¿Cómo se ve afectada la curva fuerza-velocidad por el entrenamiento de fuerza muscular?

¿Qué es la curva fuerza-velocidad?

En 1938, Hill informó que había una relación entre la fuerza y la velocidad en el músculo esquelético de las ranas, y esta formaba una hipérbole (Hill, 1938). Desde entonces, muchos investigadores en el campo de la fisiología del ejercicio estudian cómo afecta el entrenamiento de fuerza a dicha relación entre la fuerza y la velocidad (Sugi & Ohno, 2019). Gregory Haff y Sophia Nimphius describieron los principios del entrenamiento de la potencia en la prestigiosa revista Strenght and Conditioning Journal (Haff & Nimphius, 2012). De dicha publicación vamos a extraer algunas figuras para visualizar mejor la información algo compleja de este artículo del blog. En la siguiente figura se puede observar un eje de coordenadas en que la velocidad se encuentra en el eje vertical y la fuerza en el eje horizontal.

Esta imagen es simplemente utilizada a modo de ejemplo, ya que podemos encontrar también la fuerza en el eje vertical y la velocidad en la horizontal, así como uno tipos de curvas (Alcazar, Csapo, Ara, & Alegre, 2019). Podemos aplicar una fuerza determinada a una velocidad determinada. En el pico máximo de velocidad, la fuerza tenderá a cero, porque no tenemos tiempo de aplicar mucha fuerza. A medida que la velocidad es menor, la fuerza que podemos aplicar es mayor, llegando a un límite en el que encontramos la fuerza máxima con una velocidad mínima: movemos mucha carga, pero se mueve muy lenta. 

Esa curva de fuerza-velocidad se puede entrenar con diferentes mezclas de carga y velocidad. En la curva que se muestra en la figura siguiente, encontramos tres zonas que se entrenan de tres maneras diferentes: la zona en rojo, que es la que más velocidad nos permite ejecutar, se entrena con cargas bajas y con velocidades altas; la zona de en medio se estimula con cargas moderadas movidas a una velocidad moderada; y la zona verde es en la que movemos cargas elevadas, pero no podemos desplazarlas a mucha velocidad. 

Cada atleta tiene un perfil o curva fuerza-velocidad que informa al entrenador del equilibrio entre la fuerza y la velocidad que puede generar. A su vez, cada deporte tiene una curva fuerza-velocidad que se ajusta a las necesidades del mismo (Cross, Brughelli, Samozino, & Morin, 2016; Giroux, Rabita, Chollet, & Guilhem, 2016). Si el perfil del atleta encaja con el del deporte, se dice que tiene un perfil óptimo de fuerza-velocidad (Morin & Samozino, 2016). Cuando ambas curvas de fuerza-velocidad no encajan, el atleta tiene un déficit de fuerza o un déficit de velocidad, en función de cuál sea la cualidad que necesita mejorar.

Un error común de los entrenadores es centrarnos en mejorar la potencia sin controlar ese posible desequilibrio entre el perfil de fuerza-velocidad del atleta, y la curva de fuerza-velocidad específica del deporte. Con los entrenamientos podemos producir un aumento en la potencia máxima, y sin embargo que ese aumento no se vea plasmado en la mejora de rendimiento deportivo (Jiménez-Reyes, Samozino, Brughelli, & Morin, 2017). De hecho, si un programa de fuerza aumenta la potencia máxima mientras crea más desequilibrio en la fuerza o en la velocidad, podría incluso disminuir el rendimiento en patrones deportivos como un salto vertical (Jiménez-Reyes et al., 2017).

Esta es la principal razón por la que tenemos que trabajar la fuerza en base a la curva de fuerza-velocidad que presenta cada atleta de forma individual (Lindberg et al., 2021). El perfil de fuerza-velocidad es muy sensible al entrenamiento con cargas, pero debe ser un “entrenamiento optimizado” o un “entrenamiento individualizado basado en el desequilibrio de fuerza o velocidad” (Jiménez-Reyes et al., 2017). A lo largo del artículo veremos cómo entrenar fuerza en el caso de tener un déficit en ese lado de la curva; cómo entrenar fuerza si tenemos un déficit de velocidad; y qué hacer si nuestro atleta está cercano al perfil óptimo del deporte. 

“Entrenamiento optimizado” o “entrenamiento individualizado basado en el desequilibrio de fuerza o velocidad”

El entrenamiento de fuerza modifica la curva fuerza-velocidad (Andersen et al., 2005; Suchomel, McKeever, Nolen, & Comfort, 2022), especialmente si está bien diseñado. El grupo de Jiménez-Reyes comparó un programa de entrenamiento individualizado basado en el desequilibrio en el perfil de fuerza-velocidad de cada individuo con un programa de entrenamiento tradicional en el que todos hacían lo mismo (Jiménez-Reyes et al., 2017). En su investigación evaluaron el salto vertical, pero podría transferirse a otros gestos balísticos como un puñetazo en boxeo, un bateo en béisbol, o un remate en voleibol, entre otros muchos. Sus resultados no dejan lugar a dudas: es fundamental atender a la curva fuerza-velocidad de cada atleta para que todos mejoren. 

En la siguiente imagen extraída de la publicación de Jiménez-Reyes y colaboradores, podemos observar las diferencias entre el grupo A y el grupo B. En ambos grupos se midió el perfil de fuerza-velocidad de los participantes, y se muestra en la parte izquierda de las líneas, que es el momento previo a la intervención. El objetivo es que después de la intervención, las fechas se dirigiesen a la zona intermedia, como ocurre en el grupo A, que es la zona ‘well balanced’ o zona de equilibrio sin déficit. Esta zona bien balanceada es el objetivo que el entrenador debe conseguir con las sesiones de fuerza, ya que eso mejorará el rendimiento deportivo. 

En el grupo B, la imagen de debajo de la figura, observamos como la mayoría de sujetos siguen con déficits prácticamente iguales después de la intervención. La diferencia entre el grupo A y el grupo B, es que el entrenamiento del primer grupo A fue acorde a sus deficiencias, ya fuesen de fuerza o velocidad, mientras que en el grupo B todos entrenaron igual, tuviesen deficiencia en fuerza, en velocidad o estuvieran bien balanceados. En el grupo A todas las líneas apuntan hacia el mismo punto, que es un equilibrio de fuerza y velocidad, lo que indica que el entrenamiento ha sido eficaz. En el grupo B, los sujetos pueden haber mejorado su fuerza o su velocidad, pero siguen mostrando prácticamente el mismo déficit que antes.

Puede que tantas líneas nos hayan hecho un poco de lío, pero en la siguiente figura, extraída también del estudio de Jiménez-Reyes y colaboradores, se comprende un poco mejor. El objetivo final, más allá de un déficit o no, era comprobar las mejoras en el salto vertical después de la intervención de ambos grupos: grupo A con una programación individualizada; grupo B con una programación genérica para todos.

El resultado es muy claro: en el grupo A prácticamente todos mejoraron su marca en el salto vertical, ya tuviesen un déficit en una zona u otra. El grupo B que realizó un programa general, muy pocos mejoraron, unos cuantos se mantuvieron igual que al principio y algunos incluso empeoraron. Estos resultados, como hemos comentado, se pueden extrapolar a las demás acciones deportivas en las que manifestamos la fuerza: golpeos, lanzamientos, movilización de cargas, etc.

Entrenamiento optimizado de fuerza según la curva fuerza-velocidad de los atletas 

Atletas con déficit de fuerza: movimientos de fuerza alta y velocidad baja

En el caso de encontrar un atleta con déficit de fuerza, el objetivo del entrenador es mejorar esa zona de la curva fuerza-velocidad. Como se muestra en la imagen siguiente, con el entrenamiento adecuado, modificaremos nuestro perfil elevando la zona en la que necesitamos mejorar más. 

El entrenamiento para mejorar esta zona de la curva fuerza-velocidad debe tener como objetivo principal aumentar la capacidad de fuerza máxima, disminuyendo así el desequilibrio que existe en esa zona de la curva de fuerza-velocidad (Jiménez-Reyes, Samozino, & Morin, 2019). Los entrenamientos en este caso irán enfocados a mover cargas altas (>70% 1RM) para lograr las adaptaciones neuromusculares máximas. Este tipo de trabajo se resume en mover cargas altas con velocidades bajas. 

Caben aquí los ejercicios básicos como sentadillas, peso muerto, press de banca y otros en lo que podamos aplicar mucha fuerza, sin importar que la movamos a baja velocidad. Eso sí, aunque desde fuerza la barra se mueva de forma lenta, la intención del atleta debe ser de moverla lo más rápido posible. 

 

 

Atletas con déficit de velocidad: movimientos de fuerza baja y velocidad alta

En el otro extremo de la curva fuerza-velocidad, cuando hay un déficit de velocidad, el entrenamiento debe ir encaminado hacia ese lado de la curva, mejorando las capacidades de velocidad máxima, es decir, la capacidad de producir fuerza a velocidades de contracción muy altas. Las sesiones con este objetivo deben ir enfocadas en mover cargas bajas (<30% 1RM), ya que son las que mejoran este lado de la curva fuerza-velocidad (Jiménez-Reyes et al., 2019). 

Atletas con un gran déficit de velocidad: movimientos de fuerza muy baja y velocidad muy alta

Las cargas negativas también son interesantes cuando el déficit de velocidad es muy grande. Este tipo de movimientos utilizan cargas inferiores a la masa corporal, ya sea con cargas o ayudándonos con bandas elásticas para generar velocidades por encima de las que podríamos ejecutar sin ellas. Un ejemplo simple es realizar saltos verticales agarrando una banda elástica que aumenta la velocidad con la que nos desplazamos en el salto. Puedes ver cómo hacerlo en este vídeo.

Atletas equilibrados, sin déficit de fuerza ni velocidad: movimientos de fuerza media y velocidad media

En el caso de no encontrar déficit en el atleta, o que este sea un déficit bajo con respecto al perfil óptimo para nuestro atleta y deporte, ya sea de fuerza o velocidad, tendremos que entrenar con una combinación equilibrada de fuerza, velocidad y potencia para cambiar toda la relación de la curva fuerza-velocidad hacia la derecha. Esta es la parte más interesante del entrenamiento, y en la que debemos centrarnos una vez que hemos controlado el posible déficit de fuerza o velocidad con el que el atleta venía. 

Desplazar la curva a la derecha significa que toda la curva fuerza-velocidad habrá mejorado, tanto la zona de la velocidad como la zona de fuerza. Eso se transferirá claramente en un mejor desempeño en nuestro deporte, ya que aplicaremos más fuerza y además lo haremos más rápido. Por lo tanto, el primer paso es eliminar el posible déficit en la zona de fuerza o velocidad, y una vez que el perfil de fuerza-velocidad del atleta se parece al que requiere el deporte, desplazaremos esa curva fuerza-velocidad a la derecha. Cada poco tiempo iremos comprobando que no se crean nuevos desequilibrios y continuaremos progresando.

¿Cómo sé cuál es mi perfil de curva fuerza-velocidad para entrenar de forma óptima?

Para obtener un perfil de fuerza-velocidad debemos hacernos con un dispositivo de medición de velocidad fiable y válido, como el de Vitruve. Esta tecnología nos informa de la velocidad a la que hemos desplazado la carga en cada repetición. Al unir la carga (fuerza) y la velocidad, la propia aplicación de Vitruve calculará tu perfil de fuerza-velocidad. La prueba para construir tu perfil es muy sencilla, ya que necesitamos simplemente hacer cuatro movimientos, y no tienen que ser máximos, como sí demanda el cálculo tradicional. 

Después de realizar el calentamiento adecuado, escoge las cuatro cargas que vas a utilizar en el test. Lo ideal es que sean cargas de entre el 35% – 80% del 1RM, y que los saltos de una repetición a otra sean iguales, es decir, que no aumentemos en un salto un 10% y en otro salto un 20%. Puedes utilizar las cargas de 35%, 50%, 65% y 80% de 1RM. En las dos primeras series realiza un par de repeticiones, porque al ser cargas bajas puede que la segunda repetición sea la más rápida. En las últimas dos series no te fatigues y realiza una sola repetición. Cada una de las repeticiones debe ser realizada a la máxima velocidad posible. Si no cumples con ese requisito, el test no será válido. 

Una vez que introduces las cargas movidas y la velocidad a la que lo has hecho, que la obtienes gracias al dispositivo de medición de velocidad de Vitruve, la aplicación te dará tu propio perfil de fuerza-velocidad. Como hemos descrito a lo largo del artículo, debes comparar este perfil con la curva de fuerza-velocidad de tu deporte, y entrenar con unas cargas y velocidades que vayan enfocadas a mejorar tu déficit, si es que lo tienes. El encoder lineal de Vitruve no te servirá solamente para calcular el perfil, sino que podrás comprobar cómo lo vas mejorando con el entrenamiento. 

Joaquín Vico Plaza

Referencias bibliográficas

 Alcazar, J., Csapo, R., Ara, I., & Alegre, L. M. (2019). On the Shape of the Force-Velocity Relationship in Skeletal Muscles: The Linear, the Hyperbolic, and the Double-Hyperbolic. Frontiers in Physiology, 10(JUN). https://doi.org/10.3389/FPHYS.2019.00769

Andersen, L. L., Andersen, J. L., Magnusson, S. P., Suetta, C., Madsen, J. L., Christensen, L. R., & Aagaard, P. (2005). Changes in the human muscle force-velocity relationship in response to resistance training and subsequent detraining. Journal of Applied Physiology, 99(1), 87–94. https://doi.org/10.1152/JAPPLPHYSIOL.00091.2005/ASSET/IMAGES/LARGE/ZDG0070539110007.JPEG

Cross, M. R., Brughelli, M., Samozino, P., & Morin, J. B. (2016). Methods of Power-Force-Velocity Profiling During Sprint Running: A Narrative Review. Sports Medicine 2016 47:7, 47(7), 1255–1269. https://doi.org/10.1007/S40279-016-0653-3

Giroux, C., Rabita, G., Chollet, D., & Guilhem, G. (2016). Optimal Balance Between Force and Velocity Differs Among World-Class Athletes. Journal of Applied Biomechanics, 32(1), 59–68. https://doi.org/10.1123/JAB.2015-0070

Haff, G. G., & Nimphius, S. (2012). Training principles for power. Strength and Conditioning Journal, 34(6), 2–12. https://doi.org/10.1519/SSC.0B013E31826DB467

Hill, A. V. (1938). The heat of shortening and the dynamic constants of muscle. Proceedings of the Royal Society of London. Series B-Biological Sciences, 126(843), 136–195.

Jiménez-Reyes, P., Samozino, P., Brughelli, M., & Morin, J. B. (2017). Effectiveness of an individualized training based on force-velocity profiling during jumping. Frontiers in Physiology, 7(JAN), 677. https://doi.org/10.3389/FPHYS.2016.00677/BIBTEX

Jiménez-Reyes, P., Samozino, P., & Morin, J. B. (2019). Optimized training for jumping performance using the force-velocity imbalance: Individual adaptation kinetics. PLOS ONE, 14(5), e0216681. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PONE.0216681

Lindberg, K., Solberg, P., Rønnestad, B. R., Frank, M. T., Larsen, T., Abusdal, G., … Bjørnsen, T. (2021). Should we individualize training based on force-velocity profiling to improve physical performance in athletes? Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 31(12), 2198–2210. https://doi.org/10.1111/SMS.14044

Morin, J. B., & Samozino, P. (2016). Interpreting power-force-velocity profiles for individualized and specific training. International Journal of Sports Physiology and Performance, 11(2), 267–272. https://doi.org/10.1123/IJSPP.2015-0638

Suchomel, T. J., McKeever, S. M., Nolen, J. D., & Comfort, P. (2022). Muscle Architectural and Force-Velocity Curve Adaptations following 10 Weeks of Training with Weightlifting Catching and Pulling Derivatives. Journal of Sports Science & Medicine, 21(4), 504. https://doi.org/10.52082/JSSM.2022.504

Sugi, H., & Ohno, T. (2019). Physiological Significance of the Force-Velocity Relation in Skeletal Muscle and Muscle Fibers. International Journal of Molecular Sciences, 20(12). https://doi.org/10.3390/IJMS20123075