Es sabido que el acondicionamiento metabólico –medido por la potencia/ritmo al umbral de lactato- es el determinante fisiológico principal del rendimiento en los deportes de fondo, incluido el ciclismo y el triatlón, pero el análisis de las demandas neuromusculares de los entrenamientos y las competencias ofrece información complementaria de gran utilidad.
El análisis por cuadrantes (ver Quadrant Analysis) es una herramienta diseñada por el Dr. Coggan para realizar este tipo de análisis a partir de los datos capturados por los medidores de potencia.

Análisis por Cuadrantes

Los fisiólogos ha utilizado los diagramas fuerza-velocidad para analizar las propiedades contráctiles de las fibras musculares desde la década del ’20. En este caso la velocidad a utilizar es la velocidad tangencial del pedal (CPV) dado que es un buen predictor de la velocidad angular articular y la velocidad de contracción muscular en el ciclismo, este valor se puede calcular a partir de la cadencia conociendo la longitud de las palancas:

CPV = C*CL*2*Pi/60 en m/s
Donde: C=cadencia(rpm), CL=longitud de palanca(m)
Dado que los actuales medidores de potencia no ofrecen medición directa de la fuerza o el torque, se utilizará la fuerza promedio (en los 360grados) efectiva (tangencial a las palancas) aplicada a los pedales (ambas piernas) que se puede derivar a partir de la potencia y la velocidad tangencial ya calculada:
AEPF = P/CPV en N
Donde: P=potencia(watt) y CPV=velocidad tangencial(m/s)
La potencia en el umbral (y su cadencia asociada) constituyen referencias útiles para separar casos de relativamente alta/baja fuerza aplicada a los pedales y cadencia. Esta distinción no es totalmente arbitraria dado que estudios científicos ha demostrado que –a cadencias normales para el ciclista- la potencia al umbral funcional constituye una intensidad por encima de la cual comienza un importante reclutamiento de unidades motoras compuestas por fibras de contracción rápida (tipo II).
Si bien la duración del esfuerzo es otro factor relevante en el reclutamiento muscular, esta división en cuadrantes puede ser descripta de la siguiente manera:

Cuadrante I (arriba derecha): fuerza elevada y alta velocidad. Básicamente sprints, ataques y en general esfuerzos por encima del umbral en alta cadencia.

Cuadrante II (arriba izquierda): fuerza elevada y baja velocidad. Fundamentalmente arranques de parado, aceleraciones desde baja velocidad y escaladas.

En estos dos casos la fuerza involucrada es elevada y es esperable un gran reclutamiento de fibras musculares de contracción rápida.

Cuadrante III (abajo izquierda): poca fuerza y baja velocidad. Pedaleo “social”, trabajos regenerativos y en las pruebas de pelotón situaciones donde es posible “pedalear suave”. No tiene un efecto de entrenamiento importante a menos que la duración sea extremadamente larga.

Cuadrante IV (abajo derecha): poca fuerza y alta velocidad. En entrenamiento un caso típico son los trabajos de alta cadencia (“revoleando”) orientados a mejorar la técnica de pedaleo, en competencias de pelotón donde es necesario acelerar rápidamente también es muy utilizada esta zona.

En estos diagramas las líneas de potencia constante son hipérbolas derechas, en el siguiente ejemplo se representa la correspondiente a la potencia al umbral funcional (click para ampliar):


El recuadro blanco con una cruz es el “centro de masa” del diagrama de dispersión y representa un promedio ponderado de fuerza y velocidad.

Cadencia Óptima

La variación patrón de reclutamiento muscular (tipo de fibras) con la cadencia parece ser el principal factor determinante de la cadencia óptima para cada individuo a determinada potencia, al menos en evento donde ésta no está restringida por necesidades particulares como es el caso de las pruebas contrarreloj o el triatlón sin drafting.

Analicemos el problema utilizando la herramienta la herramienta recién presentada.

Desde hace algunos años se sabe que la relación entre la fuerza aplicada a los pedales y la velocidad tangencial de los mismos (o entre el torque y la cadencia) al pedalear es esencialmente lineal, es decir, a medida que la velocidad tangencial de los pedales aumenta la fuerza máxima que se puede generar disminuye:


Donde:
TIP: torque instantáneo pico en una vuelta de pedal
TREV: torque promedio en una revolución completa del pedal
Fuente:
Inertial-load method determines maximal cycling power in a single exercise bout
JAMES C. MARTIN. BRUCE M. WAGNER, and EDWARD F. COYLE
Human Pefformance Laboratory, Department of Kinesiology and Health Education, The University of Texas al Austin, Austin, TX 78712
En consecuencia la relación potencia-velocidad (o potencia-torque) se puede describir por una parábola invertida con un máximo en la mitad de la velocidad máxima (teórica) de pedaleo (es decir la abcisa al origen de la recta fuerza-velocidad). Esto implica que existe una única cadencia (velocidad de los pedales) a la cual se puede generar la máxima potencia.

Por otra parte cualquier curva de potencia constante es una hipérbola derecha y la que representa la potencia máxima está completamente por encima de la relación fuerza-velocidad excepto en un punto: la potencia máxima solo se alcanza en esa cadencia óptima.

A cualquier potencia sub-máxima la curva de potencia constante correspondiente quedará por dbajo de la relación fuerza-velocidad en una porción determinada, es decir que dicha potencia puede ser generarada usando una variedad de combinaciones de fuerza y velocidad, pero si la velocidad (cadencia) es demasiado baja o demasiado alta, no se podrá producir la fuerza suficiente par lograr esa potencia (los tramos de la hipérbola que quedan por encima de la línea de fuerza-velocidad máxima.

Y esto que tiene que ver con el reclutamiento de unidades motoras ?
Dado que la fuerza aplicada al pedal durante un esfuerzo máximo a cualquier velocidad de pedaleo presumiblemente representa el reclutamiento de todas las unidades motoras, el punto en la línea de potencia constante que está mas lejos de la línea fuerza-velocidad, al menos teóricamente, representa el reclutamiento de la menor cantidad de unidades motoras necesarias para generar esa potencia.
A una cadencia mas alta o mas baja, deben reclutarse mas unidades motoras debido a que la fuerza requerida es mas cercana a la máxima que los músculos pueden generar a esa velocidad (cadencia).

A pesar que indudablemente hay otros factores involucrados, este modo de ver las cosas ayuda a explicar porqué la cadencia tiende a incrementarse con la potencia, o por qué individuos con mas unidades motoras de Tipo I (y por lo tanto una relación fuerza-velocidad mas empinada) tienden a una cadencia preferida mas baja.

Como dato complementario referido específicamente al triathlon de larga distancia podemos agregar que los registros publicados de las últimas ediciones del Ironman de Hawaii muestran cadencias promedio en el rango de 80-85rpm en un rango amplio de atletas de elite.

Mas información: Influencia del largo de las palancas en la potencia máxima y la eficiencia en el ciclismo a intensidads sub-máximas.

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