El trabajo mecánico para transiciones paso a paso es un determinante importante del costo metabólico de la marcha humana

En la fase de apoyo único de la marcha, el movimiento del centro de masa se asemeja al de un péndulo invertido. Teóricamente, no se necesita trabajo mecánico para producir el movimiento pendular, pero se requiere trabajo para redirigir la velocidad del centro de masa de un arco pendular al siguiente durante la transición entre pasos. Un modelo de colisión predice una tasa de trabajo negativo proporcional a la cuarta potencia de la longitud del paso. Se requiere trabajo positivo para restaurar la energía perdida, lo que puede conllevar un costo metabólico proporcional. Probamos estas predicciones con humanos (N=9) caminando a través de un rango de longitudes de paso (0.4-1.1 m) mientras manteníamos la frecuencia de paso fija en 1.8 Hz. Medimos el trabajo mecánico externo individual de las extremidades usando plataformas de fuerza y la tasa metabólica usando calorimetría indirecta. Como se predijo, las tasas promedio de trabajo mecánico externo negativo y positivo aumentaron con la cuarta potencia de la longitud del paso (de 1 W a 38 W; r(2)=0.96). La tasa metabólica también aumentó con la cuarta potencia de la longitud del paso (de 7 W a 379 W; r(2)=0.95), y linealmente con la tasa de trabajo mecánico. El trabajo mecánico para transiciones paso a paso, en lugar del movimiento pendular en sí, parece ser un determinante importante del costo metabólico de la marcha.