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Analisis biomecanico de la articulacion de la rodilla izquierda durante el gesto cabeceo en futbol

LAURA ISABEL DELGADO, SINDY JOHANA GORDILLO, ANDRES FERNANDO ESCOBAR, BERTHA DE LA TORRE, DIEGO VERA Y JESSICA SALAZAR PONTE

Estudiantes de X semestre de Fisioterapia

FT CARLOS ANDRES QUIROZ MORA
Asesor: ESCUELA NACIONAL DEL DEPORTE- 2010

INTRODUCCION

El futbol es un deporte con un gran número de experiencias psicomotriz, ya que este posee diferentes tipos de condiciones que permiten al individuo mejorar, perfeccionar y mantener su desarrollo deportivo en la medida que se posibilite a este para llevar a cabo su ejecución. Dichas cualidades físicas, técnicas, espaciales, perceptivas, inteligencia motriz, etc., son precisas para ser destacadas en este deporte, contribuyendo al mismo tiempo la satisfacción cinestésica, el deseo de movimiento, el aspecto lúdico.

Lo anterior permite conocer el porqué este deporte ocupa un lugar de privilegiado entre los deportes de nuestra sociedad, el cual es dado por su capacidad expansiva y de abarcacion.

OBJETIVO GENERAL

Determinar las condiciones biomecánicas de la articulación de la rodilla de la extremidad izquierda en la ejecución del gesto: cabeceo en el futbol en un jugador de la profesional del deportivo Cali para contribuir a la mejora de esas condiciones.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

  • Reconocer las estructuras anatómicas que se relacionan en la articulación de la rodilla en este movimiento.
  • Determinar las características del movimiento en la ejecución del gesto deportivo del deportista lesionado
  • Aplicar la cinemática en la articulación de la rodilla en el gesto: cabeceo en futbol, identificando cada una de las fases.
  • Crear un plan de actividades que permitan mejorar las condiciones biomecánicas anormales.

BASES TEORICAS

El futbol es un deporte con un gran número de experiencias psicomotriz, ya que este posee diferentes tipos de condiciones que permiten al individuo mejorar, perfeccionar y mantener su desarrollo deportivo en la medida que se posibilite a este para llevar a cabo su ejecución. Dichas cualidades físicas, técnicas, espaciales, perceptivas, inteligencia motriz, etc., son precisas para ser destacadas en este deporte, contribuyendo al mismo tiempo la satisfacción cenestésica, el deseo de movimiento, el aspecto lúdico.

Lo anterior permite conocer el porque este deporte se ocupa un lugar de privilegio entre los deportes de nuestra sociedad, el cual es dado por su capacidad expansiva y de abarcacion.

GESTO: CABECEO (MOVIMIENTO ANALIZADO)

Es la acción de golpear con fuerza la pelota con la frente para, desviar, pasar o rematar pelotas que tienen trayectoria alta. Según su intención puede ser pase, remate o simplemente despeje o rechazo para alejar el peligro.

Hay dos modalidades de cabeceo: estacionario (con o sin salto) y en movimiento (con o sin salto).

En ambos casos la técnica es similar y solo varia la intensidad, altura y dirección de la pelota.

Superficies de contacto utilizado: frontal (potencia y dirección).

CARACTERISTICAS DEL GESTO TECNICO :

  • El golpe debe ser dado de preferencia con la zona frontal, por ser la parte mas maciza y resistente del cráneo, por presentar la mayor superficie plana y porque se puede observar la trayectoria del balón hasta que este llegue a su punto de contacto. Con la frente el área de impacto es mayor y el golpe será más potente. No se aconseja golpear la pelota con los parietales si no en casos muy forzados, por el hecho de ser una zona sensible y dolorosa.
  • Los ojos deben seguir atentamente la trayectoria del balón hasta que llegue a su punto de contacto. El cabeceo debe ser hecho con los ojos abiertos y solo puede aceptarse un parpadeo instintivo de defensa justo en el momento del golpe, lo que no significa que el jugador cierre los ojos. Este con el objeto de darle mayor precisión al golpe, ya que el objetivo al que queremos llegar lo vemos periféricamente.
  • Desde un punto de vista mecánico el eje del movimiento se encuentra a nivel de la articulación coxofemoral (cadera). El tronco se lleva atrás, arqueándolo, y trayéndolo hacia adelante en un movimiento rápido y vigoroso. El cuello va extendido en estado de pre-acción, evitando toda contractura muscular exagerada.
  • Los brazos van flexionados, las manos adelante a la altura del pecho y codos separados. En el momento del golpe los codos van atrás y arriba ayudando así la acción impulsora de la cabeza. A demás de su función es la mantención del equilibrio y protección del balón
  • Para saltar junto a mi rival que se encuentra de espaldas a nosotros, en una pelota que viene cayendo por elevación, debemos situarnos de costado, en punta de pies y un poco alejados de él. En el aire giramos el tronco y lo echamos hacia atrás, cabeceamos con la frente, impulsando hacia adelante el tronco y los codos hacia atrás.

Analisis biomecanico de rodilla

Fuente: Jose Luis Alaves Clemente Licenciado en Ciencias de la Actividad física y del Deporte (C.A.F.D),especialidad en Alto Rendimiento Deportivo.

ANALISIS BIOMECANICO NORMAL DE LA RODILLA

La rodilla es la articulación más compleja del organismo. Cuando esta se encuentra en excelentes condiciones permite que los movimientos sean ejecutados de manera suave y con facilidad.

Está compuesta por estructuras óseas: rotula, cóndilos femorales y platillos tíbiales, estos están revestidos por cartílago. Aquí se analiza también el papel de la fíbula quien a pesar de articularse con la tibia, queda aislada de la rodilla, donde su papel lo ejerce sobre el tobillo.

Posee meniscos de adaptación situados sobre los platillos tíbiales, un aparato de contención: tendones, ligamentos, capsula, posee también una membrana sinovial que cumple funciones importantes con relación a la reabsorción y formación del liquido sinovial.

Es importante mencionar que esta articulación cuenta con un solo grado de libertad de movimiento: flexión – extensión. Esto permite que la rodilla regule la distancia de separación del cuerpo con el suelo. Esta posee también un grado accesorio que es el de rotación sobre el eje longitudinal de la pierna. La rodilla posee la función de: Poseer estabilidad cuando esta se encuentra en total extensión soportando el peso del cuerpo y la de poseer gran movilidad en la flexión durante la marcha para proveer al pie una buena orientación.

Existen diferentes ángulos y fuerzas que actúan en reposo y e movimiento sobre la rodilla. Según Josa Bullich, la rodilla sin movimiento está sometida a una serie de fuerzas resultado del mismo peso del cuerpo y de la gravedad.

Es muy importante mencionar que determinar las fuerzas implicadas sobre una articulación cuando no se produce ningún tipo de movimiento o durante una actividad dinámica como correr, saltar, andar, etc., es difícil. Situación: saltar, de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo libre se tienen tres fuerzas principales: La fuerza de reacción del suelo (igual al peso del cuerpo), la fuerza tensil a lo largo del tendón rotuliano que es ejercida por el cuádriceps, y la fuerza de reacción articular sobre la meseta tibial. La fuerza de reacción del suelo tiene una magnitud (igual al peso del cuerpo), sentido, línea de aplicación y punto de aplicación (punto de contacto entre el pie y el suelo). La fuerza del tendón rotuliano tiene un sentido (fuera de la articulación de la rodilla), línea de aplicación (a lo largo del tendón rotuliano) y punto de aplicación (inserción del tendón rotuliano en la tuberosidad tibial) pero magnitud desconocida. Al encontrarse la pierna en equilibrio, las tres fuerzas se cruzan en un punto. Ese cruce de fuerzas permite construir un triangulo de fuerzas. El momento de flexión sobre la pierna es el producto del peso corporal (la fuerza de reacción del suelo) .

Analisis biomecanico de rodilla
Realizada por: Sindy Gordillo, Laura Delgado, diego vera, Bertha de la torre, Andrés escobar y Jessica Salazar

Analisis biomecanico de rodilla
Fuente: condromalacia patelar center

LESION: CONDROMALACIA

Lacondromalacia rotulianatambién conocida comocondromalacia patelares una enfermedad caracterizada por la degeneración de la superficie delcartílagoque constituye la cápsula posterior de larotula. Produce malestar odolor alrededor o detrás de la rótula, y es un padecimiento bastante común entre adultos jóvenes, especialmente jugadores de basquetbol, futbol,ciclistas, tenistas, remeros, bailarines deballety corredores. Los jugadores que juegan en posiciones en las que lasrodillasrealizan esfuerzos importantes, son los mas proclives a padecerlo.

Puede generarse a partir de una lesión aguda de la rótula o mediante la fricción crónica entre la rótula y la articulación delfémural mover la rodilla. El diagnóstico de condromalacia corresponde a una rodilla cuya estructura ha sido dañada, mientras que la descripción más genérica de"Síndrome patelo-femoral"se refiere a los estadios iníciales de la enfermedad, en los que los síntomas pueden ser totalmente reversibles.

La condromalacia rotular es ablandamiento o endurecimiento del cartílago articular de la superficie bajo la rótula. El cartílago articular es una estructura suave que cubre el fémur, la tibia y la rótula.Estas estructuras forman la articulación de la rodilla. El cartílago articular amortigua estos tres huesos y les permite moverse libre y fácilmente donde se conectan en la rodilla. Pero, cuando el cartílago articular se ablanda o endurece, como resultado hay dolor e inflamación. Existen varios grados para determinar la evolución de la misma:

    • Grado 1. En el que existe edema y el cartílago rotuliano ya está reblandecido.
    • Grado 2. Fibrilación o alteración en la superficie del cartílago. Esto se ve en las artroscopias como si el cartílago "se deshilachara"
    • Grado 3. Fisuración, existiendo ya hendiduras que alcanzan las capas más profundas.
    • Grado 4. Ulceración, agravándose las hendiduras anteriores.
    • Grado 5. Eburnación: debido a la profundización de la ulceración se llega a afectar el hueso subcondral que tenderá a hipertrofiarse como en la artrosis.

Analisis biomecanico de rodilla
Fuente: www.perso.wanadoo.es/joseluisalaves/

CORRELACION CLINICO – PATOLOGICA

Cabe mencionar que el cartílago cumple la función de incrementar el área de distribución de la carga (por lo tanto reduce la fricción) y proporcionar una superficie de soporte de carga lisa y resistencia al daño. El cartílago posee una limitada capacidad de reparación y regeneración y si se somete a un rango anormal de fricciones puede experimentar colapso total.

El daño del cartílago articular por cualquier causa puede alterar la capacidad de soporte de carga del fluido intersticial normal del tejido y así su proceso de lubricación normal que opera dentro de la articulación.

Comportamiento del cartílago articular bajo tensión uniaxial.
La tensión y el peso adecuado en la articulación genera características en la articulación provocando una variable organización estructural del colágeno de la superficie articular y de las disposiciones estructurales en forma de capas. Así la zona superficial rica en colágeno parece proporcionar al cartílago articular una piel fuerte protectora resistente al desgaste (setton et al 1993).

Cuando esa fuerza es inadecuada se produce un efecto contrario debido a la baja permeabilidad del cartílago, que se traduce por una elevada resistencia al flujo de fluido a través suyo, su comportamiento mecánico inerte dependiente de la velocidad a la cual se aplica la carga. En este sentido, cuando la aplicación y retirada de la carga sea rápida no se da tiempo para que el líquido pueda fluir hacia el exterior del tejido y luego volver a penetrar en él. Este sería la situación que se produce en una actividad física como el salto.

Biomecánica de la degeneración del cartílago.
El cartílago articular tiene solo una limitada capacidad de reparación y regeneración y así se somete a un rango anormal de fricciones puede experimentar rápidamente el colapso total.

La magnitud de fricción mantenida por el cartílago articular se determina tanto por la carga total sobre la articulación y por como esa carga se distribuye sobre el área de contacto.

Las altas presiones de contacto entre superficies articulares disminuyen la probabilidad de lubricación (película-fluido) (mow y ateshian).

Este contacto superficie a superficie subsiguiente causara concentraciones de fricciones altas que son responsables del posterior daño tisular (ateshian 1995), ejemplos de estos mecanismos incluyen los procesos activos de la flexión articular y el alargamiento muscular (radin 1976).

MATERIAL Y METODOS

El análisis biomecánico del movimiento se realizó con un jugador del deportivo Cali, quien presenta condromalacia patelar en rodilla izquierda.

Datos deportista lesionado: Género masculino, de 25 años de edad, peso 83 kg., talla1,86 cm y 16 años de entrenamiento.

RECOLECCIÓN DE DATOS E INSTRUMENTOS

Para la recolección de datos se realizó un video con una cámara lumix - Panasonic, de 8.1 megapixeles, al deportista se les realizó una toma en vista anterior, ubicando las marcas referenciales con icopor sobre el cuerpo.

Una vez obtenido el video, se empleo el programa virtual para la captura de las imágenes que permitieron realizar los kinegramas de cada fase.

KINEGRAMAS DEL DEPORTISTA LESIONADO

FASE 1:
Analisis biomecanico de rodilla
Posición inicial: el deportista adopta una posición de reposo en la que se observa apoyo en la pierna no lesionada es decir la pierna derecha, el tronco esta erguido y la mirada fija hacia el objetivo.

FASE 2:
Analisis biomecanico de rodilla
Posición de despegue: a continuación el deportista flexiona simultáneamente el tronco, caderas y rodillas, los tobillos se encuentran en una leve plantiflexion para generar en la siguiente fase el impulso.

FASE 3:
Analisis biomecanico de rodilla
Posición de vuelo: durante la suspensión se observa una cadena extensora en cabeza, codos, tronco y cadera, en hombros y rodillas sucede la flexión generando un movimiento rápido y vigoroso que antecede la reacción de contacto con el balón (pre-acción).

FASE 4:
Analisis biomecanico de rodilla
Fase de toque del balón: se produce una leve flexión en tronco y cabeza la cual permite la fuerza para golpear el balón y mandarlo a una distancia definida, los hombros van en flexión y abducción, los codos van en flexión, el miembro inferior derecho se encuentra en total extensión y el miembro inferior izquierdo en una leve flexión

FASE 5:
Analisis biomecanico de rodilla
Fase de preparación para la caída: se continúa con un aumento de la flexión de la cabeza y del tronco, los miembros superiores van en extensión y flexión por anteposición del cabeceo del balón, los miembros inferiores van en total extensión.

FASE 6:
Analisis biomecanico de rodilla
Fase de caída: el tronco y la cabeza se encuentran en mínima flexión, los codos y las rodillas permanecen en ligera flexión amortiguando la caída de tal manera que se logra reducir el impacto sobre las articulaciones.

FASE 7:
Analisis biomecanico de rodilla
Fase de relajación: las articulaciones se encuentran relajadas, con la actuación de los músculos anti gravitatorios para favorecer esta postura, el apoyo se encuentra en la extremidad izquierda.

ANALISIS TEMPORAL

Para el estudio del gesto deportivo de cabeceo en el futbol, se hizo el análisis por fases (seis fases), con ayuda del programa Virtual Dub se obtuvo la distribución temporal del tiempo total de la filmación del gesto y el de cada fase, identificados en intervalos de segundos.

TABLA 1: Tiempo total del movimiento del deportista lesionado

FASES

TIEMPO EN SEGUNDOS

DEPORTISTA LESIONADO

FASE 1

FASE 2

0.63

FASE 3

1.00

FASE 4

1.20

FASE 5

1.27

FASE 6

1.57

FASE 7

2.27

TABLA 2: Desplazamiento angular del deportista lesionado

FASES

ANGULOS ARTICULARES DE LA RODILLA

DEPORTISTA LESIONADO

FASE 1

FASE 2

62

FASE 3

104

FASE 4

28

FASE 5

9

FASE 6

63

FASE 7

TABLA 3: Velocidad angular del deportista lesionado.

FASES

VARIACION DE LA VELOCIDAD

DEPORTISTA LESIONADO

FASE 1

FASE 2

15.1

FASE 3

266.5

FASE 4

-108.6

FASE 5

- 91.4

FASE 6

-90

FASE 7

-----

TABLA 3: Aceleración angular del deportista lesionado.

FASES

ACELERACIÓN ANGULAR

DEPORTISTA LESIONADO

FASE 1

FASE 2

23.9

FASE 3

720.2

FASE 4

-543

FASE 5

-1305.7

FASE 6

-300

FASE 7

-----

CINEMATICA ANGULAR

Para el análisis de la cinemática de los ángulos en las articulaciones implicadas, se tomaron medidas angulares de los kinegramas, tomados de cada una de las fases del gesto deportivo; el Desplazamiento angular: dentro del análisis los cambios angulares del paciente más significativos se encuentran en la fase 3 (104º) y en la fase 2 y 6 (62 y 63º); Estas variaciones son mayores que en las otras fases registradas. Y la sumatoria del desplazamiento angular total fue de 316 grados durante la ejecución del gesto deportivo.

1

0.0

---

---

---

---

0.63

2

0.63

62

62

98.4

15.1

23.9

0.37

3

1.00

104

42

113.5

266.5

720.2

0.2

4

1.20

28

-76

380

-108.6

-543

0.07

5

1.27

9

-19

271.4

-91.4

-1305.7

0.3

6

1.57

63

54

180

-90

-300

0.7

7

2.27

0.0

-63

90

---

---

  • Duración total del gesto: 2.27seg
  • X de tiempo por fase: 0.37seg
  • Desplazamiento angular total: 316ْ
  • Desplazamiento angular por intervalo: (Fase): 1 (0ْ ), 2 (62ْ ), 3 (104ْ ), 4 (28ْ ), 5 (9ْ ), 6 (63ْ ) 7 (0ْ )
  • Analisis biomecanico de rodillaMagnitud de la velocidad máxima: 380 ْ seg
  • Analisis biomecanico de rodillaValor de la máxima aceleración: 720, 2 ْ seg
  • Analisis biomecanico de rodillaValor de la mínima aceleración: - 300 ْ seg

DISCUSION

Después de analizar el tiempo, velocidad, desplazamiento y angulares, junto con la aceleración, en la realización del gesto deportivo con lesión de condromalacia patelar en la rodilla izquierda, se observaron cambios significativos en el análisis del deportista respecto a las 7 fases del gesto deportivo; donde realiza los ajustes necesarios de desplazamiento, velocidad, aceleración, dando valores altos durante el análisis de estas en la fase 3, representada por la posición de vuelo o pre-acción, implicando una mayor fuerza en cabeza, tronco y caderas para su ejecución.

Durante la comparación de los siete fases creados en este articulo con las seis fases normales de la técnica del cabeceo con salto se observo que la diferencia recae en la fase tres donde el deportista realiza una cadena extensora a lo largo de toda la columna, extensión de cadera y una flexión excesiva de su rodilla izquierda la cual es la afectada, lo cual promueve la formación de un arco posterior de propulsión, todo esto para tratar de aumentar la altura del salto y la fuerza del cabeceo. La similitud entre las fases del estudio y las fases normales radica en la flexión para el inicio del salto y la flexión para la caída, los mínimos grados de flexión y extensión total durante la fase o posición de vuelo.

  • Estirar de forma prioritaria la cadena muscular anterior (aunque también la posterior),
  • Se fortalecerá el recto anterior del cuádriceps con trabajo isotónico excéntrico.
  • Deben fortalecerse los vastos con trabajo isotónico concéntrico.
  • En el trabajo de potenciación muscular se pueden tener en cuenta algunas observaciones:
  • En cadena cinética abierta conviene acortar los brazos de palanca, ya sea manualmente, ya sea con pesos o máquinas regulables.
  • El trabajo en cadena cinética cerrada puede ser interesante para reeducar la cualidad propioceptiva.
  • El trabajo excéntrico debe hacerse bien dosificado y de manera progresiva.
  • De igual manera fortalecer zonas cercanas de mi para lograr un balance muscular
  • Corrección de los gestos deportivos y apoyos plantares
  • Reeducación propioceptiva de la rodilla.
  • Programa de ejercicios de carrera, saltos, agilidad, habilidad
  • Actividad de coordinación

BIBLIOGRAFIA:

Enciclopedia del Cuerpo Humano, Biblioteca Clarín www.Downloads/condromalacia-rotuliana.html

Escuela Nacional del deporte. Futbol técnica y biomecánica. www.fenixnacionaldc.blogspot.com/2008/12/al-comienzo-la-mayoria-de-los-nios.html

Jose Luis Alaves Clemente Licenciado en Ciencias de la Actividad física y del Deporte (C.A.F.D), especialidad en Alto Rendimiento Deportivo.

https://www.unalmed.edu.co/fisica/paginas/cursos/paginas_cursos/fisica_1/notas/capitulo_3_a_leyes_newton_aplicaciones_I.pdf

https://www.clinicadam.com/graphics/images/es/12686.jpg

https://canal-h.net/webs/sgonzalez002/Anatomia/ARTRODIL.htm

https://www.iqb.es/cbasicas/anatomia/rodilla/r.htm

Biomecánica Básica del Sistema Musculo - esquelético - Nordin

Sports-Related Osteochondral Injuries-Clinical Presentation, Diagnosis, andTreatment

LA84SpanishSoccerManual

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Enciclopedia del Cuerpo Humano, Biblioteca Clarín www.Downloads/condromalacia-rotuliana.html