Placas de fuerza 101: ¿Qué son y por qué se utilizan?

Sobre el autor

Jo Clubb es fundador y consultor en ciencias del deporte de Visión global del rendimientoque proporciona apoyo científico deportivo a equipos profesionales, atletas, profesionales y empresas de tecnología deportiva de todo el mundo. Basándose en sus años de experiencia en el alto rendimiento, incluyendo la Premier League, la NHL, la NFL y más, comparte conocimientos de la ciencia del deporte a través de su... blog, Canal YouTubey publicaciones científicas y libros de texto. 

En este artículo, Jo explica en qué consisten las placas de fuerza y cómo VALD ForceDecks la tecnología funciona.

Evolución de la tecnología de placas de fuerza 

En los primeros tiempos de su comercialización, las placas de fuerza eran grandes, engorrosas y requerían un análisis manual para transformar los datos brutos recogidos. Esto limitaba su uso a los laboratorios de biomecánica. Sin embargo, desde entonces las placas de fuerza han evolucionado hacia versiones portátiles con análisis cada vez más automatizados, como la VALD  Sistema de doble placa de fuerza ForceDecks. Esta progresión los ha hecho accesibles para su uso cotidiano en diversos entornos de la salud y el deporte, desplazando su utilidad más allá de los laboratorios especializados. 

Desde entonces, las placas de fuerza han evolucionado hacia versiones portátiles con análisis cada vez más automatizados... Esta progresión las ha hecho accesibles para su uso cotidiano en diversos entornos de la salud y el deporte. 

Cómo funcionan las placas de fuerza 

Una placa de fuerza es una plataforma equipada con sensores, normalmente piezoeléctricos o de galgas extensométricas. Estos sensores miden la fuerza de reacción del suelo (GRF) ejercida por una persona que realiza diversas actividades sobre ella, como estar de pie, caminar, saltar o correr. En los ForceDecks, las galgas extensométricas alojadas en las células de carga de la plataforma miden la tensión, que es proporcional a la fuerza aplicada. Estas fuerzas se registran a medida que la persona interactúa con el suelo, de acuerdo con las leyes del movimiento de Newton. 

Un vistazo al interior de ForceDecks, que muestra cómo están dispuestos los cuatro sensores de célula de carga de cada placa para medir la fuerza aplicada a la parte superior de la placa.

Tercera ley de NewtonAcción y Reacción, afirma que para cada acción (fuerza) en la naturaleza hay una reacción igual y opuesta. Así, cuando un individuo está en reposo, la GRF representa su peso corporal. Con el movimiento, la GRF cambia en función de la fuerza que el individuo aplica para acelerar, de acuerdo con Segunda ley de Newton. La fuerza se mide en newtons (N), donde 1N es la fuerza necesaria para acelerar un objeto con una masa de 1 kilogramo, 1 metro por segundo por segundo (es decir, 1 m/s²).

La Tercera Ley de Newton en acción: una galga extensométrica dentro de una célula de carga utilizada para medir la fuerza aplicada sobre la placa superior.

La curva fuerza-tiempo 

El software ForceDecks visualiza la GRF vertical a lo largo de la duración del movimiento, creando la curva fuerza-tiempo. Estos datos se analizan para calcular otros parámetros, como la velocidad, la potencia y el desplazamiento. 

Consideremos la curva fuerza-tiempo de una prueba de placa de fuerza habitual: el salto con contramovimiento (CMJ). El CMJ mide la capacidad de salto vertical, comenzando con una caída hacia abajo seguida de un salto lo más alto posible. Se realiza con las manos en la cadera para minimizar la implicación de la parte superior del cuerpo. Por el contrario, un CMJ con brazos se caracteriza por ser un salto Abalakov. Puede encontrar más información sobre los protocolos de las pruebas en la Base de Conocimientos VALD para CMJ y Abalakovjunto con una amplia biblioteca de otras pruebas. 

Una curva fuerza-tiempo típica para una prueba de placa de fuerza común: el CMJ, con el movimiento correlativo asociado al trazo de fuerza y las fases del movimiento.

En el software ForceDecks, la GRF vertical total se muestra mediante una línea gris. Además, dado que ForceDecks es un sistema de doble placa de fuerza -que utiliza dos placas, una para cada lado-, también se muestran las GRF izquierda (línea azul) y derecha (línea naranja). Esto permite una evaluación continua de la simetría, o asimetría, entre los lados izquierdo y derecho durante todo el salto.  

Las tres trazas de fuerza mostradas en la aplicación ForceDecks, que representan la fuerza izquierda (azul), derecha (naranja) y total (gris).

Esto permite una evaluación continua de la simetría, o asimetría, entre los lados izquierdo y derecho durante todo el salto.  

A partir de los datos de fuerza se obtiene una curva aceleración-tiempo (dado que fuerza = masa x aceleración), a partir de la cual se calcula la velocidad del centro de masa integrando la aceleración con respecto al tiempo. Una vez calculadas las curvas fuerza-velocidad-tiempo, también puede obtenerse una curva potencia-tiempo (ya que potencia = fuerza x velocidad). De este modo, se calcula una multitud de variables relacionadas con la fuerza, la velocidad, la potencia y la simetría para diferentes fases de salto (concéntrica, excéntrica y de aterrizaje), así como para puntos de referencia específicos. 

Puntos clave de un trazo de fuerza producido a partir de un CMJ típico realizado en ForceDecks.

Consideraciones clave en el uso de placas de fuerza

El uso adecuado y la configuración coherente de las placas de fuerza son esenciales para recopilar datos válidos y fiables. Los factores críticos incluyen:

• Especificaciones técnicas: El software ForceDecks es compatible con diversas tecnologías de placas de fuerza. Asegúrese de que las placas de fuerza tienen suficiente capacidad de carga (la fuerza máxima que puede tolerar el hardware) y frecuencia de muestreo (el número de veces por segundo que se mide un punto de datos) para su población y aplicaciones. Encontrará más información sobre estas especificaciones en aquí.
• Movilidad y configuración: La tecnología ForceDecks es portátil, por lo que resulta ideal para llevarla a diferentes entornos, como campamentos de pretemporada, partidos fuera de casa y clínics. Sin embargo, el hardware debe instalarse en un lugar adecuado cada vez, sobre todo con una superficie sólida y consistente debajo.
• Calibración: La calibración estándar de fábrica significa que las placas no deberían tener que calibrarse regularmente sobre el terreno. No obstante, los usuarios deben comprobar que los platos están correctamente configurados y que informan correctamente de la fuerza. Los usuarios pueden comprobarlo midiendo una carga conocida (de al menos 50 kg/100 lb), aunque también habrá variaciones en las placas de peso estándar.
• Coherencia de la colección: Aunque controlar los factores externos es un reto en el ámbito deportivo o clínico, es vital mantener rutinas, tiempos de prueba y calentamientos constantes.
• Protocolo de pruebas: Utilice un protocolo de prueba consistente para la repetibilidad a través de ensayos, individuos y días. VALD proporciona una amplia biblioteca de protocolos de prueba en su Base de conocimientos.
• Período tranquilo antes del salto: Aunque esto entra dentro del protocolo de pruebas, es un punto tan importante que merece la pena reiterarlo por sí solo. Una medición precisa de la masa corporal antes del salto es crucial para el análisis posterior. Por lo tanto, asegúrese de que sea precisa haciendo que el individuo permanezca inmóvil inmediatamente antes del salto.

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Selección de pruebas de placas de fuerza

En términos generales, las placas de fuerza se utilizan ampliamente para el diagnóstico de la fuerza y la potencia en el deporte. En el ámbito sanitario, ayudan en los análisis clínicos de rehabilitación y movimiento, una aplicación habitual también en el deporte profesional.

Las placas de fuerza se utilizan ampliamente para el diagnóstico de la fuerza y la potencia en el deporte. En el ámbito sanitario, ayudan en los análisis clínicos de rehabilitación y movimiento, una aplicación habitual también en el deporte profesional.

VALD clasifica sus pruebas ForceDecks en Saltos, Funcionales, de Equilibrio e Isométricos. La mayoría de las pruebas dentro de estas categorías también se benefician de la función de detección automática de VALD, que utiliza técnicas estadísticas avanzadas para identificar automáticamente la prueba realizada basándose en la curva fuerza-tiempo.

Estas pruebas pueden proporcionar información sobre las capacidades atléticas de un individuo, la generación de fuerza, el estado de fatiga, el progreso de la rehabilitación y la vuelta al juego, y las asimetrías izquierda-derecha. Es importante tener en cuenta estas aplicaciones a la hora de decidir qué pruebas incluir en una batería de evaluación (es decir, empezar con el fin en mente). Debemos respetar el tiempo y la capacidad de nuestros deportistas y clientes, por lo que la selección de las pruebas debe maximizar el valor minimizando las cargas innecesarias.

Estas pruebas pueden proporcionar información sobre las capacidades atléticas de un individuo, la generación de fuerza, el estado de fatiga, la rehabilitación y el progreso de la vuelta al juego, y las asimetrías izquierda-derecha.

El CMJ, como ya se ha descrito, ofrece una evaluación casi máxima de la capacidad de potencia muscular de la parte inferior del cuerpo. Sin embargo, existen otras capacidades que pueden ser de interés para los científicos del deporte y los médicos, en función del deporte/población, el momento de la temporada y el historial y el estado de las lesiones.

Por ejemplo, la fisioterapeuta de VALD, Sasha Birge, ha describió el Continuo pliométrico y cómo se pueden utilizar diferentes pruebas ForceDecks para evaluar la capacidad del cuerpo para almacenar y liberar energía elástica, desde una evaluación en cuclillas hasta un salto de caída.

Las aplicaciones de las placas de fuerza van más allá de los saltos. La creciente investigación sobre el entrenamiento isométrico para el desarrollo de la fuerza ha aumentado simultáneamente el interés por las evaluaciones isométricas. El tirón isométrico de medio muslo (IMTP), que se explica en nuestra La serie VALD Athlete Testing en YouTubeproporciona una evaluación segura y eficaz de la fuerza máxima. Actualmente se utiliza con más frecuencia que las pruebas de fuerza máxima, más exigentes y que requieren más tiempo.

La creciente investigación sobre el entrenamiento isométrico para el desarrollo de la fuerza ha aumentado simultáneamente el interés por las evaluaciones isométricas

Aunque el IMTP presenta una evaluación global de la fuerza de todo el cuerpo, también puede ser útil realizar evaluaciones de varias articulaciones, como por ejemplo Batería de evaluación isométrica específica para carrera de Alex Natera. Este programa pretende responder a la pregunta¿son los atletas que regresan "suficientemente fuertes" para correr rápido??" y Alex ha detallado cómo integra los ForceDecks de VALD en este proceso.

La tecnología ForceDecks de VALD permite comprender la compleja dinámica del movimiento humano. Su evolución hasta convertirse en un dispositivo versátil y práctico subraya su importancia para comprender y mejorar el rendimiento y la salud humanos. A medida que la tecnología siga avanzando, las posibles aplicaciones de las placas de fuerza se ampliarán y ofrecerán conocimientos aún más profundos sobre la mecánica del movimiento.

A medida que la tecnología siga avanzando, las aplicaciones potenciales de las placas de fuerza no dejarán de ampliarse, ofreciendo conocimientos aún más profundos sobre la mecánica del movimiento.

Si desea obtener más información sobre cómo integrar la tecnología de medición humana de VALD en su organización para contribuir al compromiso de sus clientes, póngase en contacto con nosotros aquí.