Tras estos últimos -y esperados- Juegos Olímpicos y Paralímpicos de Tokyo 2020, y después de haber leído el fantástico libro "La ciencia de los campeones" de José Manuel López-Nicolás (autor del blog "Scientia"), tenía el gusanillo de escribir un post que tratase sobre la ciencia que hay detrás de la actividad física y el deporte, así que me dispuse a lanzar una encuesta en mis Stories de Instagram (@elbiolocomolecular) preguntándoos si preferíais un post que tratase sobre Astrobiología (tema que también quiero tratar, y que ya os adelanto que muy probablemente sea el tema de la próxima publicación de este blog) o sobre Ciencia y Deporte.
El pueblo alzó su voz, y de acuerdo al resultado de la encuesta que lancé, salió como ganador el tema de la Ciencia y el Deporte (con un 65 % de los votos), así que me dispuse a coger el portátil, buscar la literatura científica y los artículos informativos disponibles, y a redactar este post que mis todopoderosos followers me reclamasteis en la votación que inicié en mi cuenta de Instagram (qué épico suena así contado, ¿verdad?).
¡Transparencia ante todo! Aquí tenéis el resultado final de la encuesta que hice en las Stories de Instagram, para que veáis que no oculto ninguna información a mis queridas lectoras/es...
Ciencia y natación
Bueno, vamos a ir ya al grano, que hoy toca hablar de algunos deportes y la ciencia que se esconde detrás de ellos. En primer lugar, vamos a ver algunos datos científicos curiosos sobre la natación y los deportes acuáticos.
Como todos sabréis, en natación existen una serie de estilos básicos de nado cuyos nombres seguro que os sonarán: en primer lugar, tenemos el estilo de natación que los no profesionales adoptamos cuando vamos a la playa o a la piscina a echar el rato, el estilo braza o pecho -o "estilo perrito" como se dice en el lenguaje popular-, que consiste en mantener una posición vertical del cuerpo, impulsándonos de forma simultánea con brazos y piernas, realizando así un movimiento ascendente y descendente de hombros y caderas (1). Su principal ventaja es la facilidad que nos ofrece para tomar aire y respirar, ya que la posición del cuerpo es muy elevada con respecto a la superficie del agua pero es a la vez el estilo de nado más lento de los cuatro que vamos a analizar, ya que solo permite alcanzar -en el caso de nadadores olímpicos, ojo- velocidades cercanas a 1,6 m/s, lo que equivale sólo a unos 5,8 km/h (2).
Aquí tenéis a El Bioloco Molecular nadando en la piscina municipal. Podemos apreciar como adopta el estilo braza con una técnica y elegancia sin precedentes (Fuente).
Después, tenemos otro de los estilos que más se enseñan en las escuelas de natación, el estilo crawl o libre, que consiste en mantener el cuerpo horizontal, agitando las piernas arriba y abajo de forma rápida y repetitiva y dando brazadas fuera del agua con un único brazo mientras el otro se queda bajo la superficie acuática. Para respirar, se hace un giro con la cabeza sacándola del agua y así poder tomar aire entre brazada y brazada (3). Este estilo se trata del más rápido de todos, aunque poco a poco los tiempos que se marcan en el estilo mariposa se van acercando a los del estilo crol.
Pasamos ahora a analizar el estilo espalda, donde debemos situarnos en posición horizontal, con las orejas a la altura de la superficie del agua, y debemos mover de forma enérgica y rápida las piernas para impulsarnos, manteniendo los pies "sueltos" para hacer con ellos un movimiento de aleteo que mejore el impulso, y además, hemos de dar brazadas con nuestros brazos de forma alternativa, sacando uno del agua mientras el otro empuja el agua por debajo de la superficie. Curiosamente, la principal ventaja de este estilo de nado, que es el hecho de poder respirar todo el tiempo ya que tenemos fuera del agua la nariz y la boca, supone también una de las principales desventajas de esta técnica, debido a la posibilidad de hiperventilación si no controlamos de forma adecuada nuestra respiración, de ahí que se requiera de un buen control de la misma para evitar mareos, además del problema que supone nadar de espaldas al aire libre en un día muy soleado (pudiendo así achicharrarte los ojos si no vas con cuidado).
Por último, hablaremos del estilo más top o el que todos consideramos como el más exigente y espectacular, el famoso estilo mariposa. El nado a mariposa consiste en una técnica similar a la del estilo crol, pero con la particularidad de que se requiere una gran coordinación en el movimiento de brazos y piernas, y el cuerpo del nadador realiza una especie de movimiento en "S" que también debe estar perfectamente coordinado con los movimientos de impulso. Este estilo es uno de los más modernos, ya que se empezó a utilizar a partir de los años 50, alcanzándose con él velocidades de nado muy considerables, aunque su exigencia física hace que no sea el estilo ideal para nadadores principiantes ya que requiere altos niveles de fuerza y coordinación (4).
Los 4 estilos o strokes principales de natación. Los estilos de nado más populares son, como acabamos de ver, el crawl o estilo libre, espalda, braza o pecho, y mariposa, como se observa en esta imagen (Fuente).
Vayamos ahora a analizar la ciencia como tal que hay detrás de la natación:
Como bien sabemos, la natación es un deporte que se realiza en el agua (ah, ¿sí?), un fluido que posee una densidad y viscosidad considerablemente mayores que las que posee el aire (que también es un fluido, por mucho que nos extrañe).
Esto hace que las fuerzas que actúan sobre nuestro cuerpo al desplazarnos en un fluido u otro tengan una relevancia distinta en cada uno de ellos. Por ejemplo, la fuerza de gravedad ejerce un efecto mucho mayor en nuestro desplazamiento a través del aire -como cuando estamos andando, corriendo o saltando-, pero esto no es así cuando nos desplazamos a través del agua, ya que al encontrarnos dentro de ella aparece una fuerza de dirección opuesta a la gravitatoria -y que por tanto, reduce su efecto-, llamada flotación (5).
La flotación aparece debido a una diferencia de presiones hidrostáticas entre la parte superior e inferior de un cuerpo. Me explico: a medida que vamos descendiendo a través de una columna de agua (o una piscina), la presión de ese agua va aumentando, con lo cual la presión hidrostática es superior en la parte más sumergida de un objeto que se encuentra dentro del agua que en su parte menos sumergida (a mayor altura). De esta manera, se produce una fuerza ascendente -la fuerza de flotación- que se opone al peso del objeto (fuerza descendente). Sin embargo, por más que sumerjamos un cuerpo en una piscina, da igual la profundidad a la que lo llevemos, ya que la fuerza de flotación será la misma.
Esto es lo explica el famoso principio de Arquímedes, que dice: “Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido (líquido o gas) recibe un empuje ascendente, igual al peso del fluido desalojado por el objeto” (6). Esta es la razón por la cual los objetos que son más densos que el agua se hunden al introducirlos en ella, y al contrario con los objetos cuya densidad es menor que la del agua, que flotan sobre ella.
Fuerza de flotación. La diferencia de presiones hidrostáticas entre la parte superior del objeto (menor presión) y su parte inferior (mayor presión) son las responsables de la aparición de la fuerza de flotación, que además dependerá de la densidad del objeto sumergido (que en este caso es una lata de deliciosas alubias...) (Fuente).
Otra fuerza que adquiere especial relevancia al desplazarnos en el seno del agua es la resistencia (y no, no me refiero a la resistencia que os estaréis imaginando...), que se opone a nuestro avance y complica en gran medida la tarea de llegar al otro lado de la piscina. Esto también sucede con el aire, que ejerce una resistencia a nuestro avance a través de él (lo cual se nota más a mayores velocidades, como cuando hacemos ciclismo), pero en mucha menor medida que el agua, que posee una viscosidad mucho mayor que el aire y esto hace que la resistencia que opone el agua al desplazamiento sea un factor a tener mucho más en cuenta en los deportes acuáticos.
Ciencia y patinaje sobre hielo
Vamos a hablar ahora de otro deporte muy diferente al anterior, el patinaje sobre hielo (Fuente).
Ahora, vamos a pasar de un deporte donde existe un alto rozamiento o fricción con el medio donde se practica -el agua-, a otro deporte donde la casi total ausencia de rozamiento con la superficie es lo que permite su realización. Estamos hablando ni más ni menos que del patinaje sobre hielo (que mira tú por dónde, se practica sobre una superficie que es agua en estado sólido, en fin, la importancia del estado de agregación...).
La fricción es una fuerza que se opone al movimiento de un objeto cuando este se desliza sobre otro, y está causada por el establecimiento de enlaces químicos entre las moléculas que forman el objeto que se desplaza y las de la superficie sobre la que lo hace (7). Uno de los factores que influye en la fricción que se produce entre una superficie y un objeto es la rugosidad de ambos, ya que si tenemos una superficie -u objeto- con alta rugosidad, esto hará que la superficie de contacto entre ambos sea mucho mayor, y por tanto, las interacciones moleculares entre ellos serán más numerosas y se establecerá así un mayor número de enlaces químicos que dificultarán el deslizamiento de ambos cuerpos. Para vencer esta fuerza de fricción, se tiene que producir la ruptura de esos enlaces entre el objeto y la superficie, lo que se traduce en una disminución de la fuerza neta que permite el desplazamiento del objeto sobre esa superficie.
Lo que sucede en el patinaje sobre hielo, en el que tenemos a un patinador/a que quiere desplazarse sobre una superficie de hielo, es que la fricción que existe entre la superficie y las cuchillas de los patines es prácticamente nula, lo cual permite a las personas que practican este deporte deslizarse sobre las pistas y realizar las espectaculares acrobacias que tanto nos fascinan.
De hecho, esto de las acrobacias y giros que realizan los patinadores y patinadoras sobre hielo me sirve para hilar con otro concepto de Física llamado momento angular. El momento -que puede ser lineal, en caso de un desplazamiento rectilíneo; o angular, cuando hablamos de giros- es una magnitud física que nos indica la cantidad de fuerza que se requeriría para frenar por completo un objeto en movimiento (sería como un indicador de "la cantidad de movimiento" de un cuerpo determinado).
En el caso del momento angular (el que ahora nos concierne), su valor depende de tres parámetros: la velocidad angular del objeto, su masa, y el radio del movimiento o cómo se reparte la masa del objeto a lo largo del espacio. Esto queda reflejado en la sencillita fórmula del momento angular, en la que esos tres parámetros se multiplican entre sí para dar lugar a esta función física.
Fórmula del momento angular. Como veis, el momento angular es el producto de tras parámetros: la masa del objeto, el radio del giro, y la velocidad angular (Fuente).
Una característica del momento -tanto angular como lineal- es que siempre se conserva a menos que actúen fuerzas externas, con lo cual los patinadores/as sobre hielo pueden jugar con esta función física simplemente modificando su postura y la posición de sus extremidades. Os pongo un ejemplo: si os fijáis, cuando una patinadora pega sus brazos al cuerpo, esta empieza a girar a una velocidad desorbitada, tanto que parece incluso una lavadora con patas (creo que me he pasado un poco con este ejemplo, jijiji). Esto se debe a la conservación del momento angular y a la modificación de la distribución del peso corporal (o del radio de giro).
Entenderéis esto mejor si os fijáis en la formulita que os he dejado arriba del momento angular: las patinadoras, cuando pegan los brazos al cuerpo, modifican la distribución de su masa corporal, y hacen que el radio de giro de su cuerpo sea menor, al estar más "acurrucadas" sobre sí mismas. Como el momento lineal siempre se conserva a menos que actúen fuerzas externas (algo que en este caso podemos considerar que es prácticamente así), al disminuir uno de los tres parámetros de los que depende el momento angular (el radio en este ejemplo), debe aumentar uno o los dos parámetros restantes (velocidad angular o masa de la patinadora) para que el momento mantenga su valor constante. Como podéis imaginar, la masa de la patinadora tiene un valor constante, con lo cual sólo nos quedamos con la posibilidad de aumentar el parámetro restante, la velocidad, para contrarrestar la disminución del radio de giro. Es decir, que las patinadoras, aprovechando la conservación del momento angular y la disminución del radio de giro de sus cuerpos, logran aumentar considerablemente la velocidad de giro, dejándonos imágenes realmente espectaculares y que suponen una auténtica maravilla para los espectadores de este deporte/arte.
Ciencia y running, la importancia del calzado
Cada vez que nos calzamos las zapatillas para ir por ahí a correr, puede que no seamos conscientes de ello, pero nos estamos poniendo sobre nuestros pies auténticas obras de ingeniería. Os explico: ya sólo viendo las partes que componen una zapatilla de running, hasta los mejores estudiantes de Anatomía empiezan a temblar, ya que a pesar de su aparente sencillez (son zapatos, al fin y al cabo), las zapatillas de correr tienen componentes y materiales muy diversos que las hacen óptimas para optimizar nuestras pisadas y permitirnos llegar a la meta lo antes posible.
Las diferentes partes de una zapatilla de running. ¿A que ya no te parecen tan simplonas? ¿Ves cómo realmente son artilugios complejos y con un montón de trabajo tras su diseño? (Fuente).
Una de las cuestiones más importantes a la hora de diseñar y fabricar unas zapatillas es la superficie sobre la cual se van a utilizar. No es lo mismo emplear una zapatilla para correr sobre asfalto que para hacerlo sobre tierra (8). Por ello, se diseña un taqueado concreto para la suela que permita una pisada óptima según la superficie: por ejemplo, en las zapatillas de trail se suele utilizar un taqueado específico que facilita la pisada en terrenos irregulares y la composición de la suela se hace acorde al desgaste que pueda sufrir en sus diferentes partes, con lo cual se utilizan materiales más resistentes en las zonas más susceptibles al desgaste, y otros que lo son menos donde no se requiere una resistencia adicional a la abrasión.
Taqueado de las zapatillas de trail. El diseño especial de la suela de este tipo de zapatillas facilita correr por terrenos irregulares y con poco agarre como pueden ser el campo o la montaña (Fuente).
Sin embargo, no sólo es importante fabricar una suela óptima para la superficie sobre la que se vaya a correr, sino que también hay que diseñar una mediasuela con unas características óptimas para los corredores/as. La mediasuela es la parte de la zapatilla que se encuentra entre la suela y la zona donde se sitúa nuestro pie al calzar la zapatilla (llamada botín), y debe aportar una serie de propiedades como amortiguación, protección y estabilidad.
Concretamente, la mayor parte de marcas utilizan un material, el etilvinilacetato o EVA, para fabricar las mediasuelas de sus zapatillas de running. El EVA es un copolímero de etileno y vinilacetato que posee una gran elasticidad, ligereza y resistencia a la flexión y los pinchazos, de ahí que sea un muy buen material para fabricar las mediasuelas (9).
Estructura química del etilvinilacetato (EVA). Este copolímero formado por m repeticiones de etileno y n de vinilacetato tiene unas propiedades físico-químicas que lo hacen muy interesante como componente de las zapatillas de running (Fuente).
Además de la mediasuela, también se pueden añadir unas piezas estabilizadoras en la parte delantera de la zapatilla, en mitad de la suela y la mediasuela, con el fin de proteger el pie ante el impacto de objetos del terreno, y en la parte posterior podemos encontrar en algunos modelos capas de material más denso y rígido que impiden una excesiva pronación en la pisada (es decir, el movimiento que algunos tendemos a realizar de "hundir" el pie hacia dentro al pisar).
Otro factor importante a tener en cuenta es el perfil de la zapatilla, o la diferencia de altura que hay entre el suelo y las plantas de nuestros pies; y además de eso, también se debe utilizar un drop adecuado (es decir, la diferencia entre el perfil de las partes trasera y delantera de la zapatilla). En función de lo que el corredor desee, será mejor utilizar un perfil más alto (ideal para corredores de mayor peso, pero con la desventaja de un menor equilibrio en la pisada) o más bajo (lo mejor para corredores que buscan velocidad o una mayor sensibilidad con el terreno que pisan, como es el caso de las famosas Fivefingers® y la moda del barefoot running).
Zapatillas Fivefingers®. Este tipo de calzado de running se puso muy de moda hace ya algunos años, con toda esta corriente del natural running y el respeto hacia la biomecánica de nuestros pies (Fuente).
Y ya para terminar con el running, también hay que destacar la importancia que tienen la horma (anchura) de la zapatilla y el diseño del botín (donde se sitúa el pie). En esta parte de la zapatilla encontramos el mesh o la tela que tapiza el botín y está en contacto con nuestro pie, que debe tener agujeros y permitir la transpiración (si no, preparaos para el pestazo después...). También puede haber protecciones tanto en el frontal de la zapatilla (muy importante en trail), en los laterales (para proteger el pie y darle rigidez), en la zona del talón (para proteger la articulación del tobillo y talón) y en la zona interior (para aportar sobre todo comodidad y protección, y cuyo diseño interno y costuras son importantes para evitar rozaduras molestas).
Ciencia y alpinismo
Venga, es hora de quitarse las zapatillas de running y preparar todo el equipaje necesario para irnos a lo más alto de las montañas, que nos vamos de alpinismo.
El alpinismo, según la Federación Española de Deportes de Montaña y Escalada (FEDME/CSD), es "la acción de subir montañas, pero siempre por afán de superación, como respuesta a un impulso personal distinto en cada uno o por el placer de alcanzar una cima y observar el terreno que se abre ante los ojos" (10). Es decir, que más que un deporte competitivo al uso, se trata más bien de una experiencia placentera para la persona que lo practica, como fue el caso de los primeros alpinistas propiamente dichos: una serie de aficionados ingleses que a finales del siglo XVIII se desplazaron hasta los Alpes con el fin de explorar sus montes y estar en contacto con la naturaleza. Así, poco tiempo después de las expediciones de esos primeros alpinistas, en 1786 los franceses Balmat y Paccard lograron coronar el pico más alto de todo el sistema de los Alpes, el Mont Blanc (4809 m).
El Mont Blanc, el pico más elevado de los Alpes. Tras el pico Elbrus, se trata del punto más elevado de toda Europa, con sus 4809 m de altitud (frente a los 5416 m del monte Elbrus) (Fuente).
Sin embargo, un alpinista de hoy en día requiere de un enfoque multidisciplinar, ya que el esquí de montaña, la escalada y la orientación son necesarias para poder realizar alpinismo de forma más "pro" y llegar a picos que supongan una mayor exigencia.
En este apartado del post voy a adoptar un enfoque algo distinto a los otros, ya que no voy a contaros simplemente la ciencia que hay detrás de la escalada, el montañismo ni nada de eso, sino que voy a contaros cómo el alpinismo ha contribuido al avance de la ciencia:
Hace unos 150 años, el científico multidisciplinar John Tyndall realizó un ascenso al pico Weisshorn con el fin de realizar estudios geológicos recogiendo rocas cada 100 metros que ascendía por la montaña, además de estudiar la temperatura y los glaciares de hielo presentes a grandes altitudes.
Por aquel entonces (finales del siglo XIX), un siglo después del inicio de la Revolución Industrial, nuestro uso irresponsable de los recursos y lo rudimentario de los avances tecnológicos estaban empezando a causar estragos sobre nuestro planeta, cosa que no pasó desapercibida entre los científicos de la época, ya que se sabía que ciudades con alta actividad industrial como Londres estaban aumentando su temperatura media poco a poco. Se creía que esto era un fenómeno a pequeña escala, que no implicaría grandes alteraciones en la temperatura global, pero muchos de los científicos de la época, que realizaban frecuentemente expediciones en las montañas para hacer mediciones y experimentos, veían que los glaciares y las zonas con hielo de las montañas se localizaban cada vez a mayor altitud, teniendo así los primeros indicios de lo que hoy conocemos como cambio climático antropogénico, uno de los problemas más serios que sufrimos como humanidad en este siglo XXI en que vivimos.
Ya por aquel entonces, se estaban empezando a sentir los efectos de la crisis climática en la que está inmersa actualmente nuestra sociedad. La altitud a la que se empezaban a encontrar los montañistas los glaciares de hielo era cada vez mayor, lo que provocaba por aquel entonces cierta "alegría" entre este colectivo, ya que esto facilitaba el ascenso a los picos más elevados (Fuente).
Pero el alpinismo no sólo fue una de las actividades que ayudó a la ciencia a descubrir que nos estamos cargando el planeta, sino que gracias a él (en parte) empezó a fraguarse la más conocida teoría de las ciencias biológicas, la Teoría de la Evolución, cuyos autores fueron Alfred R. Wallace y el ultraconocido Charles Darwin. Este último, a pesar de que a todo el mundo nos suene su expedición en el Beagle, en la que exploró los oceános y algunos archipiélagos como el de las Islas Galápagos -que inspiraron profundamente su teoría de la evolución-, Darwin era también experto en geología, y como buen ejemplo de ello, le apasionaba explorar las montañas y realizar allí numerosos experimentos y observaciones del entorno.
Imagen de Charles Darwin. Aparte de naturalista, Darwin era también geólogo, y su pasión por esta rama de la ciencia le hizo escalar numerosas montañas y explorar el entorno de las mismas con el fin de estudiar la composición geológica y los fósiles del suelo para su datado (Fuente).
De hecho, sus frecuentes expediciones por los montes andinos fueron clave para empezar a darse cuenta de que las teorías fijistas, tan fuertemente arraigadas por motivos religiosos, empezaban a mostrar ciertas flaquezas:
En una expedición por la Tierra del Fuego, Darwin se dio cuenta de que las montañas eran realmente islas, y que los océanos estaban en un pasado mucho más elevados o las montañas eran más bajas, es decir, que la tierra "subía y bajaba" de forma periódica durante las diferentes eras geológicas (spoiler: se estaba empezando a fraguar también la teoría de la tectónica de placas). Pero no solo eso, ya que en el Paso de la Cumbre, en Uspallata (Argentina) descubrió un bosque petrificado a unos 2100 metros de altitud, lo que le hizo pensar que en algún momento de la historia terrestre, la actividad volcánica debió cubrir de material geológico lo que antiguamente era un bosque lleno de vida, y además, "elevarlo" hasta la altitud a la que se encontraba en el presente (sí, aunque estemos hablando de la primera mitad del siglo XIX, podemos considerarlo prácticamente como el presente en una escala de tiempo geológica). Con todas estas observaciones (y otras muchas más), Darwin se dio cuenta de que simplemente analizando los fósiles del terreno, puedes datar y hacerte una idea de la historia geológica de esa región, y a partir de ello, es cuando Darwin empieza a hilar ideas y dar forma a su conocida Teoría de la Evolución (11).
Los hallazgos geológicos de Darwin en los montes andinos fueron el germen de su teoría evolutiva. Al analizar la composición del suelo, el relieve y los fósiles, Darwin se dio cuenta de que el terreno escarpado de los Andes ha estado sometido a "subidas y bajadas" a lo largo de la Historia de la Tierra (Fuente).
Ciencia y tenis
Vamos a ver ahora la ciencia que se esconde tras cada raquetazo y movimiento a través de la pista que realiza toda persona aficionada a este deporte o algunos de nuestros cracks nacionales como son Garbiñe Muguruza o Rafa Nadal.
En primer lugar, vamos a hablar de uno de los elementos fundamentales para la realización de este deporte: la pelota (12). Las pelotas de tenis están diseñadas de forma que la presión de aire en su interior sea mayor que la atmosférica (es decir, la del medio a través del cual se desplazan), y esto es lo que permite que tengan una elasticidad y capacidad de bote considerables.
Obviamente, la velocidad, la energía, el efecto y la trayectoria que adopta la pelota no va a depender sólo de su elasticidad y bote, sino que dependerá de con qué fuerza la golpeemos con la raqueta, la velocidad que lleve la pelota antes de darle el raquetazo y del ángulo de golpeo. Por ejemplo, si queremos golpear la pelota de forma óptima cuando esta se encuentra quieta o con velocidad cercana a 0, hemos de darle con el extremo superior de la raqueta, mientras que si la pelota se aproxima con velocidad hacia nosotros, hemos de darle con la parte central de la raqueta para que el golpeo sea eficaz.
Pero no sólo eso, ya que en tenis existe una gran variedad de golpeos distintos que los jugadores adoptan en función de diversos factores como su posición en la pista, su dominio de cada técnica de golpeo, la velocidad y ángulo con que viene la pelota y también de su bote. Vamos a ir analizando uno a uno varios de los golpeos más utilizados por los tenistas (13):
1. Golpe de derechas o drive: de los más sencillos, este golpeo consiste en darle con una o las dos manos sujetando la raqueta a la pelota desde abajo hacia arriba después del bote de la pelota que te manda tu rival.
Aquí vemos cómo se ejecuta uno de los golpes más clásicos del tenis, el drive (Fuente).
2. Golpe de revés: este sería el golpe "opuesto" al drive, ya que se realiza por el lado izquierdo del cuerpo y podemos hacerlo a una o a dos manos. Es también de los movimientos más naturales, pero requiere de una buena colocación del cuerpo para controlar bien la trayectoria que va a adoptar la pelota.
Revés a dos manos (Fuente).
3. Volea: un golpeo rápido y muy socorrido cuando no se puede llegar al golpe del oponente antes del bote de la pelota, y que permite atacar a la red del adversario.
Una fantástica volea de la tenista Agnieszka Radwańska. Vemos en este gif cómo la tenista polaca se marca una volea con un 360º incluido. Niezwykła! (Fuente).
4. Dejada: similar al golpe de volea, pero con la diferencia de que te permite engañar al rival haciéndole pensar que vas a hacer un tiro lejano, cuando en realidad la pelota sólo va a pasar por encima de la red tan sólo unos pocos centímetros aterrizando de esta manera cerca de ella. También se puede hacer este golpeo dándole efecto a la pelota y haciendo que esta rebote incluso hacia atrás una vez golpea el suelo. Mola mucho, la verdad...
Dejada con efecto incluido. Me imagino la cara de WTF que se le quedaría a su rival al ver ese golpeo (Fuente).
5. Globo: un golpe defensivo por excelencia, muy útil cuando tu rival te está atacando a la red y necesitas tomar el control de la situación. Este golpeo se puede resumir en "mandar la pelota al espacio", para que así pase muy por encima del rival y tarde más tiempo en llegar hacia él, lo cual te va a permitir tomar algo de aire y recolocarte en la posición adecuada para la próxima recepción de la pelota.
6. Remate o smash: este es de los golpeos más potentes y que más caña le mete a la pelota. Se suele hacer sin bote previo de la pelota, y en la primera mitad de la pista más cercana a la red. Consiste básicamente en darle a la pelota "con tó la mala leche que puedas" para que esta rebote fuertemente con el suelo y dificulte la recepción del oponente.
7. Saque: se puede hacer de formas muy diversas, dejando caer la pelota de nuestras manos y golpeándola de abajo hacia arriba, o lanzando la pelota hacia arriba con la mano izquierda, para después dar un ligero salto y golpear la pelota con la raqueta con un ángulo recto (lo que sería un saque plano).
Aquí tenéis un claro ejemplo de cómo NO se debe hacer un saque plano. Epic fail (Fuente).
8. Resto: esta sería una de las mejores formas de contrarrestar un saque potente por parte de nuestro rival. Requiere de una buena práctica, saber golpear las pelotas que vienen bajas, y aquel(la) tenista que domine bien los restos puede tener una ventaja considerable que le ayude a ganar los partidos que dispute.
9. Passing shot: este golpeo es perfecto cuando tu oponente se está aproximando a la red o está ya al lado de ella. Consiste en que, una vez tu oponente está próximo a la red (algo que en un principio supone un problema para el tenista), lanzas la pelota desde el fondo de la pista, de tal forma que llegue muy lejos y fuera del alcance de tu rival.
10. Tweener: la guinda del pastel. Este es el golpe que se utiliza para "abusar" de tu rival. Consiste en golpear la pelota de espaldas a tu oponente, para hacerla pasar entre tus piernas con la fuerza y el ángulo necesarios para que la pelota pase al otro lado del campo sin darle (obviamente) a la red. Este golpe tan espectacular no es común de ver, pero grandes jugadores como Roger Federer lo han empleado en ocasiones, provocando obviamente los aplausos y la admiración de todo el público.
Esto es un pedazo de tweener como la copa de un pino. Podemos ver cómo el público se queda maravillado ante el golpeo del gran Roger Federer, que además se materializó en un punto a favor del suizo (vemos cómo el rival intercepta la pelota, pero se la devuelve a Roger tocando fuera de la pista) (Fuente).
Nutrición y bioquímica en el deporte
Yo creo que esto es algo que ya todos sabemos, pero no voy a obviar el hecho de que una correcta alimentación es CRUCIAL para tener un rendimiento deportivo óptimo, así que para ir terminando este post, os hablaré un poco de cómo nuestro organismo utiliza la energía durante el ejercicio físico, y la bioquímica que hay detrás de ello.
La correcta alimentación es algo esencial para que los deportistas rindan de manera adecuada (Fuente).
Los que llevéis un tiempo leyendo lo que publico, sabréis que soy un friki de la Nutrición y la Dietética (es mi otra gran pasión aparte de la Bioquímica y la Biología Molecular), así que no he podido resistirme a contaros unas nociones básicas sobre nutrición en deportistas y cómo una correcta alimentación permite dar el máximo en los entrenamientos y las competiciones.
Una de las cosas más a tener en cuenta a la hora de planificar la dieta de los deportistas es el tipo de esfuerzo que realizan en cuanto a tiempo e intensidad. En función de esto, tenemos los deportes de duración breve y esfuerzo intenso (segundos o minutos), de duración media y esfuerzo elevado (1-2h), y los de duración larga y esfuerzo medio o moderado (>2h) (14).
La importancia de la alimentación según la duración y el tipo de actividad que se realice es debida a los combustibles que utilizan nuestras células musculares -los miocitos- para poder realizar el trabajo mecánico y el movimiento que requieren. En los ejercicios intensos pero de corta duración, los miocitos requieren de una fuente de energía elevada y que posea una rápida disponibilidad para su uso: para ello, recurren a un tipo de moléculas altamente energéticas conocidas como fosfágenos. El ejemplo más relevante de fosfágeno es la creatina, que cuando se encuentra en su forma fosforilada (como fosfocreatina o PCr), supone un reservorio de grupos fosfato que contienen una alta cantidad de energía almacenada en sus enlaces químicos, que podrá ser utilizada para sintetizar ATP y realizar trabajo mecánico en los miocitos de forma rápida y efectiva.
Concretamente, la creatina es un compuesto derivado de tres aminoácidos (glicina, arginina y metionina) que podemos obtener directamente suplementándonos o a partir de la dieta -sobre todo a partir de la carne y el pescado, ya que la creatina se encuentra en el tejido muscular de los animales- o de forma indirecta a partir de la metabolización de esos tres aminoácidos, que podrán utilizarse con el fin de sintetizar creatina en los miocitos (15) (16).
Sin embargo, muchos deportistas recurren a la suplementación con creatina para mejorar su rendimiento y acelerar la recuperación tras el esfuerzo. Pero, ¿tiene esto sentido?, ¿sirve de algo la suplementación con creatina, o es una de las muchas cosas que nos vende la industria de los suplementos sin eficacia ni utilidad alguna?
¡Oh, todopoderosa creatina! ¿Está realmente justificada tu suplementación -principalmente en forma de creatina monohidrato- con el fin de mejorar el rendimiento físico? ¿Qué dicen los estudios científicos al respecto? (Fuente).
Pues, al contrario de lo que muchos podríamos pensar (yo incluido), sí que se ha visto y hay evidencias científicas de que la suplementación con creatina puede ayudar a los deportistas, sobre todo en ejercicios de alta intensidad o donde se realicen esfuerzos anaeróbicos. En concreto, dos metaanálisis concluyeron que la suplementación con creatina puede ayudar a mejorar el rendimiento de las personas que realizan ejercicios de fuerza tanto de tren inferior como superior, independientemente del sexo, la raza y otra serie de factores (17) (18). Además, una revisión sistemática concluyó que la población vegetariana podría verse más beneficiada de la suplementación con creatina que la población general (omnívora), ya que al no consumir productos de origen animal (que suponen la principal fuente de creatina dietética) sus reservas de creatina y PCr son menores, lo cual se consigue contrarrestar gracias a la suplementación (19), y también en otro metaanálisis se vio que los jugadores de fútbol obtuvieron beneficios a partir de la suplementación con creatina, sobre todo en la realización de esfuerzos cortos e intensos (20). Debido a esto, la creatina tiene especial fama entre aquellas personas que les gusta machacarse en el gym haciendo ejercicios de pesas, es decir, esfuerzos anaeróbicos, en los cuales se utiliza la fosfocreatina como sustrato energético mayoritario.
Combustibles metabólicos empleados según la duración del ejercicio. Vemos cómo se utilizan en un primer momento las reservas de ATP libre en las células, pero su depleción es muy rápida (en cuestión de segundos), y por tanto se ha de recurrir a la fosfocreatina, cuya desfosforilación permite reponer los niveles de ATP rápidamente. Sin embargo, la PCr también se agota rápidamente, con lo cual se debe recurrir en primera instancia al metabolismo anaeróbico, y posteriormente al metabolismo aeróbico una vez se han adaptado las células a las altas demandas de O2 derivadas del ejercicio físico (Fuente).
Después, tenemos aquellos deportes de duración media y esfuerzo más moderado, en los que la obtención de energía se realiza de forma distinta: tras un breve intervalo de tiempo -inferior al minuto- ya se han consumido todas las reservas de ATP (la moneda energética universal) y de fosfocreatina o PCr que había en las células musculares, con lo cual deben obtener energía de otra manera.
Para solucionar esto, recurren a la fermentación láctica, una vía metabólica que permite una obtención rápida de energía, pero poco eficiente, a partir de la oxidación parcial de la glucosa. Esto es así porque al inicio de la actividad física, los miocitos no se han adaptado aún a la demanda creciente de oxígeno derivada del esfuerzo (21). Así, las células musculares buscan desesperadamente obtener energía de una forma veloz y sin tener en cuenta la eficiencia del proceso, con lo cual se recurre a la fermentación láctica.
En esta ruta metabólica se transforma el piruvato (producto final de otra ruta metabólica llamada glucolisis) en ácido láctico o lactato, proceso que tiene lugar gracias a la acción de una enzima, la lactato deshidrogenasa (LDH), que cataliza la reducción del piruvato a lactato, y oxidando en el mismo proceso el NADH a NAD+, pero sin obtener ATP (energía química) ni poder reductor a cambio.
Este proceso metabólico es de vital importancia, ya que en la otra vía que os he mencionado -la glucolisis- hay una reacción reversible catalizada por la enzima gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, en la que uno de sus productos es el NADH. Al ser esta una reacción reversible, si se produce una sobreacumulación de NADH, el equilibrio de reacción se desplaza en sentido inverso, y esto provocaría la detención de la vía glucolítica a partir de este paso de la ruta. En el caso de la realización de esfuerzo anaeróbico, la oxidación total de la glucosa no es posible en los momentos iniciales debido a la falta de adaptación de las células musculares, en las que el metabolismo aerobio no está aún "activo", y por tanto se puede producir la acumulación de NADH (que sí se emplea para obtener ATP cuando tiene lugar el metabolismo aeróbico). La detención de la glucolisis en anaerobiosis supondría un gran problema para las células, ya que el ATP que se obtiene por vía anaeróbica (en ausencia o déficit de oxígeno) es procedente exclusivamente de la vía glucolítica, con lo cual dejaría de producirse el ATP necesario para la contracción muscular (y otras muchas funciones).
La ruta metabólica de la glucolisis. Como buenos bioquímicos/as en formación que somos, y siendo además esclavos de nuestro fantástico sistema educativo, obviamente nos sabemos todas estas reacciones de pé a pá, como se nos lleva exigiendo prácticamente desde 2º de Bachillerato. Menudo desperdicio, ¿verdad? (Fuente).
Esto se evita, por tanto, reoxidando el NADH producido por gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa a NAD+, proceso que es posible gracias a la acción de la lactato deshidrogenasa que participa en la vía de la fermentación láctica. Así, se puede aumentar el flujo metabólico a través de la ruta glucolítica sin que esto suponga su detención, y además, se puede producir ATP en cantidad suficiente para permitir la contracción muscular.
Sin embargo, en aquellos deportes donde la actividad física se prolonga por largos periodos de tiempo y el esfuerzo ha de dosificarse (como en el caso de los llamados deportes de resistencia, entre los que están el ciclismo, las maratones o el triatlón), las células musculares del atleta tienen tiempo suficiente para adaptarse a la alta demanda de oxígeno, y una vez superado ese tramo inicial donde predomina el metabolismo anaeróbico, se activa el metabolismo aerobio del que os estaba hablando, permitiendo así la oxidación completa hasta CO2 de distintos nutrientes (lípidos, carbohidratos, aminoácidos...), a diferencia del metabolismo anaerobio por fermentación láctica, que sólo permite la oxidación parcial de carbohidratos (glucosa) hasta lactato, pero no del resto de biomoléculas.
La principal ventaja del metabolismo aeróbico (donde intervienen el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa) es que el rendimiento energético es muy superior al de las fermentaciones, cuyo balance energético es de sólo 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa oxidada hasta lactato o etanol (esto último en el caso de la fermentación alcohólica), mientras que la oxidación total de los 6 átomos de carbono de la glucosa hasta dióxido de carbono rinde 30 o 32 ATP en función del tipo celular, debido a la expresión específica de las diferentes lanzaderas mitocondriales del poder reductor generado por la vía glucolítica en el citosol.
Comparativa del rendimiento energético del metabolismo anaeróbico (fermentación alcohólica o láctica) frente al del metabolismo aerobio. Vemos cómo en comparación con las fermentaciones (cuyo rendimiento energético es de sólo 2 ATP), el metabolismo aeróbico rinde 30 o 32 ATP por cada molécula de glucosa en función de si se emplea la lanzadera del glicerol-3-fosfato o del malato-aspartato, respectivamente (Fuente).
Conclusiones
Como hemos visto, la ciencia y el deporte están íntimamente interconectados, a pesar de que esto no sea algo evidente a simple vista. Pero, eso sí, no sólo sucede que la ciencia esté detrás del funcionamiento y los fenómenos que ocurren en algunos deportes (como hemos visto con la natación, el patinaje sobre hielo y el tenis), o que ayude a los atletas a mejorar su rendimiento (como es el caso del diseño óptimo de las zapatillas de running), sino que el deporte y la actividad física -como el montañismo- han sido esenciales a lo largo de la Historia para ayudar a la Comunidad Científica a realizar descubrimientos y a fraguar algunas de las teorías más relevantes de todos los tiempos (como lo es la teoría evolutiva).
Así que, a partir de ahora, cuando veamos cualquier evento deportivo en la televisión, o incluso cuando estemos nosotros mismos practicando nuestros deportes favoritos, seremos conscientes de que detrás del placer -al menos para mí- que supone la realización del deporte hay bastante ciencia detrás, y que esta también evoluciona gracias al deporte y al movimiento del ser humano (que, por desgracia, es menos propenso a ello, y cada vez más sedentario).
Tan sólo me he centrado en estos cuatro deportes, y un poco en la bioquímica del ejercicio físico para no hacer este post demasiado largo, pero si os interesa el tema me lo podéis comentar por Twitter o Instagram (o en la sección de comentarios que tenéis aquí abajo) y yo subiré encantado otro post hablando sobre más disciplinas deportivas.
En fin, espero que os haya gustado un montón este post, y que me disculpéis por haber estado estas semanas un poco off en cuanto a publicaciones y actividad en el blog (El Bioloco Molecular también necesita desconectar un poco en verano jejejeje). ¡Un saludo y nos vemos muy pronto!
El Bioloco Molecular aprovechando los pocos rayos de sol que le pueden dar a lo largo del año (y ya ni te cuento durante las épocas de exámenes...) (Fuente propia, obviamente).
Referencias
1. http://www.i-natacion.com/articulos/modalidades/natacion1.html
2. https://www.usms.org/fitness-and-training/articles-and-videos/articles/faster-breaststroke
3. https://www.swimming.org/learntoswim/learning-the-four-swimming-strokes/
4. http://www.i-natacion.com/articulos/modalidades/mariposa.html
6. Terán,
L. (2007). Principio de Arquímedes. Universidad de Castilla-La Mancha, 1–1(3).
7. https://www.livescience.com/6120-physics-figure-skating.html
8. https://blogs.forumsport.com/running/elementos-de-una-zapatilla-de-running/
9. https://polymerdatabase.com/Polymer%20Brands/EVA.html
10. http://www.fedme.es/index.php?mmod=staticContent&IDf=146
12. https://soles.michelin.com/science-tennis-technique/
13. https://www.vallparc.com/es/blog/todos-los-golpes-de-tenis-que-existen/
14. https://www.elsevier.es/es-revista-offarm-4-articulo-la-nutricion-el-deporte-13053127
15. Sumien, N., Shetty, R. A., & Gonzales, E. B. (2018). Creatine, creatine
kinase, and aging. In Subcellular Biochemistry (Vol. 90, pp. 145–168). https://doi.org/10.1007/978-981-13-2835-0_6
16. https://fitbod.me/blog/natural-food-sources-creatine/
17.
18. Lanhers, C., Pereira, B., Naughton, G., Trousselard, M., Lesage, F. X., & Dutheil, F. (2017). Creatine Supplementation and Upper Limb Strength Performance: A Systematic Review and Meta-Analysis. In Sports Medicine (Vol. 47, Issue 1, pp. 163–173). https://doi.org/10.1007/s40279-016-0571-4
19. Kaviani, M., Shaw, K., & Chilibeck, P. D. (2020). Benefits of creatine
supplementation for vegetarians compared to omnivorous athletes: A systematic
review. In International Journal of Environmental Research and Public Health
(Vol. 17, Issue 9). https://doi.org/10.3390/ijerph17093041
20. Mielgo-Ayuso, J., Calleja-Gonzalez, J., Marqués-Jiménez, D.,
Caballero-García, A., Córdova, A., & Fernández-Lázaro, D. (2019). Effects
of creatine supplementation on athletic performance in soccer players: A
systematic review and meta-analysis. Nutrients, 11(4). https://doi.org/10.3390/nu11040757
21. https://openoregon.pressbooks.pub/nutritionscience/chapter/10b-fuel-sources-exercise/
No hay comentarios:
Publicar un comentario