Umbrales ventilatorios VT1 y VT2. Definición y aplicaciones

Los umbrales ventilatorios son uno de los conceptos que todo entrenador personal, o profesional del entrenamiento deportivo debe conocer.

Su importancia reside en que, conociendo su ubicación en cada cliente o persona a entrenar, se van a poder ajustar variables del entrenamiento como la intensidad, y con ello conseguir diferentes respuestas en el organismo.

A la hora de planificar cualquier entrenamiento de resistencia, se deberá conocer la ubicación de dichos umbrales y, así poder cuantificar la intensidad y gestionar la fatiga.

En este artículo vamos a ver que son los umbrales ventilatorios, las diferencias entre el umbral aeróbico y el umbral anaeróbico, cómo calcular estos umbrales ventilatorios, las características de los entrenamientos en cada uno de ellos, y la utilidad que pueden tener a la hora de planificar un entrenamiento.

Definición de umbral ventilatorio

Los umbrales ventilatorios, también conocidos como umbrales fisiológicos, son dos puntos fisiológicos que marcan una serie de cambios en el metabolismo de una persona que se encuentra realizando un esfuerzo incremental.

Lo primero que debemos saber acerca de estos umbrales ventilatorios es que son dos, y que por orden de aparición son los siguientes:

• Primer umbral ventilatorio, umbral aeróbico o VT1.
• Segundo umbral ventilatorio, umbral anaeróbico (término que puede no ser muy adecuado) o VT2.

Es decir, cuando una persona comienza a realizar un esfuerzo progresivo, por ejemplo, aumentar la velocidad en carrera de forma gradual cada X segundos o minutos, o aumentar la potencia en ciclismo también cada X segundos o minutos, sus pulsaciones van a ir aumentando y se van a ir produciendo ciertos cambios fisiológicos.

Entre estos cambios se encuentra el tipo de sustrato energético empleado para obtener energía o la proporción de gases inspirados y espirados.

Por lo tanto, para poder definirlos deberemos hablar de cada uno de ellos por separado, y ver qué cambios o hechos fisiológicos son los que se producen para entender la importancia de estos dos puntos.

Primer umbral ventilatorio o VT1

El primer umbral ventilatorio, o umbral aeróbico, se define como aquella intensidad de ejercicio donde el lactato empieza a incrementarse por encima de los niveles de reposo, pero sin llegar a superar una concentración de 2 mmol/l en sangre.

Cuando se trabaja a una intensidad igual o inferior a este primer umbral ventilatorio, el principal sustrato energético empleado van a ser las grasas, por lo que podemos decir que se trata de una zona de baja intensidad.

Por encima de este umbral aeróbico, el empleo de la glucosa como fuente de energía va cobrando cada vez más importancia conforme más aumenta la intensidad, y va entrando en juego la vía anaeróbica para obtener energía.

Cuanta más intensidad apliquemos al ejercicio por encima de VT1, más entrará en juego la vía anaeróbica y menos la vía aeróbica, aunque predominará esta última.

Cuando trabajamos a intensidades suaves por debajo del umbral aeróbico, se suelen emplear fibras de tipo I (lentas), pero en el momento en el cual se sobrepasa el VT1, comienzan a intervenir las fibras de tipo IIa (rápidas) capaces de soportar mayores intensidades de trabajo.

Este hecho es lo que marca el cambio a la hora de emplear las diferentes vías energéticas, ya que pasamos de utilizar la vía oxidativa (grasas) a emplear cada vez más la vía glucolítica (carbohidratos) para poder seguir obteniendo ATP.

Esto va a tener otra consecuencia que ya hemos mencionado al principio de este punto, y es que el lactato va a comenzar a aumentar, aunque de momento no a niveles muy elevados.

Segundo umbral ventilatorio o VT2

El segundo umbral ventilatorio, o umbral anaeróbico, es aquel punto de intensidad en el ejercicio, por encima del cual empieza a aumentar de manera progresiva la concentración de lactato en sangre, junto a un incremento desproporcionado de la ventilación respecto al consumo de oxígeno.

Es en este punto donde se establece la barrera entre la zona aeróbica (obtención de energía en presencia de oxígeno) y la zona anaeróbica (obtención de energía en ausencia de oxígeno), de forma que la energía se obtiene mayormente a través de esta segunda vía.

Es aquí donde van a entrar en juego las fibras musculares de tipo IIb (muy rápidas) capaces de soportar elevadas intensidades, pero no por mucho tiempo.

El hecho de que nos encontremos en una zona predominantemente anaeróbica va a hacer que los niveles de lactato empiecen a incrementarse de manera notable en cantidades cercanas o superiores a los 4 mmol/l de sangre, surgiendo ya serias dificultades para que el organismo lo vaya eliminando.

Esta situación va a llevar a la disminución del pH y a la aparición de la fatiga en poco tiempo.

Una vez que ya conocemos la definición de los umbrales aeróbico y anaeróbico, vamos a plasmar sus principales características en la siguiente tabla para tener esta información un poco más clara y esquemática:

Cómo se calculan los umbrales ventilatorios

A la hora de calcular los umbrales VT1 y VT2 van a existir diferentes métodos que ofrecerán mayor o menor precisión.

Evidentemente, la forma más adecuada y fiable de obtenerlos va a ser a través de pruebas realizadas en laboratorio como las pruebas de esfuerzo o análisis de muestras de sangre cada cierto tiempo.

Cálculo de manera teórica

La forma más sencilla, rápida, barata y, por lo tanto, menos fiable, es a través de los cálculos teóricos.

Para ello necesitaremos conocer nuestra FC máxima:

FCmáx hombres = [208,7 - (0,73 * edad en años)]
FCmáx mujeres = [208,1 - (0,77 * edad en años)]

A continuación, deberemos calcular los porcentajes 75 y 85% de esta FCmáx para obtener los umbrales aeróbico (VT1) y anaeróbico (VT2) respectivamente.

Se trata, como podemos ver, de una forma aproximada de calcularlos y, por lo tanto, poco fiable en comparación con otros métodos.

Método metabólico.

Se trata de realizar mediciones de lactato en sangre empleando aparatos de tiras reactivas similares a los medidores de azúcar. 

Como hemos visto, los umbrales VT1 y VT2 se encuentran, aproximadamente, en 2 y 4 mmol de lactato en sangre. 

La manera más adecuada de llevar a cabo este método es realizar un test de carrera a pie en una cinta, con intensidad creciente, y tomar muestras cada cierto tiempo, de manera controlada.

De esta forma se va registrado la frecuencia cardíaca en cada momento, junto a los datos relativos a las muestras de lactato que se van obteniendo.

Lo adecuado es comenzar a partir de 130 ppm, y a partir de ese momento, cada minuto o minuto y medio se toma una nueva muestra de sangre. 

Los datos obtenidos se anotan junto a los de pulso, una vez se tienen todos han de buscarse los dos puntos que van a marcan los dos umbrales. 

• El primer umbral estará en el primer salto de 0,5 mmol para el umbral aeróbico
• El segundo umbral estará en un salto de 1 mmol para umbral anaeróbico.

En cualquier caso, este tipo de pruebas siempre va a ser más conveniente que se realice por personal especializado, aplicando los protocolos pertinentes.

Analizador de intercambio de gases

Se trata de uno de los métodos más fiables, y debe llevarse a cabo en un laboratorio debido a la maquinaria que se debe emplear para ello, a través de una prueba de espirometría.

Se basa en que por debajo del primer umbral de lactato (LT1), el volumen de CO2 espirado (VCO2) aumenta de forma lineal con el volumen de oxígeno O2 inspirado (VO2).

Conforme aumenta la intensidad, la pendiente de esta relación se va incrementado debido al aumento del VCO2 consecuencia del aumento del volumen ventilatorio.

Esta prueba forma parte de las conocidas pruebas de esfuerzo que realizan multitud de deportistas y personas que han padecido algún tipo de problema cardíaco o respiratorio.

Aplicaciones de los umbrales ventilatorios en el entrenamiento

La determinación de los umbrales aeróbico y anaeróbico surgió con el propósito inicial de valorar la capacidad de esfuerzo ejercicio en personas con problemas cardíacos.

Sin embargo, en la actualidad se han convertido en elementos adecuados para el control fisiológico de los deportistas, contando con diferentes aplicaciones dentro del entrenamiento deportivo y prescripción de planes de ejercicio.

Dos de las principales aplicaciones a la hora de emplear los umbrales ventilatorios son las siguientes:

Identificar las zonas de trabajo cardiovascular

Poder controlar el esfuerzo realizado en las diferentes actividades físicas de las sesiones de entrenamiento es algo fundamental y necesario para cualquier entrenador, especialmente si hablamos de entrenamientos de resistencia cardiovascular.

Aquí es donde entra en juego el concepto de zonas de trabajo. En función de la zona de trabajo en la que se encuentre un deportista durante el entrenamiento, se van a dar respuestas fisiológicas asociadas a cada una de estas zonas, las cuales van a generar adaptaciones a medio y largo plazo.

Existen diferentes formas y métodos de determinar estas zonas de trabajo, como las propuestas por Platanov o Manso en 1996, Edwards en 1997, Billat en 2001, o Pallarés y Morán en 2012, los cuales estructuran en 7 las zonas de entrenamiento basándose en porcentajes de intensidad asociados a la FC de reserva, a la FCmáx, a la velocidad aeróbica máxima, al VO2máx y a la concentración de lactato.

También destaca la metodología DIPER propuesta por García-Verdugo en 2007.

Cada uno de estos métodos va a presentar una serie de ventajas e inconvenientes, pero lo común a todos ellos es que va a ser necesario conocer el umbral aeróbico y anaeróbico para poder determinar los diferentes rangos de trabajo expresados en base a diferentes parámetros.

Determinar el ritmo de carrera

Se trata de una de las aplicaciones más útiles que un entrenador puede aplicar al conocer los umbrales ventilatorios de sus clientes, especialmente para aquellos especializados en el entrenamiento para corredores y en trail running.

El ritmo de carrera, también conocido como pacing, es la velocidad a la que una persona corre una determinada distancia.

Este ritmo de carrera va a estar condicionado por varios factores:

• El tipo de prueba que el deportista va a realizar en función de la distancia a recorrer, el tipo de terreno…
• Las características propias del deportista.
• Factores externos como las condiciones meteorológicas, temperatura, humedad, velocidad del viento…

La principal ventaja de determinar un ritmo de carrera adecuado es maximizar el rendimiento de este deportista en una competición, y poder prever las marcas que va a poder alcanzar.

Podemos clasificar los ritmos de carrera de la siguiente forma:

• Ritmos constantes de carrera: la mayoría de estudios realizados hasta el momento indican que lo más adecuado es mantener ritmos constantes de carrera durante toda la prueba, y este ritmo debe ubicarse en una zona cercana al umbral anaeróbico. Esto es algo llevado a cabo por la mayoría de deportistas de resistencia de élite.
• Ritmo de carrera variable: a diferencia del anterior, en este caso se trata de un ritmo cambiante a lo largo de la prueba, y puede adoptar diversas formas, como la parabólica, empezar rápido e ir descendiendo ligeramente, ritmo creciente hasta el final…

Los estudios realizados hasta la fecha demuestran que tanto personas entrenadas, como aquellas no entrenadas, pueden realizar esfuerzos de intensidad superior al umbral anaeróbico VT2 durante unos 30 minutos, reforzando la teoría de las estrategias que marcan ritmos de carrera variables. 

Sea cual sea la estrategia que se utilice en competición, podemos ver que el umbral anaeróbico es un dato necesario para marcar el ritmo de carrera, debido a que simboliza la máxima velocidad metabólica a la que el lactato puede ser retirado de los músculos que se están ejercitando.

Esto va a significar que el deportista puede mantener ese esfuerzo a esa intensidad por tiempo indefinido mientras exista un aporte energético externo.

Recordemos que una vez sobrepasado el umbral anaeróbico VT2, la capacidad del organismo para eliminar el lactato no es suficiente, lo que lleva a su acumulación a niveles no compatibles con el mantenimiento de un esfuerzo prolongado en el tiempo debido a la aparición de la fatiga.

Siguiendo este mismo razonamiento, algunos estudios han mencionado la idea de marcar un ritmo adecuado de recuperación activa durante esfuerzos intensos, de forma que se situé alrededor del umbral aeróbico o VT1.