Introducción

El fútbol se caracteriza por tener varias acciones de carácter acíclico durante un partido, éstas se realizan con altas intensidades e incluyen movimientos como: correr, saltar, driblar o patear el balón (Bangsbo, 1994; Bangsbo, et ál., 2006; Mcmillan et ál., 2005). Esta última acción cobra relevancia, ya que, con base en el pateo, se origina el ataque construido, vía por la cual se crean mayor cantidad de ocasiones de gol en los partidos (González-Ródenas, et ál., 2015). Numeros estudios abarcan el pateo en áreas fisiológicas (Stolen, et ál., 2005), psicológicas (Van den Tillaar & Ulvik, 2014) y, principalmente, en lesiones y sus afecciones (Navandar, et ál., 2018).

Desde el punto de vista biomecánico, durante la acción del pateo en fútbol se pueden identificar variadas fases, las cuales dependen de su objetivo (Augustus et ál., 2017; Radman et ál., 2016). Éstas deben presentar sus respectivos propósitos mecánicos (PM) (Diener-González & Aedo-Muñoz, 2017), que hacen referencia a la gran característica mecánica por lograr en casa fase.

En cada PM es necesario obtener los indicadores biomecánicos (IB), también denominados objetivos biomecánicos (OB), correspondientes a todos los indicadores cinemáticos (ICm) e indicadores cinéticos (ICn) derivados del PM. Los ICm son aspectos evaluables por la biomecánica del deporte, enfatizado en el estudio del movimiento, con independencia de las causas que podrían modificarlo; mientras que los ICn corresponden a aquellos que determinan las fuerzas que generan este movimiento (Izquierdo et ál., 2008).

Según Augustus et ál (2017), el pateo en fútbol se engloba en cuatro fases (preparación, balanceo, impacto y seguimiento), las cuales son primordiales para describir la acción mecánica que implican, comenzando desde el tren superior hasta el tren inferior.

Esta revisión tiene por objetivo analizar la bibliografía especializada de variables cinemáticas y cinéticas para generar un modelo técnico actualizado del pateo en fútbol. Estos datos pueden ayudar a profesionales del área de la educación física, ciencias del deporte y afines, para mejorar la calidad de su prescripción del entrenamiento.

Metodología

El estudio se realizó de acuerdo con la declaración Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) (Liberati et ál., 2009; Moher et ál., 2009).

Fuentes de datos

Para constituir la base de datos del estudio, se examinaron investigaciones y estudios que cumplieran con los criterios de elegibilidad, publicados desde el 1 de enero de 2000 hasta el 31 de diciembre de 2017. Esta selección se realizó en las siguientes bases de datos: PubMed y Taylor and Francis online. Las palabras claves utilizadas de distinto modo y diferentes combinaciones fueron: soccer, biomechanics, kinematic, mechanic, instep kicking, kick. Para las palabras claves se utilizaron palabras booleanas; reducción especifica [AND], ampliación [OR] y exclusión [NOT].

Criterios de elegibilidad

Los estudios que cumplían con los criterios de inclusión: (i) varones adultos (27 a 59 años) o juveniles (13 a 26 años) (García-Ruiz et ál., 2010) o varones y mujeres en el mismo estudio; (ii) mecánica de pateo en fútbol a través de variables biomecánicas; (iii) fútbol tradicional; (iv) escritos en inglés y español; y (iv) artículos de investigación primaria.

Dos revisores independientes llevaron a cabo la evaluación y revisión (EA-M y VA-R), y un tercer revisor (M-JT-M) en caso de desacuerdo. Los artículos fueron seleccionados según título y resumen, posteriormente se revisó el texto en extenso y, después se confirmó su inclusión o no en la investigación.

Recopilación de datos

Los datos fueron extraídos de todos los artículos considerados apropiados. La información extraída de los artículos correspondió a: característica de la muestra, métodos de medición, variables de mediciones y resultados.

Riesgo de sesgo

Se realizó una evaluación de la calidad de los estudios incluidos utilizando un formato ajustado de la escala de evaluación de calidad de Newcastle-Ottawa (Wells et ál., 2000). Esta escala contiene ocho ítems categorizados en tres dominios (selección, comparabilidad y exposición), se otorga un máximo de una estrella por cada estudio numerado en los dominios de selección y exposición; mientras que para el dominio de comparabilidad, un máximo de dos estrellas.

Resultados

Selección de estudios

La estrategia de búsqueda identificó 485 artículos (Figura 1), de los cuales se eliminaron 14 por estar duplicados. Sus títulos y resúmenes se examinaron para determinar su idoneidad, lo que llevó a la inclusión de 29 artículos de texto completo.

Se excluyeron los estudios que pertenecieran a algunas de las siguientes categorías: estudios publicados en forma de abstract, no escritos en inglés o español, que además no cumplían con la formalidad o rigurosidad para el estudio, con diseño metodológico, intervenciones que utilizaban solo mujeres casos clínicos, revisión de lesiones, programas de prevención de lesiones.

En la Tabla 1(A y B) se detallan los 29 artículos en cuanto a: autor, muestra, método, variables y resultados que se analizaron.

Discusión

Con base en los análisis de movimiento (Shan & Westerhoff, 2007), se ha definido el objetivo general de rendimiento de la acción (OGR), que correspondería a: Lanzar el balón con la máxima velocidad y precisión. Se han establecido, en este estudio, categorías de análisis respecto de parámetros cinéticos y cinemáticos en común, los cuales comparten varias investigaciones entre sí (Augustus, Mundy & Smith, 2017; Radman et ál., 2016), que logran incluir los parámetros encontrados en cada fase, para alcanzar el OGR de manera acorde, según sus PM y OB, de manera específica.

Fase de preparación

Para mejorar la posición del pie de apoyo, y así conseguir estabilidad para la pierna de soporte, nos encontramos con los siguientes comparaciones y contrastes: Para Kawamoto et ál (2007), la duración de la extensión de la pierna de pateo y la aceleración previa al contacto es menor en futbolistas experimentados (72.1±14.3 ms), versus novatos (109.4±40.3 ms): los experimentados requieren menor tiempo para alcanzar rangos máximos de movimiento, con lo cual aceleran los segmentos en menor tiempo. Además, los experimentados presentan mayor ángulo de extensión, abducción y rotación externa de cadera y flexión de rodilla, que los novatos. Para Katis et ál (2015), los adultos muestran valores mayores en ángulos de dorsiflexión de tobillo, que los jóvenes. También Katis (2011) informa que antes de que el pie de apoyo toque piso, existen mayores grados de abducción de cadera, cuando la aproximación es recta, o se ejecuta una maniobra de recorte previa al pateo. Ya, Shan & Westerhoff (2007) revelaron que, cuando se realiza el paso previo a patear, hay diferencias en cuanto al rango de movimiento de cadera en novatos (60±5°), comparado con experimentados (93±7°). También, en el rango de movimiento de codo, del hemicuerpo opuesto al pateo, existe un valor mayor en experimentados (158±12°) versus novatos (54±5°).

Los valores reportados podrían indicar una mejor coordinación segmentaria previa a la acción de patear en los jugadores experimentados, lo que podría explicar los mayores valores que producen en cuanto a la velocidad de balón; mientras que, según Orloff et ál (2009), los valores de FRS normalizados son mayores en hombres (2.0±0.4 UPC) que en mujeres (1.6±0.7 UPC), respecto del eje vertical. La fase de preparación presenta diferencias importantes entre los experimentados y menos experimentados, donde los primeros alcanzan menores tiempos de duración en la fase, mayor desplazamiento angular de las articulaciones, tanto en miembro inferior como en miembro superior.

Fase de balanceo

Para acumular la mayor cantidad de energía que posteriormente pueda transferirse al balón, aumentando la velocidad de la pierna de pateo, nos encontramos con los siguientes comparaciones y contrastes: Katis et ál (2015) informan que la velocidad angular y lineal de segmentos de miembro inferior como cadera, rodilla y tobillo es mayor en hombres adultos, comparado con jóvenes. Fullenkamp et ál (2015) reportan que los experimentados poseen una velocidad angular de rotación de tronco significativamente mayor que los jóvenes (428±117; 264±79°/s respectivamente). Esto, en parte, podría explicar que el miembro superior contribuye de manera importante al rendimiento del pateo. Augustus et ál (2017) mencionan que, al aplicar un protocolo de intervención para aumentar el rango de movimiento de cadera, el desplazamiento del centro articular de cadera aumenta significativamente (0.04±0.01 m) comparado con la condición normal, sin intervención (0.03±0.01 m). Además, Fullenkamp et ál (2015) manifiestan que el rango de movimiento de tronco es mayor en experimentados comparado con jóvenes, 40±10° y 26±9°; respectivamente. Katis et ál (2011) comparan un pateo de empeine con aproximación recta, versus un pateo con una maniobra de recorte, y concluyen que durante la maniobra de recorte hay un mayor grado de rotación interna de cadera.

Además, Inoue et ál (2014) detallan valores de velocidades angulares de articulaciones de cadera, rodilla y tobillo de la pierna de apoyo. Durante la fase temprana, desde que la pierna que patea comienza a acelerar previa al impacto (25 % fase de balanceo), se observa un movimiento consistente de abducción de tobillo. Por otra parte, observan un ligero movimiento de aducción, mientras la abducción de tobillo estaba ocurriendo. Así mismo, durante el 50 % del tiempo desde el contacto del pie de apoyo con el piso, hasta el balón, se registra el mayor valor de velocidad angular del segmento de cadera. De Witt & Hinrichs (2012) informan valores en velocidades pico angulares de pelvis (735.7±281.3 º/s), muslo (758.0±127.8 º/s) y pierna inferior (1312.6±119.7 º/s), previo al contacto con el balón. Katis et ál (2011) observaron que, durante una aproximación recta al balón, las velocidades angulares de cadera, rodilla y tobillo son mayores respectivamente (774.4±79.3; 1625.6±160.8; 1765.8±162.4 °/s) en comparación con una maniobra de recorte previa (707.3±81.7; 1539.5±194.4; 1571.0±177.6 °/s).

Para Nunome et ál (2007), la velocidad máxima angular de pierna se alcanza justo antes del impacto con el balón, pero también muestran que la velocidad angular máxima de muslo se produce alrededor de 75 % del total de la fase comprendida al patear, donde es 100 % el impacto al balón y disminuye a valores iniciales al contacto. Esto, sin duda, explica que el muslo ayuda a la aceleración en una fase temprana, mientras que la extensión de rodilla es el principal contribuyente. Charnock et ál (2009) reportan que, durante los momentos previos a patear, la activación del aductor largo alcanzó su mayor valor cercano al 30% en la fase previa a tomar contacto con el balón. Además, el máximo cambio de longitud de este músculo sucede entre el 40-60 % de la fase previa a impactar el balón, en donde la pierna que patea se encuentra acelerando.

Brophy et ál (2007) compararon parámetros en pateo con borde interno y empeine, detallaron que, durante el pateo con borde interno, la activación del tibial anterior, en fases previas al contacto con el balón, en que la pierna de pateo comienza a acelerar, presenta una mayor actividad comparada con el mismo músculo en pateo con empeine. Esto podría indicar que, para esa acción técnica específica, se necesita la mayor activación del tibial anterior para ejecutar correctamente el pateo y que, justamente, es un rasgo distintivo que diferencia al pateo con borde interno, del pateo con empeine. Los valores de la fase de balanceo demuestran que los jugadores experimentados tienen mayores velocidades angulares de las articulaciones como lineales de los distintos segmentos entre los que destacan el muslo y la pierna, el primero alcanza su máxima velocidad antes de impactar el balón, mientras que la pierna lo realiza en el momento de contacto con el balón. Esto explica que las primeras aceleraciones provienen del muslo y se transfieren hacia la pierna y el pie.

Fase de impacto

Para imprimir la mayor cantidad de energía acumulada en la fase anterior, si se dirige el objetivo al lugar escogido por el pateador, es decir, se transfiere esta velocidad al balón, se encuentran las siguientes comparaciones y contrastes: Para el tiempo de duración en un pateo, Brophy et ál (2007) encontraron diferencias en universitarios, en cuanto a la duración del pateo con empeine (0.79 s), comparado con el pateo con borde interno (0.83 s). Para Katis & Kellis (2010), se alcanzan velocidades mayores cuando se patea con empeine (19.6±1.9 m/s) versus borde externo (18.1±1.5 m/s). Andersen y Dörge (2011) muestran que la velocidad de balón es diferente con distintas formas de aproximación, por ejemplo, cuando ejecutaban un pateo con empeine y un ángulo de aproximación autoseleccionado, se registraban velocidades mayores (28.6-34.5 m/s), que cuando la aproximación es recta, (25.6-32.3 m/s); mientras, Kawamoto et ál (2007) reportan que la velocidad de balón en experimentados (21.4±1.5 m/s) es mayor que en novatos (16.0±1.0 m/s). Por otro lado, Nunome et ál (2007) analizaron en experimentados el pateo con empeine en pierna dominante versus no dominante y encontraron que la pierna dominante presenta valores más altos en algunos parámetros estudiados, versus la no dominante, con mayores valores para la velocidad del balón (32.1 vs. 27.1 m/s), velocidad angular de pierna (2257.5 vs. 1822 º/s) y velocidad final del pie (22.7 vs. 19.6 m/s).

De acuerdo con Sidaway et ál (2017), en condiciones estables las velocidades de balón son mayores (15.9±2.97 m/s) que en inestabilidad (13.7±2.0 m/s). Augustus et ál (2017) han reportado que la velocidad del balón es mayor al aplicar un protocolo de intervención de aumento de flexibilidad en extensión de cadera (26.3±2.1 m/s) versus condiciones normales de pateo (25.1±1.5 m/s). Por otro lado, Radman et ál (2016) concluyen que diversos parámetros como velocidad del balón, precisión y calidad disminuyen significativamente en condiciones de fatiga aguda. Katis et ál (2015) registran que la velocidad del balón es mayor en hombres adultos versus jóvenes (21.5±2.0; 19.4±1.88 m/s). Además, se encuentra que los valores en la flexoextensión de rodilla son significativamente mayores en adultos, durante la fase final de pateo. Fullenkamp et ál (2015) han comparado futbolistas experimentados versus novatos, y reportan que los primeros muestran mayores velocidades de pateo (25.6±2.2 y 19.5±2.0 m/s; respectivamente). Por otro lado, Van den Tillaar, & A. Ulvik (2014) demuestran que las velocidades que alcanza el balón son significativamente mayores cuando la instrucción dada es patear con fuerza y sin precisión.

Sinclair et ál (2014) presentan diferentes valores en velocidades angulares para la pierna de apoyo y la que patea, tanto en cadera, rodilla y tobillo. Los valores registrados en ese orden, respectivamente, al impactar con el pie son: 45.6±110.7 °/s; −270.7±115.3 °/s; 544.1±167.9 °/s; −10.4±145.0 °/s; −54.1±183.1 °/s; −359.3±176.6 °/s. Además, Amiri et ál (2011) evaluaron diez pateos consecutivos, encontrando que a partir del quinto la velocidad angular de muslo y pierna son significativamente inferiores (1012.4±10.3; 2158.3±23.5 º/s), comparado al primer (1078.9±16.6; 2306.7±24.6 º/s). Inoue et ál (2014) han reportado valores para la velocidad del balón (26.6±1.5 m/s); De Witt & Hinrichs (2012) reportan valores similares (26.5±2.1 m/s). Katis et ál (2011) comparan las velocidades del balón con acercamiento recto (19.4±1.8 m/s), y resultan mayores que las registradas con una maniobra de recorte (17.1±1.5 m/s). Katis et ál (2013) cuantificaron las FRS al momento del impacto, durante tiros dirigidos hacia la parte superior de la portería, y otros hacia la parte inferior, en los tiros superiores. Sus resultados informan que las FRS son mayores en el eje vertical (480.5±255.8 N), anteroposterior (128.0±74.2 N) y mediolateral (359.7±92.5 N) para los tiros que no daban en el objetivo versus los que sí daban en él (449.4±296.4; 125.4±88.2; 331.2±89.5 N). Respecto de los objetivos ubicados inferiormente, se registran valores mayores en las FRS mediolateral (382.6±68.2 N) y anteroposterior (85.6±78.6 N) en los tiros correctos, comparado con los que no acertaban (81.0±50.6 N anteroposterior, 370.6±74.5 N mediolateral).

Respecto de la activación muscular, Katis et ál (2013) reportan datos útiles que se presentan en algunos grupos musculares, donde comparan tiros dirigidos a objetivos superiores e inferiores, además evalúan parámetros de activación cuando el tiro fue correcto o incorrecto. Observan una activación significativamente menor en tibial anterior (22.2±14.4 %MVCRMS), bíceps femoral (35.5±23.4 %MVCRMS) cuando el tiro fue erróneo, en los tiros dirigidos hacia arriba, comparado con los tiros que sí acertaban (40.7±35.7 % MVCRMS tibial anterior; 54.6±35.1 % MVCRMS bíceps femoral). También, en tiros errados, la activación del gastrocnemio fue significativamente mayor (54.7±43.8 %MVCRMS), comparada con tiros en los que sí se acierta (37.4±24.5 MVCRMS). Así mismo, se registran valores significativamente mayores para los tiros errados a objetivos inferiores, en tibial anterior (31.5±26.9 %MVCRMS) y recto femoral (60.2±35.6 %MVCRMS), comparado con la activación muscular en los mismos grupos, para tiros acertados (17.8±14.8 %MVCRMS tibial anterior; 40.1±27.7 %MVCRMS recto femoral). Brophy et ál (2007) plantean que existe una mayor activación del tibial anterior, en distintas fases del pateo con borde interno, en comparación con el pateo con empeine.

Sinclair et ál (2014) muestran, en diferentes articulaciones como cadera, rodilla y tobillo, distintos valores respecto al rango de movimiento y ángulos para la pierna de apoyo y la pierna que patea. Así, los valores durante el impacto de balón para pie de apoyo, y de pateo, en cadera, rodilla y tobillo, respectivamente son: Ángulo de impacto al balón: 11.9±13.85°; 13.1±10.31°; 41.6±10.8°; 42.0±9.6°; 51.98±24.9°; 77.5±11.6°. Rango de movimiento: 27.2±8.6°; 39.99±13.9°; 36.4±19.4°; 18.1±11.7°; 10.7±4.2°; 4.3±3.7°. Ángulo al impactar con el pie: −24.7±6.5°; 51.1±11.4°; 77.8±15.1°; 24.4±7.1°; 46.3±15.7°; 81.7±10.2°. La fase de impacto es, sin duda, la más relevante para muchos investigadores, entrenadores y profesores, pero gran parte de sus registros se deben al resultado de fases previas. Esta fase podría mejorar cuando las trayectorias de acercamiento del jugador no son necesariamente rectas y el impacto con el balón se realice con la pierna dominante. Estos dos factores aumentan la velocidad de impacto con el balón, mientras que para mantener estos niveles elevados de velocidad en tiros consecutivos se recomienda que el jugador ejecute solo cinco tiros antes de que la velocidad disminuya; a nivel muscular cualquier variación de actividad eletromiográfica del tibial anterior es importante para que la dirección del tiro sea errado.

Fase de seguimiento

Para estabilizar el cuerpo para una siguiente acción, que reduzca la inercia, nos encontramos con los siguientes comparaciones y contrastes: Amiri-khorasani et ál (2011) detallan que los rangos de movimiento en cadera después de sesiones de estiramientos dinámicos son mayores (24.2±3.1°) que cuando se realizan estiramientos estáticos (20.7±7.9°), lo que demuestra que estiramientos dinámicos contribuirían a mejorar el rendimiento durante el pateo. Por otro lado, los valores encontrados por Shinkai et ál (2009) demuestran que, posterior al impacto con el balón, existe una reducción en la eversión del pie, alrededor de -1°, comparado con los valores en eversión generados al momento de impactar (-3.1±1.5°); al respecto también detalla que el desplazamiento angular, al finalizar el impacto, es de 7 y 8º y continúa aumentando cercano a los 10°. La fase de seguimiento representa el fin de la técnica y comienza cuando el deportista pierde contacto con el balón, por tanto, se podría clasificar como un movimiento inercial donde la viscoelasticidad muscular tiene una relevancia mayor, por tanto, el trabajo de estiramiento es importante, ya que permitiría el aumento del desplazamiento angular. En ese sentido, el trabajo de estiramiento dinámico presenta mejoras significativas para los rangos articulares. El modelo técnico de pateo en fútbol se presenta en la Tabla 2.

Conclusiones

Este artículo entregó una visión propositiva de la bibliografía actual sobre la técnica de pateo en fútbol. Identifica las variables cinéticas y cinemáticas de esta técnica, relacionándolas a través de las fases de la técnica y sus PM, para generar un modelo técnico de pateo en fútbol que responda, de manera precisa, al OGR de esta técnica.

Los principales resultados mostraron la relación que tienen estos estudios con las fases de la técnica. La mayor cantidad de artículos describen las fases desde cuando la pierna de pateo comienza a acelerar para impactar el balón, hasta el momento mismo de impacto de balón. Describe cuatro fases al respecto.

En la primera fase de preparación describió los principales IB. Éstos son FRS y ROM de cadera y rodilla. En la fase de balanceo e impacto los IB fueron la velocidad, ROM, FRS y activación muscular; mientras que en la fase de seguimiento el ROM resultó ser el principal indicador.

Estos IB son prioritarios para proporcionar un enfoque coherente en las distintas decisiones y situaciones que enfrentan los profesionales de la actividad física, la educación física, de entrenamiento y de ciencias de la salud en relación con la biomecánica y su aplicación en la técnica del pateo en fútbol. Esto, por cuanto propone un modelo técnico, con fuerte sustentación científica, y permite crear, alrededor de él, programas, protocolos y estrategias de enseñanza para el análisis de la técnica y su mejoramiento, como también programas que busquen el fortalecimiento de estos IB para la prevención de lesiones.

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