Lo que comúnmente conocemos como CAFYD son las siglas de ciencias de la actividad física y el deporte. El nombre de la carrera empieza por “ciencias”, por lo que podemos intuir que tiene una parte teórica importante.
Para poder dar sentido al porqué de los entrenamientos pautados, los graduados en CAFYD deben tener unos sólidos conocimientos de varias disciplinas, como la fisiología o la biomecánica.
👉 Durante los últimos años, la biomecánica ha tenido un gran boom, aunque solamente se ha popularizado una pequeña rama de esta ciencia.
En este artículo hablaremos de esta disciplina, explicaremos bien qué es y qué puede aportarnos. Como verás hacia el final de este artículo, la biomecánica es una disciplina compleja, pero con un grandísimo poder.
¿Qué es la biomecánica?
🤓 La biomecánica es, por definición, la aplicación de principios mecánicos a los organismos vivos. Dado que la mecánica es una rama de la física, es combinar la física con la biología.
Aunque la línea es más bien difusa, no hay que confundir la biomecánica con su hermana mayor, la biofísica. La biomecánica combina una rama de la física, la mecánica, con la biología, mientras que en el seno de la biofísica podemos encontrar hasta modelos termodinámicos de la contracción muscular (Kimmig et al., 2019; Loiselle et al., 2016).
La biomecánica tiene diversas aplicaciones, desde la optimización del rendimiento deportivo (Cross et al., 2017; Morin & Samozino, 2016) hasta la creación de material deportivo para mejorar el rendimiento (Ruiz-Alias et al., 2023), pasando por la prevención y readaptación de lesiones (Neumann, 2010).
¿Qué estudia la biomecánica?
A grandes rasgos, podemos dividir la biomecánica en dos grandes campos: la interna y la externa. La biomecánica externa es la que estudia todo lo que ocurre fuera de nuestro cuerpo (lanzamientos, saltos, perfiles de resistencia) y la interna lo que ocurre dentro (mecánica muscular, electromiografía…).
No obstante, para hacer una clasificación más precisa de todo lo que cubre la biomecánica, podemos encontrar cuatro grandes disciplinas que explicaremos a continuación.
Cinemática
La cinemática es el estudio del movimiento de los cuerpos sin considerar sus causas. Su propósito fundamental es describir y cuantificar las posiciones (y sus derivadas, como la velocidad o la aceleración) de los cuerpos (Selbie et al., 2013) .
👉 Esta rama es especialmente útil para valorar la técnica de los deportistas (Brito et al., 2025). Dado que las fuerzas aplicadas no son de interés en esta rama, se valoran las posiciones del atleta a la hora de hacer un salto, un lanzamiento o cualquier gesto. Un software de gratuito y muy utilizado es el Kinovea.
La cinemática es una rama de la biomecánica no muy popular, pero realmente útil para optimizar la técnica deportiva. Es, por ejemplo, muy usado en atletismo o natación, ya sea para la técnica de carrera o natación, como para los lanzamientos de peso y jabalina.
Cinética
La cinética es la rama que estudia las causas del movimiento de los cuerpos. Su propósito principal es el estudio de las fuerzas y cómo estas afectan al movimiento (Selbie et al., 2013).
Dentro de la cinética se estudian, más detalladamente, las fuerzas, los momentos de fuerza (el torque y el famoso y popular brazo de momento), el impulso y momento lineal y angular y, también, la energía mecánica, el trabajo y la potencia.
🤓 Para estudiar esta rama de la biomecánica, se hace uso de plataformas de fuerza o dinamómetros, entre otros. Para estimar las fuerzas que soporta el cuerpo en un momento dado, hay dos caminos. El primero y más científico es el uso de dinámica inversa, que determina indirectamente las fuerzas y los momentos de fuerza a partir de un análisis cinemático.
Por otro lado, para estimar de manera visual lo que nos cuesta un ejercicio o la fuerza que tiene un músculo a lo largo de un rango de recorrido, hacemos el análisis de cómo evoluciona en brazo de momento.
Esto último es lo que más se ha popularizado estos últimos años, en gran parte debido a su eficacia. La razón por la que funciona es porque estima el efecto rotacional (torque) que tendrá una carga externa sobre una articulación, que básicamente es una medida de la fuerza que tenemos que contrarrestar con nuestros músculos.
🎒 Pongamos un ejemplo sencillo. Imaginemos que queremos llevar una mochila de 10 kg. Si queremos poder llevar dicha mochila sin ser aplastados, deberemos generar más fuerza que la mochila o no podremos levantarla.
¿Qué relación tiene eso con el brazo de momento? Si atendemos a la fórmula de torque, veremos que es:
El torque (representado por la letra griega tau) es el producto vectorial entre el radio y la fuerza aplicada. Cuando hablamos de una resistencia externa, como una mancuerna, la fuerza aplicada es el peso de la mancuerna, que es constante. Por lo tanto, lo único que cambia es el radio, la distancia desde el eje de rotación (el codo) hasta el punto de aplicación de fuerza.
El brazo de momento no es precisamente ese radio, pero sí que está relacionado. Si quieres la explicación más sencilla, confía en nosotros cuando decimos que el radio y el brazo de momento están relacionados. Si quieres ver la explicación, fíjate en la siguiente imagen:
El brazo de momento es una línea perpendicular al vector de fuerza y que pasa por el eje de rotación. Si aplicamos trigonometría básica, vemos que el brazo de momento (en la imagen de arriba “d”) es:
Donde “r” es el radio y “sinθ” es el seno del ángulo formado entre “r” y “F”. El brazo de momento (d) será máximo cuando “r” sea perpendicular (forme 90º) a “F”, y mínimo cuando el ángulo entre “r” y “F” sea 0º.
Por lo tanto, vemos que lo único que puede hacer aumentar el torque y, por consiguiente, la dificultad de un ejercicio con resistencia constante (cualquier resistencia no elástica), será variar el radio (y como consecuencia, el brazo de momento). Es por eso por lo que siempre se analiza el brazo de momento.
¿Es igual de efectivo para analizar la curva de fuerza de un músculo? La realidad es que, aunque se sigue el mismo procedimiento para analizar la capacidad que tiene un músculo para generar movimiento, es un enfoque más bien simplista. Hablaremos de ello en más profundidad en el siguiente apartado.
Biomecánica computacional y modelos musculares
👉 Esta rama de la biomecánica suele estar reservada para gente muy friki y apasionada por entender cómo funciona el cuerpo humano. También es necesario tener unas sólidas bases de matemáticas, física y programación.
Aquí podemos encontrar a la famosa electromiografía, que estudia la actividad eléctrica del tejido muscular. Mediante la electromiografía podemos ver qué músculos están activos y cómo se activan. Ojo, no sirve para saber por sí solo si el ejercicio en cuestión es útil para hipertrofiar, solamente nos dice qué está activo y qué no, nada más.
Si nos adentramos más en esta rama, encontramos el modelado muscular o celular. Aquí, se crean modelos musculares mediante programas informáticos (Lamsfuss & Bargmann, 2022) asumiendo ciertos parámetros o errores controlados. El propósito de estos modelos es ver cómo responderá el tejido muscular a algo, ya sea activación neural o tensión mecánica, por ejemplo.
¿Qué podemos conseguir con la biomecánica?
Esperamos que llegado a este punto te hayamos abierto los ojos y hayas visto que la biomecánica va más allá (muchísimo más allá) de dibujar un brazo de momento.
Llevar el rendimiento deportivo al siguiente nivel
Si queremos optimizar el rendimiento deportivo de alguno de nuestros deportistas, el análisis en 2-D y 3-D de los parámetros cinemáticos importantes para nuestro deporte será de vital importancia.
🤓 Dependiendo del gesto deportivo que se quiera optimizar, habrá que medir de una manera u otra. Uno de los análisis más completos que hay es el del análisis en 3-D, donde se colocan entre 6 y 8 cámaras para que no haya ángulos muertos en la grabación.
Con esto, podemos analizar el movimiento de interés en 3-D y comparar lo que hace nuestro deportista con lo que hacen los deportistas de talla mundial. Siempre debemos considerar individualizaciones técnicas debidas a la anatomía personal, pero por lo menos nos da un punto de partida. Aquí te dejamos varios ejemplos: estudio 1, estudio 2, estudio 3.
Podemos usar también el análisis kinesiológico para individualizar la técnica de algunos gestos deportivos. Un ejemplo sencillo sería el agarre en press de banca y la dirección con la que se aplica la fuerza.
Otra posibilidad es la de medir las curvas de fuerza-velocidad-potencia y ajustar el perfil de nuestro deportista al de un deportista de talla mundial. No tendrá el mismo perfil un boxeador de élite que un judoka de élite, o un nadador de élite (Cross et al., 2017; Morin & Samozino, 2016).
Prevención y readaptación de lesiones
Un correcto análisis cinemático y cinético del momento en el que se produce una lesión puede darnos mucha información sobre el mecanismo lesional (Taunton et al., 1988). Debemos tener en cuenta que las lesiones se producen cuando un tejido es sometido a un estrés que no puede soportar (Neumann, 2010). Si podemos detectar en qué posiciones tenemos que ser fuertes para evitar una lesión, podremos evitar perdernos competiciones importantes.
🏋️♂️ A la hora del reutrn to play, si tenemos un informe de un profesional cualificado donde se nos diga qué hay que trabajar y evitar, podremos hacer una selección de ejercicios adecuada y podremos plantear una progresión coherente, desafiando de manera progresiva el eslabón débil.
Desarrollo de material deportivo
Este es un campo poco conocido, pero realmente las federaciones imponen limitaciones a algunas características de algunos materiales, puesto que pueden suponer una ventaja enorme en el rendimiento deportivo.
Si se sabe jugar con la física de los materiales y la técnica deportiva, se puede crear equipación para mejorar el rendimiento deportivo (Ruiz-Alias et al., 2023).
Investigación sobre mecanobiología
Para los más apasionados, para aquellos que tengan mucha curiosidad por saber cómo ocurre la hipertrofia, por qué se rompe un tendón, por qué los músculos se contraen de una manera y no de otra, tenemos la mecanobiología.
En esta área hay mucha investigación pendiente, pero en gran parte se debe a que hay que tener una muy buena base de matemáticas y física o ingeniería, además de biología. Estos estudios suelen hacerse en conjunto con especialistas de sus respectivas áreas, pero suelen ser los estudios que más eco tienen en el mundo académico (Herzog & Schappacher-Tilp, 2023; Ibata & Terentjev, 2021).
