El brazo de momento y ejercicio es un concepto fundamental en la biomecánica del ejercicio, definido como la distancia perpendicular entre la línea de acción de una fuerza y un eje de rotación (generalmente una articulación).
Es crucial para comprender cómo las fuerzas externas generan rotación y cómo se distribuye la carga en los músculos durante el entrenamiento, siendo distinto del brazo de palanca que mide la distancia al punto de aplicación de la fuerza.
¿Qué es el Brazo de momento?
En inglés denominado «moment arm», el brazo de momento hace referencia a la distancia perpendicular entre la línea de acción de una fuerza y un eje de rotación. Se trata de un método gráfico que aúna la proporción del brazo de palanca que provoca rotación sobre el eje.
En el ejercicio es de vital importancia manejar este concepto ya que nos permitirá ver de manera rápida como evoluciona la resistencia que estamos aplicando a nuestros clientes.
Relevancia e Impacto en el Ejercicio:
Comprender la relación mencionada es esencial para optimizar el entrenamiento de fuerza, maximizar el crecimiento muscular y la fuerza, y prevenir lesiones, así como para mejorar la salud de los músculos esqueléticos.
Influye directamente en varios aspectos:
- El Movimiento y la Fuerza (Torque): Cuando haces un ejercicio, la fuerza de afuera (como una pesa o una máquina) empuja o tira de tu cuerpo. Es decir, cuanto más lejos esté esa fuerza de tu articulación (esto se llama «brazo de momento»), más difícilse siente el ejercicio en ese punto. Esta dificultad se llama torque o momento de fuerza. El lugar del ejercicio donde el brazo de momento es mayor es el «punto más difícil». Ahí, tus músculos tienen que esforzarse al máximo para ganar a la resistencia.
- Cómo Usarlo para Entrenar (Activación Muscular): El punto más difícil no es el mismo durante todo el movimiento. La distancia (brazo de momento) varía mientras te mueves. Se debe de ajustar el esfuerzo, ya que al cambiar esa distancia (por ejemplo, cómo sujetas una pesa o la posición de una máquina), puedes hacer que ciertos músculos trabajen más que otros. Esto te ayuda a medir la fuerza real que hace un músculo y a enfocarte en desarrollar grupos musculares específicos.
- Entrenar con Seguridad (Prevención de Lesiones): Entender cómo esa distancia (brazo de momento) afecta la fuerza en tus articulaciones y músculos te permite planear mejor tus ejercicios. Por tanto, puedes crear movimientos que sean más seguros y más efectivos, reduciendo así el riesgo de lesiones.
¿Qué mide el brazo de momento?
Este concepto nace debido a que «el cálculo trigonométrico suele ser poco práctico en la aplicación en el ejercicio con clientes, como es lógico entender». El brazo de momento por tanto hace referencia a las características mecánicas de una fuerza aplicada en su acción de provocar rotación sobre un eje en un sistema de palancas(1).
En la biomecánica, este concepto es crucial para entender cómo funcionan las articulaciones y los músculos.
¿Cómo se visualiza?
En la siguiente imagen se muestra a una persona realizando ejercicios para tríceps con mancuernas, mostrando fácilmente los marcadores que hemos de tener en cuenta para visualizar la posición en nuestras sesiones con clientes.
Como se puede apreciar a 45º de Abducción de hombro, no toda la fuerza que provoca la mancuerna genera rotación sobre el eje. En este caso, será en 90º de abducción de glenohumeral cuando todo el peso de la mancuerna provoque rotación sobre el eje. Por el contrario cuanto más aducción en el complejo articular del hombro la mancuerna provocará menos rotación.
La dirección de la fuerza (perpendicular al suelo) en este último caso juega un papel clave en todo este cálculo, pues con otra dirección de fuerza en un escenario similar el brazo de momento cambiaría por completo. A continuación mostramos un ejemplo.
En este escenario la dirección del cable provoca que a 0º de abducción de hombro será el punto en el que la fuerza genere más resistencia, totalmente lo opuesto que ocurría con la mancuerna.
Como podemos observar en las ilustraciones anteriores, el brazo de momento nos ayuda a saber en qué momento las fuerzas aplicadas a las distintas estructuras reciben fuerzas a lo largo del rango de movimiento de un ejercicio (ROM).
¿Qué requiere un brazo de momento más corto?
Un brazo de momento más corto requiere una fuerza mayor para el mismo efecto de giro. Esto se basa en el principio de proporcionalidad inversa.
La clave para entender esta respuesta radica en el concepto de proporcionalidad inversa. Si queremos que el Momento (Torque) se mantenga constante (es decir, lograr el mismo efecto de giro, como apretar una tuerca con la misma intensidad), la Fuerza y el Brazo de momento deben comportarse de la siguiente manera (4):
- Si el Brazo de momento se acorta (disminuye): La Fuerza aplicada debe aumentar para compensar y mantener el producto (el Torque) igual.
- Si el Brazo de momento se alarga (aumenta): La Fuerza aplicada puede disminuir para lograr el mismo Torque.
¿Cómo se cálcula el brazo de momento?
Este cálculo podríamos decir que es un trabajo que realizaríamos más sobre la mesa y no tanto en los entrenamientos con clientes debido a su complejidad. El brazo de momento muscular relaciona dos factores:
El brazo de palanca y el ángulo de fuerza. De esta forma el BM describe la capacidad que tiene un músculo para generar resistencia alrededor de un eje articular. A continuación se muestra el brazo de momento del músculo pectíneo sobre el eje anteroposterior de la cadera. La fórmula para este cálculo es la siguiente:
Brazo de momento = Brazo de palanca x sen@
Teniendo claro lo expuesto anteriormente, hemos de tener en cuenta que a nivel teórico puede cambiar por completo si dentro del proceso de entrenamiento utilizamos grandes aceleraciones.
Si aplicamos mucha fuerza para acelerar la carga en un punto donde teóricamente (en estático) nos llega menos «torque», ese momento pasa a ser el pico de fuerza, puesto que debemos ser capaces de acelerar el peso. El resto del recorrido por tanto es resultado de la energía cinética acumulada y no tanto de la aplicación de fuerza momentánea.
Por tanto, el brazo de momento puede no servirnos de nada si la velocidad de ejecución es demasiado elevada y no tenemos un control consciente del movimiento a través de todo el rango. La forma mas óptima para que el brazo de momento durante el ejercicio sea igual al teórico, sería aplicando la menor aceleración posible para provocar el desplazamiento de la carga.En los últimos años y a través de “Resistance Institute” este término ha cobrado importancia dentro del mundo del ejercicio y la docencia. La biomecánica es un pilar fundamental junto a la fisiología que deben ser dominados por todos aquellos que trabajamos con la salud y el ejercicio de este sistema tan complejo que es el cuerpo humano.
Tipos de Brazo de Momento
Los dos tipos que más se conocen son:
- Brazo de Momento Externo: Se refiere a la distancia perpendicular de la fuerza que las cargas externas (pesos, poleas, resistencia) ejercen sobre la articulación. Un brazo de momento externo más largo incrementa la dificultad del ejercicio.
- Brazo de Momento Interno: Es generado por la fuerza que los propios músculos ejercen sobre los huesos para producir movimiento, creando su propio torque para contrarrestar el momento externo.
Aplicación Práctica y Ejemplos:
Este concepto se aplica en la mayoría de los ejercicios con peso (4,5):
En un curl de bíceps
El brazo de momento externo es la distancia desde la mancuerna/barra hasta el codo. Es máximo (y el ejercicio más difícil) cuando el antebrazo está horizontal o perpendicular al suelo (alrededor de los 90 grados de flexión), ya que el peso está más alejado del eje de rotación.
En sentadillas y peso muerto
La posición del tronco y la barra sobre la espalda o cerca del cuerpo influyen significativamente en los correspondientes brazos sobre caderas, rodillas y tobillos. Mantener la barra cerca del centro de gravedad en un peso muerto, por ejemplo, acorta los brazos de momento externos, permitiendo levantar más peso y activar una mayor masa muscular de forma más segura.
En elevaciones laterales
En las elevaciones laterales, que dicho brazo sea más largo (debido a la distancia del peso al hombro) permite estimular significativamente los hombros incluso con pesos relativamente ligeros.
La correcta comprensión y manipulación del brazo de momento permite a entrenadores y atletas ajustar ejercicios, posturas, agarres y rangos de movimiento. Esto facilita el diseño de programas de entrenamiento más efectivos y personalizados para desafiar adecuadamente a los músculos, maximizar el crecimiento y la fuerza, y realizar movimientos de forma segura y eficiente.
Brazo de Momento en Biomecánica – Preguntas Frecuentes
¿Qué es el brazo de momento en biomecánica del ejercicio?
Es la distancia perpendicular desde el eje de rotación (articulación) hasta la línea de acción de la fuerza externa (por ejemplo, el peso de una mancuerna o la gravedad).
¿Cuál es la diferencia entre brazo de palanca y brazo de momento?
El brazo de palanca es la distancia desde la articulación hasta el punto donde se aplica la fuerza; el brazo de momento es la distancia perpendicular desde el eje a la línea de fuerza. El brazo de momento es la medida clave para calcular el momento de fuerza (torque).
¿Cómo influye que dicho brazo sea más largo en un ejercicio?
En este caso aumenta la dificultad o el momento de fuerza externo (torque), requiriendo que los músculos generen mayor fuerza para contrarrestarlo.
¿En qué punto de un ejercicio es típicamente mayor el brazo en cuestión?
Generalmente, el brazo de momento es mayor (y el ejercicio más difícil) cuando el segmento que soporta la carga (como el antebrazo en un curl de bíceps) está en posición horizontal (90 grados respecto a la fuerza de la gravedad).
¿Qué significa un brazo de momento interno más corto?
Un brazo de momento interno más corto (distancia desde la inserción muscular al eje) implica que el músculo debe generar mucha más fuerza* para mover el mismo peso. La mayoría de los músculos humanos tienen brazos de momento internos muy cortos, lo que prioriza la velocidad sobre la fuerza.
¿Cómo se relaciona el brazo de momento con la curva de fuerza?
Los cambios a nivel externo a lo largo del movimiento determinan la forma de la curva de fuerza, es decir, dónde es más fácil o más difícil el ejercicio (el punto de máximo momento de fuerza externo).
¿Podemos cambiar dicho brazo para modificar la dificultad?
Sí. Por ejemplo, al acercar la carga a la articulación (acortando el brazo de momento), el ejercicio se vuelve más fácil, permitiendo levantar más peso o ejecutar más repeticiones.
¿Por qué es importante considerar el brazo de momento al diseñar rutinas?
Permite seleccionar y modificar ejercicios para que la resistencia externa coincida con la capacidad de fuerza del músculo en un punto específico, optimizando la activación muscular en toda la fase de contracción.
Referencias Bibliográficas
- Leal, L. Martinez, D. & Sieso, E.(2012). Fundamentos de la mecánica del ejercicio.Barcelona.Resistance institute.
- Purvis, T.(2001). Resistance training specialist.Focus on fitness.
- López Román,A.López Beltrán, E.(2003). Biofísica aplicada a la biomecánica del cuerpo humano.Biblioteca Biomédica Universitaria.
- HALLIDAY, David; RESNICK, Robert & WALKER, Jearl. (2001). Física (Vol. I).
- Salles, JI. Et al. (2005). Strength training and shoulder proprioception. J Athl Train, 50(3):277-80. Enlace
