Tres factores fisiológicos determinan, en gran medida, el rendimiento en deportes de resistencia:

  1. Potencia Aeróbica Máxima (VO2max)
  2. Habilidad de mantener un porcentaje elevado del VO2max (Umbral)
  3. Eficiencia energética y/o Economía de movimiento
El siguiente gráfico es una representación esquemática presentada en el artículo de Joyner y Coyle de 2008 Endurance exercise performance: the physiology of champions:



Un VO2max elevado es un pre-requisito para un buen rendimiento en los deportes de resistencia debido a que es una medida de la máxima potencia de generación energética mediante el metabolismo aeróbico (ver Metabolismo Aeróbico y VO2max) y la habilidad de mantener una fracción elevada del VO2max en forma sostenida está relacionada con el umbral de lactado (ver Umbral de Lactato), en conjunto estos dos factores determinan el nivel de metabolismo aeróbico (Performance VO2 en la figura) que el atleta puede mantener durante la carrera.

La energía contribuida por el metabolismo anaeróbico puede convertirse a un "consumo de oxígeno equivalente" y es lo que suele denominarse "Déficit de O2" y representa los litros de O2 que hubieran sido necesarios para generar esa misma energía mediante el metabolismo aeróbico (Performance O2 deficit en la figura), si bien se sabe que el aporte neto para eventos de triatlón típicos es mínima (ver Contribución Relativa de los Sistemas Energéticos).

Entre ambas determinan la energía que el atleta puso en juego durante la prueba, es decir la energía química obtenida a partir de los "combustibles metabólicos" (fundamentalmente CHO y lípidos), la pregunta es ¿ qué fracción de esta energía contribuye efectivamente al movimiento ?

Eficiencia

La eficiencia mecánica bruta (o simplemente eficiencia) se define como la fracción de la energía química utilizada que se convierte en trabajo mecánico:
Eficiencia (%) = 100 * Trabajo Mecánico / Energía Química
En el caso del ciclismo el trabajo mecánico realizado por unidad de tiempo se puede medir directamente tanto en laboratorio como en campo con ciclo-ergómetros y medidores de potencia (ver Potencia y Aerodinámica en el Ciclismo) y la energía química utilizada por unidad de tiempo a intensidades sub-máximas, por espirometría (ver Metabolismo Aeróbico y VO2max) de manera que la eficiencia puede ser calculada.
Debido a que el denominador incluye la energía correspondiente al metabolismo basal la eficiencia definida de esta manera depende de la potencia a la que se mide, alternativamente suele utilizarse la "eficiencia neta" que descuenta el metabolismo basal o, mejor aún, la "eficiencia incremental" (Delta Efficiency en inglés) que es simplemente la pendiente de la recta de regresión.

La eficiencia mecánica bruta medida en ciclistas de resistencia a 300watts se ubica en un rango de 18,5% a 23,5%, es decir que entre el 76,5% y el 81,5% restante de la energía química utilizada se transforma en calor (Primer principio de la Termodinámica).

Esta gran dispersión en los valores de eficiencia tiene una gran importancia en el rendimiento en los eventos ciclísticos de resistencia, se sabe que en gran medida la eficiencia está determinada principalmente por la proporción de fibras de fibras contracción lenta (Tipo I) que son más eficientes desde el punto de vista metabólico y que aumenta con los años de entrenamiento, factores biomecánicos como la cadencia, largo de palancas y altura del asiento tendrían una influencia secundaria y, contrariamente a la creencia popular, la "técnica de pedaleo" no tendría gran influencia (ver artículo citado al comienzo y sus referencias).

Evaluación con espirometría y medición de potencia en laboratorio.

Economía

En natación y carrera la potencia mecánica no se puede medir directamente como en el ciclismo de manera que el concepto de eficiencia suele reemplazarse por el de Economía, la economía se define como el VO2 necesario para correr o nadar a una velocidad determinada en régimen estacionario (steady state) o, de manera equivalente, los litros de O2 necesarios para recorrer una determinada distancia a esa velocidad:

Economía(litros O2/km) = VO2(litros O2/min) / Velocidad(km/min)
En el caso de la carrera las diferencias de economía pueden ser sustanciales: los atletas más eficientes pueden llegar a utilizar un 40% menos de energía para correr a la misma velocidad que otros de VO2max comparable, esto representa una ventaja sustancial, especialmente en carreras de larga distancia.
Una economía de carrera promedio (expresada en relación a la masa corporal) es del orden de los 200ml/km/kg, equivalentes a 1kCal/km/kg pero puede llegar a valores tan bajos como 160ml/km/kg en atletas de elite y superiores a los 240ml/km/kg en corredores poco eficientes.

Se cree que la economía de carrera depende principalmente de las características visco-elásticas de músculos y tendones debido a la importancia de la recuperación de la energía almacenada en la fase excéntrica de la carrera vista como "sucesión de saltos", existe evidencia que la economía de carrera mejora con los años de entrenamiento (ver por ej. The Physiology of the World Record Holder for the Women’s Marathon) y con ejercicios de pliometría (ver por ej. Explosive-strength training improves 5-km running time by improving running economy and muscle power) pero la "técnica de carrera" no parece ser un factor determinante, al menos en el alto nivel de rendimiento (una interesante nota de difusión sobre este tema es Running Efficiency: It’s Good, but How Do You Get It?).

En el caso de la natación también es posible la medición de la economía mediante alguno de los tres métodos que muestra la siguiente figura del Centro Internacional de Investigaciones Acuáticas en Colorado Springs (EEUU):

Los resultados obtenidos mediante los tres métodos: a) natación con anclaje, en b) natación libre y c) natación contra-corriente con medición del intercambio de gases se han demostrado equivalentes (ver Maximal oxygen uptake during free, tethered, and flume swimming).

En este caso la economía está influenciada por las dimensiones corporales y flotabilidad del atleta pero el determinante principal es la técnica de natación y las diferencias de economía entre nadadores hábiles y otros no tanto son enormes, con una variación sustancial del costo energético de nadar a la misma velocidad debido a la disminución de la resistencia hidrodinámica y la más efectiva transferencia de la potencia al medio para provocar el avance.
El uso de trajes de neopreno provoca una mejora en la economía debido al aumento de la flotabilidad al igual que el recurso de nadar en la estela de otros nadadores por reducción de la resistencia hidrodinámica.

Conclusiones

La eficiencia y economía son términos que tienen un significado preciso y gran importancia en el rendimiento en los deportes de resistencia, especialmente en pruebas de larga duración donde algunos sustratos metabólicos (el glucógeno muscular fundamentalmente) comienzan a ser un recurso escaso.
Los factores que los determinan son complejos y no se conocen completamente pero los principales son:
  • El porcentaje de fibras musculares de contracción lenta en el ciclismo
  • Las características visco-elásticas el sistema músculo-tendinoso en la carrera
  • La técnica en el caso de la natación
En todos los casos se pueden obtener mejoras mediante el entrenamiento durante períodos muy prolongados de tiempo (varios años) pero es en el caso de la natación donde estas mejoras van a ser más notorias.

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