Saltar o dar un salto es una forma de locomoción o movimiento en el que un organismo o un sistema mecánico no vivo (por ejemplo, un robot ) se impulsa a través del aire siguiendo una trayectoria balística. El salto se puede distinguir de la carrera, el galope y otras formas de andar en las que todo el cuerpo se encuentra temporalmente en el aire, por la duración relativamente larga de la fase aérea y el alto ángulo de lanzamiento inicial.
Algunos animales, como el canguro , emplean el salto (comúnmente llamado brincar en este caso) como su forma principal de locomoción , mientras que otros, como las ranas , lo utilizan solo como un medio para escapar de los depredadores. El salto también es una característica clave de varias actividades y deportes, incluidos el salto de longitud , el salto de altura y el salto de obstáculos .
Todo salto implica la aplicación de una fuerza contra un sustrato, que a su vez genera una fuerza reactiva que impulsa al saltador alejándolo del sustrato. Cualquier sólido o líquido capaz de producir una fuerza opuesta puede servir como sustrato, incluido el suelo o el agua. Algunos ejemplos de estos últimos incluyen a los delfines que realizan saltos móviles y a las ranas indias que realizan saltos desde el agua.
Los organismos saltadores rara vez están sujetos a fuerzas aerodinámicas significativas y, como resultado, sus saltos están regidos por las leyes físicas básicas de las trayectorias balísticas . En consecuencia, si bien un ave puede saltar al aire para iniciar el vuelo , ningún movimiento que realice una vez en el aire se considera un salto, ya que las condiciones iniciales del salto ya no dictan su trayectoria de vuelo.
Tras el momento del lanzamiento (es decir, la pérdida inicial de contacto con el sustrato), el saltador recorrerá una trayectoria parabólica. El ángulo de lanzamiento y la velocidad inicial de lanzamiento determinan la distancia recorrida, la duración y la altura del salto. La distancia máxima de recorrido horizontal posible para un proyectil se produce con un ángulo de lanzamiento de 45°, pero cualquier ángulo de lanzamiento entre 35° y 55° dará como resultado el noventa por ciento de la distancia máxima posible. Sin embargo, el ángulo de salto para humanos que maximiza la distancia horizontal recorrida es menor, de ~23-26° (consulte la sección Mecánica del salto de longitud desde parado a continuación).
Los músculos (u otros actuadores en sistemas no vivos) realizan trabajo físico, agregando energía cinética al cuerpo del saltador durante el transcurso de la fase de propulsión de un salto. Esto da como resultado una energía cinética en el lanzamiento que es proporcional al cuadrado de la velocidad del saltador. Cuanto más trabajo realizan los músculos, mayor es la velocidad de lanzamiento y, por lo tanto, mayor es la aceleración y más corto el intervalo de tiempo de la fase de propulsión del salto.
La potencia mecánica (trabajo por unidad de tiempo) y la distancia sobre la que se aplica esa potencia (por ejemplo, la longitud de las patas) son los determinantes clave de la distancia y la altura del salto. Como resultado, muchos animales saltadores tienen patas largas y músculos que están optimizados para la potencia máxima de acuerdo con la relación fuerza-velocidad de los músculos . Sin embargo, la potencia máxima de salida de los músculos es limitada. Para sortear esta limitación, muchas especies saltadoras estiran lentamente elementos elásticos, como tendones o apodemas , para almacenar trabajo como energía de tensión. Dichos elementos elásticos pueden liberar energía a una tasa mucho mayor (mayor potencia) que la masa muscular equivalente, aumentando así la energía de lanzamiento a niveles más allá de lo que el músculo solo es capaz de hacer.
Un saltador puede estar parado o en movimiento cuando inicia un salto. En un salto desde una posición estacionaria (es decir, un salto desde parado ), todo el trabajo necesario para acelerar el cuerpo durante el lanzamiento se realiza en un solo movimiento. En un salto en movimiento o un salto con carrera , el saltador introduce una velocidad vertical adicional en el lanzamiento mientras conserva la mayor cantidad de impulso horizontal posible. A diferencia de los saltos estacionarios, en los que la energía cinética del saltador en el lanzamiento se debe únicamente al movimiento del salto, los saltos en movimiento tienen una energía más alta que resulta de la inclusión de la velocidad horizontal que precede al salto. En consecuencia, los saltadores pueden saltar distancias mayores cuando comienzan desde una carrera.
Los animales utilizan una amplia variedad de adaptaciones anatómicas para saltar. Estas adaptaciones se refieren exclusivamente al lanzamiento, ya que cualquier método posterior al lanzamiento para ampliar el alcance o controlar el salto debe utilizar fuerzas aerodinámicas, por lo que se considera planeo o paracaidismo .
Las especies acuáticas rara vez muestran una especialización particular para saltar. Las que son buenas saltadoras generalmente están adaptadas principalmente a la velocidad y ejecutan saltos en movimiento simplemente nadando hacia la superficie a gran velocidad. Unas pocas especies principalmente acuáticas que pueden saltar mientras están en tierra, como los saltadores de lodo , lo hacen mediante un movimiento rápido de la cola.
En los animales terrestres, la principal estructura propulsora son las patas, aunque algunas especies utilizan la cola. Las características típicas de las especies saltadoras incluyen patas largas, músculos grandes en las patas y elementos adicionales en las extremidades.
Las patas largas aumentan el tiempo y la distancia que un animal saltador puede soportar contra el sustrato, lo que permite más potencia y saltos más rápidos y más largos. Los músculos grandes de las patas pueden generar una mayor fuerza, lo que da como resultado un mejor rendimiento en los saltos. Además de los elementos de las patas alargados, muchos animales saltadores tienen huesos de los pies y los tobillos modificados que son alargados y poseen articulaciones adicionales, lo que efectivamente agrega más segmentos a la extremidad e incluso más longitud.
Las ranas son un excelente ejemplo de las tres tendencias: las ancas de rana pueden tener casi el doble de longitud del cuerpo, los músculos de las patas pueden representar hasta el veinte por ciento del peso corporal y no sólo han alargado el pie, la espinilla y el muslo, sino que han extendido los huesos del tobillo hasta formar otra articulación de la extremidad y, de manera similar, han extendido los huesos de la cadera y han ganado movilidad en el sacro para una segunda "articulación adicional". Como resultado, las ranas son las campeonas indiscutibles de los vertebrados en salto, con saltos de más de cincuenta longitudes corporales, una distancia de más de ocho pies. [1]
Los saltamontes utilizan el almacenamiento de energía elástica para aumentar la distancia de salto. Aunque la potencia de salida es un determinante principal de la distancia de salto (como se señaló anteriormente), las restricciones fisiológicas limitan la potencia muscular a aproximadamente 375 vatios por kilogramo de músculo. [2] Para superar esta limitación, los saltamontes anclan sus patas mediante un "mecanismo de captura" interno mientras sus músculos estiran un apodema elástico (similar a un tendón de vertebrado ). Cuando se libera el mecanismo de captura, el apodema libera rápidamente su energía. Debido a que el apodema libera energía más rápidamente que el músculo, su potencia de salida supera la del músculo que produjo la energía.
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Esto es análogo a cuando un humano lanza una flecha con la mano en lugar de hacerlo con un arco; el uso de almacenamiento elástico (el arco) permite que los músculos operen más cerca de la isometría en la curva fuerza-velocidad . Esto permite que los músculos realicen trabajo durante un tiempo más prolongado y, por lo tanto, produzcan más energía de la que podrían de otra manera, mientras que el elemento elástico libera ese trabajo más rápido de lo que pueden hacerlo los músculos. El uso de almacenamiento de energía elástica se ha encontrado en mamíferos saltadores, así como en ranas, con aumentos proporcionales en la potencia que van desde dos a siete veces la de la masa muscular equivalente. [3]
Una forma de clasificar el salto es por la forma de transferencia del pie. [4] En este sistema de clasificación, se distinguen cinco formas básicas de salto:
Los pasos de salto, que son distintos de los pasos de carrera (ver Locomoción ), incluyen el galope , el trote y el paso lento o de zancadas. [5] Algunas fuentes también distinguen el salto como un movimiento cíclico de saltos repetidos, utilizado para mantener la energía de un salto al siguiente. [6]
Se ha calculado teóricamente que el ángulo de despegue óptimo para un salto de longitud desde parado (realizado por un ser humano) es de ~22,6°, [7] sustancialmente menor que el ángulo de despegue óptimo para un proyectil (es decir, 45°). [8] Esto se debe a que la velocidad de despegue disminuye con el ángulo de despegue debido a la configuración corporal del saltador. [7] Se ha demostrado que los atletas de parkour experimentados utilizan un ángulo de despegue de ~25,6°, mientras que los traceurs principiantes utilizan un ángulo de ~34°. [9] Los atletas experimentados también balancean sus brazos en mayor medida y se balancean hacia atrás antes de despegar. Estos factores ayudan a los atletas de parkour a realizar saltos de longitud desde parado más largos que los principiantes. [9]
El récord mundial (oficial) de salto de longitud masculino es de 371 cm y el femenino de 292 cm (ambos a junio de 2023). Los consiguieron Arne Tvervaag y Annelin Mannes respectivamente. [10] Las distancias del salto de longitud desde parado oscilan entre 146,2 cm y 219,8 cm (percentil 10 al 90) para los hombres de 18 años, y entre 100 cm y 157 cm para las mujeres de 18 años. [11]
La altura de un salto se puede aumentar utilizando un trampolín o convirtiendo la velocidad horizontal en velocidad vertical con la ayuda de un dispositivo como un halfpipe .
Se pueden utilizar diversos ejercicios para aumentar la altura de salto vertical de un atleta. Una categoría de estos ejercicios, la pliometría , emplea la repetición de movimientos discretos relacionados con el salto para aumentar la velocidad, la agilidad y la potencia.
Se ha demostrado en investigaciones que los niños que son más activos físicamente muestran patrones de salto (junto con otras habilidades motoras básicas) más competentes. [12]
También se observa que el desarrollo del salto en los niños tiene una relación directa con la edad. A medida que los niños crecen, se observa que sus habilidades de salto en todas las formas también aumentan. El desarrollo del salto es más fácil de identificar en los niños que en los adultos debido al hecho de que hay menos diferencias físicas a una edad más temprana. Los adultos de la misma edad pueden ser muy diferentes en términos de físico y capacidad atlética, lo que dificulta ver cómo la edad afecta la capacidad de salto. [13]
En 2021, los investigadores incorporaron trinquetes en el diseño de un robot y crearon un robot capaz de saltar más de treinta metros verticalmente. [14]
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de septiembre de 2024 ( enlace )
