Ciencia detrás del Kilómetro Vertical

En las carreras de kilómetro vertical los atletas completan un desnivel de 1000 m positivos sobre un terreno variable que no supera los 5000 m de longitud, teniendo un promedio mínimo de pendiente del 20%, incluyendo además una o más secciones del 33% de pendiente que componen el 5% del total del recorrido.

Las reglas de esta competición están definidas por la Federación Internacional de Skyrunning (http://www.skyrunning.com).

Hasta la fecha, el récord mundial masculino es de 28 min y 53 s, en una distancia de 1.920 m con 1000 m de desnivel positivo, siendo la inclinación media de 31,4 ° (Km Vertical de Fully, Suiza).

Estas características tan específicas hacen del kilómetro vertical una carrera en la que el estudio de factores fisiológicos como el VO2 máx, el coste energético de caminar o correr en diferentes pendientes, factores biomecánicos; como el patrón de pisada, frecuencia y longitud de zancada, o el leg-stiffness, así como, factores ambientales; como la pendiente del terreno, sean de gran interés científico para el entrenamiento y preparación estratégica de estas competiciones.

Características fisiológicas del corredor del kilómetro vertical.

En los últimos años se han realizado muy pocos estudios sobre las demandas fisiológicas de las carreras por montaña, en concreto desde 2015 a la actualidad.

Desde entonces, los estudios se habían enfocado en analizar el costo metabólico de caminar o correr por una amplia gama de pendientes simuladas en laboratorio que se podían encontrar en carreras de kilómetros verticales (Giovanelli, et al., 2016) y también se habían analizado las variables fisiológicas que contribuían al rendimiento durante carreras de montaña de corta duración (Ehrström, et al., 2017) y eventos de 54 y 65 km (Fornasiero, et al., 2017) donde se habían analizado respectivamente las zonas de frecuencia cardíaca de reserva (FCR) y el tiempo de FC en los umbrales ventilatorios.

En general, estos trabajos nos habían mostrado como la duración del ejercicio afecta al esfuerzo de los atletas, alterando la distribución de las intensidades del ejercicio (Rodríguez- Marroyo, et al., 2012).

Estos últimos autores (Rodríguez- Marroyo, et al., 2018) nos permitieron conocer con un estudio de campo, la carga de competición experimentada por los corredores de montaña durante carreras de diferente duración, entre ellas, el kilómetro vertical. (Figura 1)

Figura 1. Demandas fisiológicas de las carreras por montaña.

El porcentaje de tiempo total por encima del umbral de compensación ventilatoria (RCT) en este estudio (>83% del VO2 max) suponía un 90% del tiempo total de la prueba de kilómetro vertical.

Así mismo, el tiempo en la zona de moderada intensidad (entre el 62% y el 83% del VO2 max) y el tiempo en zona de baja intensidad (<62% del VO2max) suponía en torno al 10% total de la prueba (7% y 3% respectivamente). (Figura 2)

Figura 2. Tiempo de intensidad en las diferentes distancias.

Si tomamos de ejemplo el récord mundial masculino logrado en Suiza en 28 min y 53 s por Philip Goetsch en 2017 y realizamos una estimación sobre los porcentajes de tiempo que pudo pasar el atleta en las 3 zonas de intensidad mostradas anteriormente, podríamos decir que sus demandas fisiológicas fueron;

  • 1559,7 seg por encima del RCT >83% del VO2 max (25min y 59seg)
  • 121,31 seg entre el 62% y el 83% del VO2 max (2 min y 1seg)
  • 53 seg por debajo del 62% del VO2max.

Volviendo al estudio de campo de Rodríguez- Marroyo, también podemos conocer cómo se comportaba la frecuencia cardiaca máxima en función de la distancia.

En una prueba de kilómetro vertical el % de frecuencia cardiaca durante la prueba es superior al 91%. (Figura 3.)

Figura 3. Tiempo total por encima del RCT y % de FC máx en diferentes distancias de carreras por montaña.

 

Si realizamos otro ejemplo práctico tomando como referencia el kilómetro vertical de la última Zegama-Aizkorri de 2019, el ganador Oriol Cardona Coll, con un tiempo de 36:12, pudo pasar de promedio casi 33 minutos en zonas por encima del umbral de compensación ventilatoria.

Continuando con el estudio de Rodríguez-Marroyo los atletas participantes en KV (y otras distancias) finalizaban competiciones nacionales en el top-20, todos ellos contaban con más de 10 años de experiencia y la media de edad estaba comprendida entre los 33±6 años, la masa corporal entre 74.4±7.1 kg y la altura entre 177.6±6.2.

Además de estos datos sabemos otras características significativas de estos atletas representados en la Tabla 1.

Tabla 1. Características fisiológicas de los corredores.

¿Es más económico caminar o correr en pendiente?

Los efectos de la pendiente y las respuestas musculares y fisiológicas que conllevan tienen grandes implicaciones en el éxito de los corredores (Vernillo et al., 2016). Siendo los mecanismos de fatiga muscular tanto central como periférica, así como el daño muscular mecánico grandes favorecedores de la disminución del rendimiento (Ehrström et al., 2017).

El grado y el nivel de fatiga de estas acciones musculares difieren según las características de la competición en cuestión.

En los tramos de pendiente positiva se produce una fuerza de frenado menor y una fuerza de propulsión mayor (Vernillo et al., 2016).

En los tramos más pronunciados que con inclinaciones de (20.4-35.0 °) andar supone hasta un 9,2% menos de gasto energético que correr (en un rango de velocidad horizontal de 0,3 a 0,8 m/s) (Giovanelli et al., 2016). (Figura 3)

Esto supone un gran apoyo a la hora de plantear la estrategia de carrera, ya que conociendo los tramos donde previsiblemente se avance más lento, puede ser una buena táctica intercambiar la carrera por la marcha para reducir el gasto y ahorrar energía para otro tramo donde pueda correrse más rápido.

Figura. 3 Potencia metabólica (W / kg) y coste vertical (CoTvert, J · kg 1 · m 1) de caminar () y correr (OE) representado como una función del ángulo (grados) y velocidad de la cinta (m / s)

 

Factores limitantes del rendimiento.

El kilómetro vertical es una disciplina que requiere mucha resistencia a la fuerza y potencia muscular, siendo la relación vatios/kg un factor determinante a la hora de buscar el máximo rendimiento, junto con la potencia glucolítica y tolerancia a la acidosis a nivel muscular y sanguínea (Durand y Jornet, 2013).

Por otra parte, los atletas especialistas en este tipo de pruebas tienen de un VO2max muy elevado.

Es por ello, que en muchos casos otros deportistas cíclicos como esquiadores de fondo y skimo tengan un buen rendimiento en esta modalidad.

Trabajo de fuerza específico

Básicamente la disciplina de KV consiste en una cronoescalada; esfuerzo muy intenso (>83% del VO2max), con una duración de entre 28 minutos (los atletas más rápidos) y 50 minutos o más (los más lentos), gran acidosis muscular y mucha tensión psicofísica.

Dadas sus características (duración, tipo de esfuerzo…), es un claro ejemplo de deporte de resistencia a la fuerza, donde la fuerza de las extremidades inferiores será de vital importancia a la hora de hacer una buena planificación deportiva orientada al máximo rendimiento.

¿Qué grupos musculares no he de descuidar?

La actividad de los grupos musculares encargados de la extensión del tobillo, la rodilla y la cadera se incrementan a medida que aumenta el desnivel de la pendiente; sin embargo, dicho incremento no es lineal ni uniforme para estas cadenas musculares (Franz, 2012).

En pendientes suaves (5%) solo los extensores de tobillos muestran una activación muscular significativamente mayor que en llano. En pendientes medias (10%) existe un aumento significativo de la actividad muscular de los extensores de cadera y en la articulación de la rodilla, el vasto lateral.

En pendientes pronunciadas (15% o más), el aumento en la actividad de los extensores de cadera (glúteo mayor y bíceps femoral) y del vasto lateral es mayor que en el caso de los extensores de tobillo y especialmente del recto anterior del cuádriceps.

Además de estos grupos musculares, agonistas en la fase de impulsión, también muestran una mayor actividad muscular tanto los aductores como los flexores de cadera (Yokozawa, 2007; Wall-Scheffler, 2012).

A modo de ejemplo y utilizando un estudio de Boeck-Behrns, WU, Buskies W. (2005) sobre la activación el glúteo, podríamos destacar como ejercicios más propicios para el entrenamiento del mismo; el “clam”, el puente unilateral, o la extensión de cadera desde rodillas flexionadas mostrados en la figura 4.

Figura 4.  Ejercicios de glúteo y activación EMG.

Otra opción que me gusta como entrenador y deportista es la utilización de lastres, ya que nos permitirá incidir en mayor medida sobre el componente de resistencia a la fuerza manteniendo el gesto técnico específico.

Para ello podemos utilizar mochilas, chalecos o tobilleras lastradas, con una carga que oscilará entre un 5% y un 10% de nuestro peso corporal.

Para utilizarlos es muy importante ajustarlos al cuerpo, evitando fricciones, vibraciones o traumatismos. En función del material que utilices y su colocación, podréis cumplir objetivos distintos: las cargas colocadas más arriba del centro de gravedad incidirán especialmente sobre la capacidad de impulsión, mientras que las cargas colocadas por debajo de las rodillas desarrollarán la fuerza de los elevadores de la rodilla e isquiotibiales especialmente.

Técnica de carrera en las pendientes.

En los kilómetros verticales con pendientes muy superiores al 15% es recomendable la utilización de bastones, así como su entrenamiento técnico para mejorar la sincronización con la frecuencia de paso.

La posición corporal cambia por completo, aumentando nuestra inclinación del tronco hacia adelante, siendo recomendable (si las fuerzas lo permiten) mantener erguido el cuello y llevar la mirada ligeramente hacia el frente, para facilitar la respiración.

Aprendizajes para llevar:

  1. Antes de competir en un KV analiza el recorrido, pendiente media, tramos con mayor o menor pendiente o nivel técnico, entre otros.
  2. La capacidad cardiovascular, el gasto calórico y la fuerza muscular son factores determinantes que pueden limitar el rendimiento.
  3. Los entrenamientos deben dar prioridad a la mejora de nuestro VO2Max mediante carreras a ritmos muy fuertes como series en cuesta.
  4. El entrenamiento de fuerza cobra una gran importancia para mejorar en esta disciplina. Los trabajos de fuerza máxima y fuerza explosiva tienen un mayor protagonismo.
  5. El trabajo ha de centrarse especialmente en extensores de tobillos, extensores de cadera, aductores de cadera y recto anterior del cuádriceps.
  6. La técnica ha de trabajarse, especialmente con la utilización de bastones.
  7. Por último, es importante tener el asesoramiento de profesionales en el ámbito del entrenamiento deportivo para planificar y controlar las cargas del entrenamiento.
  8. No juegues con tu salud en la preparación de este tipo de pruebas.

 


 **TEXTO ORIGINALMENTE ESCRITO PARA LA REVISTA SPORTRAINING Nº94**©


Bibliografía:

Giovanelli, N., Ortiz, A. L. R., Henninger, K., & Kram, R. (2016). Energetics of vertical kilometer foot races; is steeper cheaper? Journal of Applied Physiology, 120(3), 370–375.

Ortiz, A. L. R., Giovanelli, N., & Kram, R. (2017). The metabolic costs of walking and running up a 30-degree incline: implications for vertical kilometer foot races. European Journal of Applied Physiology, 117(9), 1869–1876.

Hoogkamer W, Taboga P, Kram R. Applying the cost of generating force hypothesis to uphill running. PeerJ. 2014 Jul 15;2:e482.

Giovanelli, N., Sulli, M., Kram, R., & Lazzer, S. (2019). Do poles save energy during steep uphill walking? European Journal of Applied Physiology.

Saunders, M. J., Hipp, G. R., Wenos, D. L., & Deaton, M. L. (2008). Trekking Poles Increase Physiological Responses to Hiking Without Increased Perceived Exertion. Journal of Strength and Conditioning Research, 22(5), 1468–1474.

Jacobson, B. H., Wright, T., & Dugan, B. (2000). Load Carriage Energy Expenditure With and Without Hiking Poles During Inclined Walking. International Journal of Sports Medicine, 21(5), 356–359.

Perrey S, Fabre N. Exertion during uphill, level and downhill walking with and without hiking poles. J Sports Sci Med. 2008 Mar 1;7(1):32-8.

Bernardi, E., Pratali, L., Mandolesi, G., Spiridonova, M., Roi, G. S., & Cogo, A. (2017). Thoraco-abdominal coordination and performance during uphill running at altitude. PLOS ONE, 12(3), e0174927.

Saito A, Tomita A, Ando R, Watanabe K, Akima H. Muscle synergies are consistent across level and uphill treadmill running. Sci Rep. 2018 Apr 13;8(1):5979.