo a toda la fibra. - Elasticidad: o de recuperar la forma primitiva cuando cesa la causa que desencadenó la alteración. - Contractibilidad: capacidad de sufrir cambios internos que generan tensión (la más importante) La función muscular es realizada por la unión de fibras musculares y las fibras nerviosas motoras que las inervan, es decir, por las unidades motoras. La inervación y sus características van a marcar la función de las fibras y el tipo de acción a realizar. - Inervación motora: Transporte del impulso nervioso hacia el músculo. - Inervación sensitiva: Constituida por las fibras nerviosas que trasladan la información recogida a través de los órganos sensitivos (husos neuromusculares) al S.N.C. Existen diferentes tipos de fibras. TIPO I
TIPO IIa
TIPO IIb
ST ∗(lentas)
FT∗A (rápidas)
FTB (rápidas)
LENTAS, RESISTENTES A LA FATIGA
RÁPIDAS, RESISTENTES A LA FATIGA
OXIDATIVAS ROJAS
OXIDATIVAS GLUCOLÍTICAS BLANCAS INTERMEDIAS
RÁPIDAS, NO RESISTENTES FATIGA GLUCOLÍTICAS BLANCAS
TÓNICAS
FÁSICAS
FÁSICAS
3. Tono muscular. Incluso cuando los músculos están en reposo, persiste cierto grado de contracción que varía según los momentos y según las personas. Como las fibras musculares esqueléticas no se contraen sin que un potencial de acción estimule la fibra, se cree que el tono muscular esquelético resulta totalmente de impulsos nerviosos provenientes de la médula espinal. Estos, a su vez, son ∗ ∗
SLOW TWICH (FIBRA LENTA) FAST TWICH (FIBRA RÁPIDA)
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controlados parcialmente por impulsos transmitidos desde el cerebro y por impulsos nacidos en los husos neuromusculares. Diferentes tipos de tonos: -
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Tono de sostén: Responsable del mantenimiento de la actitud. Es una contracción refleja desencadenada como reacción a la gravedad. Tono de reposo: El que se tiene durante el sueño. Tono de soporte del movimiento: Para la realización de cualquier movimiento los músculos sinérgicos precisan encontrar un punto de apoyo, el cual se obtiene gracias a la contracción que precede a la fijación del correspondiente segmento óseo.
4. Tipos de fuerza. En función del carácter de la contracción muscular: - Isométricas: Tensión autogenerada sin movimiento (estáticas) - Anisométricas o isotónicas: Tensión autogenerada con movimiento (dinámicas) • concéntricas: Trabajo positivo. • Excéntricas: Trabajo negativo - Auxotónicas: Mezcla de isotónica e isométrica. Es la verdaderamente catalogada como fisiológica ya que es la que se da en condiciones de trabajo real. - Electroestimulación: Tensión generada por una estimulación eléctrica externa - Isocinética: Tensión generada con velocidad constante (nivel de fuerza mantenida) - Pliometría: Basada en el ciclo de estiramiento-acortamiento. En función de la musculatura implicada: - Local: < 1/3 de la musculatura total. - Regional: < 2/3 de la musculatura total - Global: > de 273 de la musculatura total. En relación al tipo de contracción muscular: - Fuerza máxima: también conocida como fuerza lenta (aceleración mínima). Será la capacidad de realizar la máxima contracción voluntaria estática o dinámicamente. Esta fuerza depende de la sección transversal del músculo, del número de fibras y de la coordinación intramuscular (supone la actividad sincrónica de todas las unidades motoras). Se conoce a través de un test de una repetición máxima.
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Fuerza velocidad: capacidad neuromuscular para mover una masa más o menos importante con la máxima aceleración posible. Podemos distinguir la fuerza rápida de la explosiva como veremos en el siguiente cuadro. ¡La fuerza explosiva es, sin duda, uno de los principales atributos de capacidad física de todo deportista! Fuerza resistencia: se trata de una capacidad de carácter metabólico-muscular que permite realizar una importante actividad de fuerza, manteniéndola en el tiempo y oponiéndose a la fatiga. Esta depende del nivel de fuerza máxima y de la elaboración de la energía por el sistema metabólico adecuado a la intensidad y duración del esfuerzo.
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Tipo de fuerza
Fuerza máxima
Resistencia Aceleración y/o velocidad de ejecución
Fuerza velocidad
Fuerza resistencia
Fuerza rápida
Fuerza explosiva
95-100%
50- 95%
Media o < 50%
Media
Mínima o nula (isométricos)
Submáxima
Máxima
Media
5. Factores que influyen en la fuerza. El nivel de fuerza que pueda ser desarrollada va a estar determinado por una serie de factores: Extrínsecos: -
Clima: en tanto en cuanto afecta a la temperatura muscular Alimentación: que ha de ser adecuada a los requerimientos del tipo de entrenamiento. Entrenamiento: a más entrenamiento más fuerza (normalmente¡)
Intrínsecos: -
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Edad: La fuerza muscular depende de la edad, alcanzándose los valores máximos hacia los 25 años.
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Sexo: En el sexo femenino la fuerza máxima alcanzable es menor que en el masculino, especialmente en términos absolutos, si bien las diferencias son menores en términos relativos al peso y todavía más pequeñas si, en lugar de considerar el peso corporal total, se tiene en cuenta únicamente la masa magra (peso corporal con exclusión del componente graso) De tipo neurofisiológico: Intensidad y frecuencia de estimulación nerviosa, grado de coordinación inter e intra muscular, etc.
Como prueba de que el funcionamiento nervioso es importante en la producción de la fuerza apuntamos los siguientes datos: 1. Si iniciamos un proceso de entrenamiento podemos observar un aumento de la fuerza desde el primer día aun cuando no se produce hipertrofia hasta las 6 semanas. 2. La motivación/concentración varía mucho los niveles alcanzados. 3. Si trabajo con un brazo aumenta la fuerza en el otro simplemente por aumento de la electroestimulación del cerebro. -
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De tipo biomecánico: Se debe observar el tipo de palanca empleado, la longitud del brazo de potencia, el ángulo de tracción, la velocidad de contracción, etc. De tipo anatómico: La disposición de las fibras en el músculo (por orden de más a menos potentes; bipenniformes, penniformes, fusiformes) , la clase de fibra, el grado de hipertrofia, el tipo de fibras musculares, etc.
Relación fuerza absoluta con la sección transversal de músculo Nocker
4 a 6 Kg. /cm2
Morris
3,6 a 10 Kg./cm2
Hettinger
1,5 a 12 Kg./cm2
Morehouse
5 a 10 Kg./cm2
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De tipo volitivo: El nivel de motivación, el grado de concentración, etc. Los estados emocionales reprimen o refuerzan los estímulos. El entusiasmo y el aliento de los espectadores, por ejemplo, pueden incrementar la descarga nerviosa y también liberar adrenalina, lo cual aumenta la fuerza.
Con la mejora del nivel de fuerza a través del entrenamiento se lograrán cambios en la musculatura:
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Positivos: -
Mejora de la excitabilidad y la velocidad de conducción nerviosa. Mejora de la inervación y coordinación intramuscular. Aumento de la masa muscular, por hipertrofia de las fibras, aumento de la vascularización, etc. Aumento de las reservas energéticas y enzimáticas Aumento del volumen y masa muscular Aumento de la mioglobina Aumento del número y del tamaño de las mitocondrias Elimina gran cantidad de grasas intramusculares
Negativos -
Aumento de peso, que puede conducir a una pérdida de movilidad y, en ocasiones, de velocidad. No se mejora el aparato cardiovascular (el Circuit training puede inducir positivamente, dependiendo de la técnica empleada) Problemas de tipo ligamentoso y tendinoso
6. Objetivos del entrenamiento de la fuerza. En líneas generales podemos distinguir dos objetivos fundamentales en el sujeto que trabaja la fuerza: a) Epidemiológicos: o de lucha contra la involución. Salud. b) Específicos: principales o complementarios en la práctica deportiva que realiza el sujeto En relación al objetivo existirán unos puntos básicos de actuación a la hora de programar el trabajo. Así: -
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Rehabilitación: Se trabajará sobre todo la fuerza resistencia con cargas bajas (30-50%) y direccionadas Acondicionamiento físico: el trabajo de fuerza formará parte de un proceso que incluirá; la atención a la alimentación, el trabajo aeróbico y los estiramientos. Culturismo: La búsqueda de hipertrofia nos determinará determinadas cargas de trabajo. La alimentación y los estiramientos serán igualmente importantes. Alto rendimiento: todo estará previsto; el adecuado trabajo de fuerza, resistencia, velocidad, flexibilidad, alimentación, procesos de recuperación –saunas, masaje, etc.-
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El proceso de musculación debe ser una actividad creciente en volumen e intensidad, que permita consolidar modificaciones a nivel funcional y estructural, a nivel de músculos y en la mejora de utilización de energía. 1º) Buscando sincronización: Inter. e intra muscular. 2º) Hipertrofiando 3º) Combinando las dos anteriores A la hora de conseguir los objetivos, la metodología a seguir será la misma que ya marcamos en temas anteriores: 1. Preparación general: Buscaremos el reforzamiento muscular (sincronización de unidades motoras) a través del trabajo de todos los músculos con ejercicios generales. Este trabajo es el único que realizamos si trabajamos con chicos/as de hasta 12/14 años). 2. Preparación dirigida: Nos centraremos en los músculos más importantes en el deporte que realicemos a través de ejercicios analíticos. Los ejercicios serán distintos a los de competición pero con estructura dinámica similar. 3. Preparación especial: Se trabajarán los músculos que requeriremos en competición con movimientos específicos. Fuerza y técnica se interrelacionan. No debemos sobrecargar demasiado.
7. Aspectos a considerar en el entrenamiento de la fuerza. Debemos observar la carga de trabajo y sus componentes, Para ello nos fijaremos en: ⇒ Número de ejercicios por sesión Su elección depende de: - La edad y el nivel de entrenamiento: En iniciación se realizan más ejercicios (de carácter general) para, progresivamente, ir centrándonos en otros más específicos a nuestro objetivo. Por lo general se usan 2-6 ejercicios fundamentales y, el resto, auxiliares. - El método de trabajo: • Gimnasia: se utilizan de 15 a 40 • Circuit – Training: de 6 a 14 • Body Building: de 8 a 10 • Fuerza máxima: de 4 a 6
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Las necesidades del deporte La fase de preparación: más ejercicios en la preparación general para, paulatinamente, ir reduciendo el número de ejercicios a la vez que los buscamos más específicos.
⇒ El orden de sucesión dentro de la sesión: Si en una misma sesión tuviésemos que entrenar los tres tipos de fuerza, el orden lógico sería; primero fuerza rápida o potencia, luego la fuerza máxima y, finalmente, la fuerza resistencia. Se recomienda trabajar primero los grandes grupos musculares y luego los pequeños, dado que éstos se fatigan antes y provocarían fatiga general si se trabajasen primero. ⇒ La intensidad del trabajo: Ésta será diferente para los distintos tipos de fuerza y métodos utilizados. La valoración de la intensidad de un ejercicio aislado puede realizarse de varias formas: - Por el porcentaje de carga respecto al test máximo. - Por el máximo número de repeticiones con una carga dada. - Por la diferencia de kilos entre el máximo y la carga de trabajo
⇒ Número de repeticiones y ritmo de ejecución: El número de repeticiones está en relación inversa con la intensidad del ejercicio: un alto porcentaje de intensidad supone la posibilidad de pocas repeticiones y con las bajas son posibles más de 20 repeticiones de modo continuado. El ritmo de ejecución debe estar relacionado con la velocidad del movimiento en la competición.
⇒ Número de series de un ejercicio: Oscila entre 3 y 10, dependiendo del número de ejercicios de la sesión, de la fase de preparación y del nivel del sujeto.
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⇒ El intervalo de descanso: En general, entre 30” y 5’ son suficientes para oxigenar al músculo y recuperar la circulación después de un trabajo de fuerza. -
Entre series de fuerza máxima oscila entre 2 y 5’ (mayor duración y poco activas) Para la fuerza resistencia entre 30” y 2’ (cortas y activas)
⇒ La duración de las sesiones y la frecuencia La duración se sitúa entre 45’ y 2h. aproximadamente. El número de entrenamientos semanales para mantener el nivel será de 1-2 sesiones; 3-4 o más para desarrollarla
8. Métodos y contenidos de entrenamiento. Sabemos que el aumento de la fuerza es posible gracias a la mejora de factores de tipo neurológico, lo que hace que se logre una mayor activación de fibras y una mejor coordinación intramuscular y, por factores de crecimiento, con lo que se consigue una hipertrofia de las fibras, etc. Para este aumento de fuerza se dispone de tres posibles vías: o Utilizar un método que trate de movilizar el mayor número de unidades motrices, buscando el perfeccionamiento de los procesos de sincronización de su actividad. o Utilizar un método que logre el aumento de la masa muscular. o Utilizar un método que aproveche y combine la acción de los dos sistemas anteriores. Los métodos generales más utilizados son: o El de esfuerzos máximos, en el que se incluye el método empleado en halterofilia. o El de máximas repeticiones o esfuerzos múltiples con varias posibilidades, en el que se puede incluir el método del culturismo. o El método de repeticiones, en el que se repite un ejercicio de la misma intensidad. Aquí se incluye el Circuit-training.
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Métodos para el trabajo de los distintos tipos de fuerza: 8.1. Gimnasia o ejercicios de autocarga. Este método pretende desarrollar la fuerza y la fuerza resistencia de los distintos grupos musculares, así como la resistencia aeróbica. Sirve para coger una formación básica, evitar posteriores lesiones y, cuando es específica, trabajar sobre grupos musculares con carencias. Se puede usar para compensar grupos que el deporte concreto no demanda. Se utilizan de 20 a 40 ejercicios. El número de repeticiones de cada uno de ellos va de 20 a 40 y no se hace pausa entre ellos. 8.2. Circuit-training Se trata de una forma de trabajo que busca mejorar la fuerza-resistencia, así como la resistencia aeróbica y anaeróbica, según la orientación y la intensidad del trabajo. Se puede realizar (como ya estudiamos en el tema referido a la resistencia) por tiempo o por repeticiones. El trabajo por tiempo es mejor para la gente con poca preparación, dado que permite que cada persona haga el número de repeticiones que sus posibilidades le permitan. Se hacen entre 15” y como máximo 1’ (generalmente 30”). La pausa suele ser entre 10 y 30” (r = micropausa). El número de ejercicios está entre 6 y 20. Se pueden hacer entre 3 y 4 series del circuito con recuperación de 3 a 6’ (R = macropausa) 8.3. Trabajo con sobrecargas Aquí se utilizan cargas externas (máquinas, halteras, mancuernas, barras, etc.) para lograr aumentar la fuerza, dependiendo del peso a mover y la forma de realizarlo se buscará solicitar los diferentes tipos de fuerza: fuerza máxima, fuerza velocidad, etc.
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o Cargas máximas: Utilizado en Halterofilia Aquí el objetivo es la consecución de una mayor fuerza máxima y mejorar la coordinación intramuscular. Para ello se utilizan de 3 a 7 ejercicios que se repiten de 1 a 3 veces con cargas que superan el 80% de su capacidad máxima y el número de series va de 1 a 5/6 con una pausa de 3 a 5’.
o Cargas submáximas: Utilizado en culturismo La finalidad de este método es el desarrollo de la fuerza dinámica tanto veloz como fuerza resistencia. Se consigue mejorar la capacidad de coordinación intermuscular. Para ello se realizan de 8 a 10/12 ejercicios que se repiten de 6 a 8 veces con una carga que está entre el 60 y el 80% de la máxima carga que puede mover, siempre y cuando el tiempo de esfuerzo no sobrepase los 15”. Las series a realizar van de 2 a 4 con una macropausa (R) de 2 a 5’. o Isometría En este método, la resistencia a vencer es tan grande que no se consigue movimiento, aunque si contracción muscular sin acortamiento ni alargamiento. Se pretende desarrollar la fuerza trabajando al máximo el sistema neuromuscular (coordinación intramuscular). No se hipertrofian los músculos pero se consigue fuerza en poco tiempo. La tensión que se ejerce está cercana a la máxima. Se realizan de 5 a 10 ejercicios. La contracción dura de 4 a 6 segundos, seguidos de 5 segundos de pausa y, de nuevo, se repite la contracción. Tras otra pausa se repite el proceso variando la angulación (se utilizarán tres distintas: 45º/90º/135º) hasta completar una serie. El número de series a realizar es de 1 a 5, con una macropausa de 30” a 3’. Ejemplo: Ejercicio 1: Trabajo de cuadriceps con sentadilla. Nº de series = 3. R = 30” Contracción 5” a 45º - Pausa 5” – Contracción 5” a 45º - Pausa 5” Contracción 5” a 90º- Pausa 5” – Contracción 5” a 90º - Pausa 5” Contracción 5” a 135º - Pausa 5” – Contracción 5” a 135º- Pausa 5”
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Serie 1
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o Isocinético Es un método para desarrollar la fuerza que consiste en oponer una resistencia continua máxima durante todo el recorrido articular del movimiento. Se realizan contracciones concéntricas y excéntricas. La resistencia a vencer se encuentra en las diferentes angulaciones de todo el recorrido. Se necesitan máquinas especiales.
8.4. Pliometría. Es un método de trabajo que busca mejorar la capacidad reactiva del aparato neuromuscular. Se pretende mejorar la velocidad y la capacidad de salto o lanzamiento. Se basa en un principio que dice que los músculos se contraen con más fuerza si son sometidos previamente a una contracción excéntrica. Para ello se realizan multisaltos y multilanzamientos.
Los multisaltos pueden ser: -
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Horizontales (sobre el suelo): se realizan con una pierna, con las dos o alternando. Se hacen de 50 a 300 en 6-10 series de 10-40 saltos.
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Verticales (partiendo de una altura): se realizan con ambas piernas. El número de saltos va de 50 a 300 en 6-10 series de 1015 saltos, buscando caer y rebotar inmediatamente
8.5. Electroestimulación. Es un método para el desarrollo de la fuerza que consiste en la aplicación de corriente alterna a los músculos a trabajar.
El desarrollo de fuerza que permite lograr es muy limitado. Se suele emplear para recuperar la fuerza tras una lesión.
9. Tratamiento y criterios en el diseño de tareas para su desarrollo. 9.1. Evolución de la fuerza a lo largo de la vida Hasta los 11 -12 años existe un desarrollo paralelo de la fuerza muscular en ambos sexos y su nivel es debido a la mejora de la coordinación interna neuromuscular y al propio aumento del peso corporal. Desde estas edades en adelante, el crecimiento de la fuerza en los chicos es muy pronunciado hasta los 18-20 años, debido al incremento acentuado del volumen muscular, primero en longitud y luego en grosor, debido a la diferente producción de andrógenos. Una vez completado el crecimiento muscular, los niveles de fuerza se mantienen en sus valores máximos hasta los 20-25 años en las mujeres y los 25-30 años en los hombres. De los 25 a los 35 años hay un descenso del 1015% del máximo alcanzado anteriormente. A partir de esta última edad la caída comienza a ser más brusca.
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9.2. Tratamiento y criterios para el diseño de tareas El trabajo de potencia (fuerza-velocidad) y fuerza-resistencia pueden iniciarse entre los 8 y los 12-13 años con poca sobrecarga y alta velocidad o alto número de repeticiones. Esto es posible por depender del desarrollo de capacidad de contracción de las fibras musculares y de la maduración del sistema nervioso. La fuerza máxima se “comenzará a trabajar” (¡atención a las cargas!) durante la pubertad (11 a 13-14 años en chicas, 12-13 a 14-15 años en chicos), puesto que por la acción de las hormonas anabolizantes y la maduración sexual, es muy entrenable. o Fase de entrenamiento general y multilateral. Durante ella se deben desarrollar todos los grupos musculares, ligamentos y tendones del joven, fortaleciendo y desarrollando, de este modo, la base para futuros entrenamientos con cargas más pesadas y específicas. La duración de esta fase debería ser entre 2 y 4 años, dependiendo de la edad del deportista y del nivel de sus capacidades de fuerza. Esta fase podría abarcar desde los 8 a los 12-13 años. La musculación se realizará con movimientos empleando el propio peso corporal. Se realizarán: - ejercicios contra resistencia como: tirar, empujar, luchas, lanzamientos de objetos ligeros - con gran intervención de piernas: multisaltos - formas jugadas de cuadrupedias, reptaciones, trepas, pequeñas mancuernas, sacos de arena, etc. utilizando todo tipo de contracciones musculares o Fase de entrenamiento específico Comenzará después de haber desarrollado los fundamentos del entrenamiento de la fuerza. Se utilizarán cargas para la mejora de la fuerza absoluta, pero no en un sentido único. Desde los 17-19 años se pueden empezar a realizar entrenamientos con pesas.
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Consideraciones finales que debemos tener siempre en cuenta. √ Realizar un trabajo multilateral, es decir, de todas las partes del cuerpo. √ Es muy importante cuidar la ejecución: no realices ejercicios de fuerza con la espalda inclinada hacia delante. √ No debes olvidar la realización de un buen calentamiento antes de toda sesión de trabajo de la fuerza. √ No aumentar bruscamente las cargas, solo progresivamente. Un entrenamiento de la fuerza defectuoso puede acarrear daños, a veces irreparables para nuestro organismo como por ejemplo: • Lesiones de las articulaciones. • Deformaciones de la columna. • Aumento excesivo de peso, en detrimento de la velocidad, flexibilidad, resistencia, coordinación, etc. • Roturas de fibras importantes. • Influencia negativa sobre el crecimiento óseo (el hueso debe soportar demasiada carga).
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