Factores determinantes del rendimiento en nadadores velocistas: influencia de variables biomecánicas y fisiológicas

Abstract

Competitive swimming pool events can be split-up in the start, the clean swimming, the turn(s), and the finish phases for in-depth analysis. The contribution of each one of these components is crucial in sprint swimming, since a fraction of a percent difference in performance determines whether a swimmer wins or loses a race. Therefore, the main purpose of this thesis was to increase the understanding of the biomechanical and physiological variables that influence sprint swimming performance. First, in order to investigate the relationship between tethered forces in a flume and sprint swimming performance, 16 male swimmers performed four 30 s tethered swimming tests in a flume at 0, 0.926, 1.124, and 1.389 m·s−1 water flow speeds and 25, 50, and 100 m front crawl trials. Subsequently, to provide a comprehensive approach between two anaerobic tests, muscle strength, and swimming performance, 14 males and 9 females performed an anaerobic critical velocity test, two 30 s tethered swimming tests in a flume at 0, and 1.124 m·s−1 water flow speeds, five pull-ups and countermovement jumps, and 50 m front crawl. Then, physiological and biomechanical variables were evaluated in 13 males and 8 females before and after a five-weeks off-season period to quantify the effects of detraining on 50 m front crawl. Furthermore, a systematic review was developed to provide an overview of the determinants of undulatory underwater swimming (UUS). Lastly, eight male and six female swimmers performed three countermovement jumps and three maximal UUS trials before and after a five-weeks training period. Swimmers were divided into two different UUS training groups (in-water only vs. in-water combined with conical exercises on land) to analyze the impact of skillspecific training and strength training on UUS performance. The results of the present doctoral thesis showed that tethered swimming variables were correlated with sprint swimming performance. These correlations were stronger as the water flow speed increased. The anaerobic critical velocity was positively correlated with tethered swimming in both conditions and both tests were associated with dry-landbased variables and 50 m swimming performance. The five-weeks training cessation evoked a 50 m performance impairment in both sexes. After the five-weeks, it was observed lower stroke rate and clean swimming speed, higher heart rate, anaerobic metabolic power deterioration (only in males), lower in-water force at zero speed (only in males), and upper and lower body strength impairments in males and females, respectively. The systematic search included a total of 15 articles, which provided a substantial body of research on kicking frequency, vertical toe and body wave velocity, angular velocity of the joints, distance per kick, joint amplitudes and mobility, and body position in UUS performance. The five-weeks training protocol evoked UUS improvements in the combined group (in-water and dry-land exercises), whereas no changes were elicited in the in-water only training group. Collectively, the results of this doctoral thesis suggest that the propulsive force depends on the swimmer’s muscular strength production and the swimmers’ ability to effectively apply that force in the water, both of which should be taken into consideration when training and monitoring. Tethered swimming and the anaerobic critical velocity might be used as interchangeable tools for evaluating anaerobic performance. Coaches should find alternatives to minimize the detraining effects prompted during the offseason. Moreover, this doctoral thesis suggests that caudal momentum transfer as well as vertical toe velocity should be maximized to improve UUS performance, taking into account individual characteristics. Furthermore, specific lower limbs strength exercises in conjunction with in-water training should be performed to improve UUS performance.

Las pruebas de natación de competición en piscina se dividen en las siguientes fases, salida, nado, viraje(s) y llegada para un análisis en profundidad. La contribución de cada uno de estas fases es crucial en las pruebas de velocidad de natación, ya que una pequeña diferencia en el rendimiento determina si un nadador gana o pierde una prueba. Por lo tanto, el objetivo principal de esta tesis es aumentar la comprensión de las variables biomecánicas y fisiológicas que influyen en el rendimiento de las pruebas de velocidad en natación. En primer lugar, para investigar la relación entre las fuerzas de nado atado en una piscina contracorriente y el rendimiento en las pruebas de velocidad, 16 nadadores realizaron 4 pruebas de 30 s de nado atado en una piscina contracorriente a velocidades de flujo de agua de 0, 0’926, 1’124 y 1’389 m·s-1 y 25, 50 y 100 m crol. Posteriormente, para proporcionar un enfoque global entre dos pruebas anaeróbicas, la fuerza muscular y el rendimiento en 50 m, 14 nadadores y 9 nadadoras realizaron un test de velocidad crítica anaeróbica, 2 pruebas de 30 s de nado atado en piscina contracorriente a velocidades de flujo de agua de 0 y 1’124 m·s-1, cinco dominadas, cinco saltos con contramovimiento y un 50 m crol. A continuación, se evaluaron variables fisiológicas y biomecánicas en 13 nadadores y 8 nadadoras, antes y después de un periodo de cinco semanas de transición entre temporadas, para cuantificar los efectos del desentrenamiento en 50 m crol. Además, se realizó una revisión sistemática con el fin de proporcionar una visión general de los factores determinantes del nado ondulatorio subacuático (NOS). Finalmente, nadadores y 6 nadadoras fueron evaluados realizando tres saltos con contramovimiento y tres pruebas máximas de NOS, antes y después de un periodo de entrenamiento de cinco semanas. Los nadadores fueron divididos en dos grupos de entrenamiento diferentes (solo agua vs. agua combinado con ejercicios en tierra usando poleas cónicas) para analizar el impacto tanto del entrenamiento de las habilidades específicas como el entrenamiento de fuerza en el rendimiento del NOS. Los resultados de la presente tesis mostraron que las variables de nado atado estaban correlacionadas con el rendimiento en pruebas de velocidad. Estas correlaciones eran más fuerte a medida que aumentaba la velocidad del flujo de agua. La velocidad crítica anaeróbica se correlacionó positivamente con el nado atado en las dos condiciones y ambas evaluaciones se asociaron con las variables de fuerza fuera del agua y con el rendimiento de 50 m crol. La interrupción del entrenamiento durante cinco semanas provocó un deterioro del rendimiento de 50 m crol en ambos sexos. Después de las cinco semanas se observó una menor frecuencia de brazada y velocidad de nado, una mayor frecuencia cardíaca, un deterioro de la potencia metabólica anaeróbica (sólo en los chicos), una reducción de la fuerza en nado atado a velocidad cero (sólo en los chicos), y una disminución de la fuerza de los miembros superiores en chicos y de los miembros inferiores en chicas. La revisión sistemática incluyó un total de 15 artículos, que proporcionaron un conjunto sustancial de investigaciones sobre la frecuencia de patada, la velocidad vertical de la punta del pie y de la onda corporal, la velocidad angular de las articulaciones, la distancia por patada, las amplitudes y el rango de movimiento de las articulaciones, y la posición del cuerpo en el rendimiento del NOS. El protocolo de entrenamiento de cinco semanas mostró mejoras en el grupo combinado (agua y fuerza), mientras que el grupo de entrenamiento en el agua no obtuvo cambios en el rendimiento del NOS. En conjunto, los resultados de esta tesis doctoral sugieren que la fuerza propulsiva depende de la producción de fuerza muscular del nadador y de la capacidad de los nadadores para aplicar eficazmente esa fuerza en el agua, aspectos que deben tenerse en cuenta en el entrenamiento y la monitorización. El nado atado y la velocidad crítica anaeróbica podrían utilizarse como herramientas intercambiables para evaluar el rendimiento anaeróbico. Los entrenadores deberían encontrar alternativas para minimizar los efectos del desentrenamiento durante el periodo de transición entre temporadas. Asimismo, esta tesis doctoral sugiere que la transferencia del impulso caudal, así como la velocidad vertical de la punta del pie deben maximizarse para mejorar el rendimiento del NOS, siempre teniendo en cuenta las características individuales. Además, para mejorar el rendimiento del NOS deberían de incluirse ejercicios de fuerza específicos de los miembros inferiores en seco junto al entrenamiento específico en el agua.