Si dejamos caer un balón de fútbol desde lo alto de un edificio la fuerza de gravedad hace todo el trabajo y el proceso no consume energía. Un simple empujón en una pista de patinaje sobre hielo nos traslada varios metros, aparentemente sin gasto energético. Algunos ciclistas amateur recorren los 42 kilómetros de una maratón sin ostentar una buena forma física. Otros incluso caminan esa distancia sin problema alguno. Pero tener que correr 60, 100, 400, 1500, o 10.000 metros, o bien los 42 kilómetros de una  maratón, en condiciones competitivas, es otra cosa. Y lo es, porque requiere un gasto energético considerablemente mayor que en cualquiera de las anteriores condiciones. ¿Por qué sucede esto?

A una velocidad de 20.8 kilómetros por hora, una fraccion por encima de la velocidad media de un maratóniano de elite que ostenta un tiempo de dos horas y cuatro minutos, el 8% de la energia total es utilizada para vencer la resistencia al avance que ofrece el aire. Comparado con caminar, donde ambos pies están simultáneamente en contacto con el suelo, la carrera presenta una fase de vuelo donde en un momento determinado uno o ambos pies pierden contacto con el suelo. De esta manera la carrera supera en velocidad y en gasto de energía a caminar. Pero la fase de vuelo solo se produce cuando sube y baja el centro de gravedad corporal con cada zancada, actividad que consume aproximadamente el 20% de la energía total disponible.

Tanto al correr como al caminar, la energía, o sea la capacidad para realizar trabajo, se nos puede presentar de varias formas. Una de ellas es la energía cinética o energía del movimiento. Por energía cinética entendemos esa energía, medida en newton´s metro (Julios), que posee un cuerpo en función de su movimiento. Un Julio equivale a 0.24 calorías.

La energía cinética correspondiente a caminar o correr se divide en dos formas distintas pero complementarias: externa e interna. La externa corresponde al movimiento global del corredor, y la interna al movimiento y rozamiento de las estructuras anatómicas e histologicas utilizadas en relación a otras. La suma de ambas corresponde a algo más del 70% de la energía total consumida por el corredor, de las cuales el 40% corresponde a la energía cinética externa y el 32% a la energía cinética interna.  

Una rueda circular posee un punto de apoyo que cambia de manera gradual y constante a medida que soporta una carga. Pero donde la rueda no puede superar una altura mayor de la ubicación de su eje de rotación, la pierna si puede, y esa es su ventaja adaptativa. Es muy probable que esa habilidad adaptativa explique, en gran parte, porque los seres humanos tenemos piernas en vez de ruedas.

A diferencia de la rueda, la pierna humana solo posee un punto de apoyo  cuando está en contacto con el suelo y sin movimiento. Esto quiere decir que, para qué la pierna se pueda mover debe estar libre de carga. De ahí que la acción de correr requiera una actividad cíclica de ambas piernas donde se alternan fases estacionarias con carga, con fases de movimiento libres carga.

Esta secuencia cíclica de carga y descarga puede llegar a ser altamente eficaz si el corredor logra que la energía cinética en una primera fase se convierta en energía potencial, y luego, en una segunda fase que se vuelva a convertir en energía cinética.

El mejor ejemplo de este proceso corresponde al típico movimiento de un lado al otro de un péndulo. En los puntos más altos de su recorrido el movimiento se reduce a cero y toda la energía cinética se convierte en energía potencial, mientras que en el punto más bajo el movimiento adquiere su máxima velocidad y se convierte en energía cinética. De esta manera el péndulo puede mantenerse en movimiento durante prolongados periodos de tiempo gracias una moderada transferencia de energía para la puesta en marcha inicial.

Este proceso pendulante de conversión y reconversión energética es precisamente lo que sucede al caminar ya que la energía potencial y la energía cinética se independizan o separan una de la otra – una y otra vez – mediante un mínimo consumo de energía. Al caminar las piernas pendulean y el centro de gravedad se mantiene practicamente a la misma altura, cosa que no sucede en la carrera.

En contraste a lo que sucede cuando se camina, con una acción pendular sin fase de vuelo y virtualmente sin movimientos verticales del centro de gravedad, al aumentar la velocidad y entrar en carrera comienza a subir y bajar el centro de gravedad en el plano vertical, así como a intercalarse fases de vuelo de forma cíclica. En tal caso la energía potencial y la energía cinética no se independizan ni separan una de la otra como lo hacen en la acción pendular del caminar, si no que suben y bajan dependientes una de la otra y juntas, de tal manera que una es incapaz de convertirse en la otra. Es por esto que uno de los errores biomecánicos más graves en que puede incurrir un corredor de élite se conoce como, “pendular,” ya que su técnica se asemejaría más a caminar que a correr. En consecuencia el corredor perdería gran parte de las ventajas mecánicas inherentes a la fase de vuelo.

Intentar correr a la máxima velocidad, manteniendo las piernas rectas y en semejanza a dos largos péndulos, es algo muy difícil de realizar, y además conlleva un elevado gasto energético. Pendular significa que en la fase de recuperación de la pierna libre, esta no se flexiona adecuadamente a nivel de la rodilla – flexión que disminuye considerablemente la longitud del péndulo. Al realizar tal flexión, el péndulo que antes llegaba hasta el pie, se acorta y solo llega hasta la rodilla. De esta manera la pierna se presta a una mayor aceleración en la fase de recuperación.

Intenten recuperar la pierna libre manteniéndola estirada, rígida, y en forma de péndulo, y comprenderán porque “pendulear” disminuye la capacidad para correr. Como regla general, y salvo que se trate exclusivamente de caminar, para lograr mayores aceleraciones y velocidades punta en la carrera hay que buscar los resortes y no los péndulos. Veamos porque.

En carrera, el centro de gravedad del cuerpo se encuentra en su punto más bajo (baja energía potencial) y se mueve a su mínima velocidad (baja energía cinética) cuando pasa sobre el pie de apoyo. A medida que el cuerpo se eleva y la energía potencial incrementa, el cuerpo acelera, y en consecuencia la energía cinética incrementa. Este gasto adicional de energía es el costo fisiológico y biomecánico requierido para lograr aceleraciones y velocidades mayores.

Observando el proceso en mayor detalle podemos apreciar que la energía potencial y cinética utilizada en cada zancada es absorbida por los músculos y los tendones, donde la gran mayoría se convierte en calor. Además, la energía química de los combustibles metabólicos también se convierten en calor. Es precisamente aquí – en este incremento del calor corporal - donde surge la tan temida complicación conocida como hipertermia en algunos los maratonianos de élite.  

Afortunadamente, no toda la energía empleada en cada zancada se transforma en calor, ya que una determinada cantidad puede ser almacenada y utilizada en la siguiente zancada. Tal almacenamiento se logra mediante la utilización de lo que vulgarmente se conoce como resortes anatómicos. Tales resortes permiten que parte de la energía cinética sea cargada o almacenada al comprimirse (como energía potencial), para luego ser liberada al expandirse (como energia cinetica). Este proceso también puede visualizarse cogiendo un resorte entre los dedos y comprimiéndolo al máximo o bien estirando una goma elástica y luego liberandola. Al soltar la goma verán que la energía almacenada se libera de forma instantanea y explosiva. Ahora bien, ¿donde están esos resortes? – la respuesta es, en los tendones y las fascias, pero especialmente en los tendones.

Las propiedades viscoelásticas de las fibras elásticas, colágenas, y reticulares que configuran los componentes histológicos de los tendones permiten que estos funcionen como auténticos resortes – o bandas elásticas - que almacenan y liberan energía en la medida en que son cargados de energía por los músculos. Con respecto a la carrera, el tendón de Aquiles y la fascia plantar son dos resortes fundamentales, cuya acción conjunta es capaz de producir un aumento en la eficacia de conversión de energía química en energía mecánica del 25% al 40%. Tal incremento asume proporciones significativamente mayores en los corredores de élite.

En el último análisis, las estructuras anatómicas que realizan la mayor parte del trabajo biomecánico en los velocistas de élite son los resortes, no los péndulos. La contracción muscular, sea esta rápida o lenta en función de los tipos y subtipos de fibras musculares reclutadas, es un proceso de alta velocidad que carga, descarga, y recarga ciclicamente los distintos resortes anatómicos – dispuestos en serie y en paralelo - con energía potencial para que estos luego la liberen cineticamente a velocidades considerablemente mayores.

De esta manera, y en una primera fase, la energía cinética creada por la contracción muscular del cuerpo es convertida en energía potencial al cargarse los tendones. Luego, en una segunda fase, la energía potencial almacenada en los tendones es convertida en energía cinética para mover el cuerpo cuando estos la liberan.

Gran parte del éxito en el desarrollo de la velocidad en deportes como el atletismo, el fútbol, el baloncesto, el balonmano, el rugby, el tenis, el Kárate, o cualquier otra modalidad competitiva que requiera una maxima expresion de componentes criticos como explosión, aceleración, y velocidad, se centra en comprender la fisiología y la biomecánica de este complejo proceso, así como tener la habilidad técnica para implementarlo en los entrenamientos y las competiciones.