M3 Locomoción Impulsiva

Tópico

La locomoción impulsiva genera un impulso mecánico concentrado en un intervalo de tiempo muy corto para desplazar el centro de masa, ya sea verticalmente, como en el salto, u horizontalmente, como en ciertas formas de desplazamiento a saltos.

Antes de generar ese impulso, muchos saltadores realizan un ciclo de contramovimiento: el cuerpo desciende primero, precargando los tendones de forma excéntrica, es decir, estirándolos mientras el músculo se contrae para frenar ese descenso, y esa precarga almacena energía elástica adicional que después se suma a la energía que el músculo genera al contraerse concéntricamente durante el despegue, elevando la potencia máxima que el animal alcanza justo antes de despegar. En el canguro rojo, la eficiencia del salto repetido aumenta con la velocidad de desplazamiento, precisamente porque a mayor velocidad una fracción mayor de la energía total se recupera de forma elástica en vez de tener que generarla activamente el músculo.

Una vez que el animal despega, el centro de masa recorre una trayectoria balística durante la fase aérea del salto, sometido únicamente a la gravedad: para un salto en el vacío, sin resistencia del aire, la distancia horizontal alcanzada es máxima cuando el ángulo de despegue es de cuarenta y cinco grados respecto del suelo.

Esa misma trayectoria balística termina en el aterrizaje, donde el cuerpo debe absorber una fuerza de impacto que puede llegar a ser de entre cinco y veinte veces el peso corporal del animal: esa fuerza se disipa mediante trabajo muscular excéntrico distribuido entre el tobillo, la rodilla y la cadera, cada articulación absorbiendo una parte de la energía del impacto en vez de dejar que esa energía se concentre en una sola estructura.

En algunos saltadores especializados, como el gálago o la rana, la potencia de despegue por unidad de masa muscular supera la potencia máxima que ese mismo músculo, aislado, es capaz de generar por su propia contracción: esto solo es posible porque el músculo no libera toda esa potencia directamente, sino que primero carga de energía elástica un tendón durante una fase más lenta, y luego ese tendón libera esa energía de golpe, mucho más rápido de lo que el músculo podría contraerse por sí solo, funcionando como una catapulta que libera en un instante la energía elástica que antes almacenó.

Los saltos repetidos del hopping, mencionados al comienzo como una de las formas de esta locomoción impulsiva, son periódicos y se repiten de forma auto-similar de un salto a otro: el sistema entero oscila a su propia frecuencia de resonancia, la frecuencia a la que se necesita el mínimo de energía activa para mantener el salto. En los canguros, la frecuencia de salto que el animal prefiere de forma natural coincide precisamente con la frecuencia de resonancia del sistema resorte-masa que forman los tendones elásticos de sus extremidades posteriores.

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