BIOMECANICA Y

ANATOMIA APLICADA

PROF. EDUARDO A. MELLADO QUINTANA

KINESIOLOGO UNIVERSIDAD LA FRONTERA

LICENCIADO EN KINESIOLOGIA U. CATOLICA DEL MAULE

DIPLOMADO EN EDUCACION UNIVERSITARIA U. SAN SEBASTIAN

PRIMERA UNIDAD :

INTRODUCCION A LA

BIOMECANICA

PRIMER CAPITULO :

DEFINICIONES y

GENERALIDADES

DEFINICION DE BIOMECANICA

“ Es la ciencia que estudia las leyes del movimiento del sistema locomotor de los seres vivos.” (1 )

“Rama de la disciplina médica que se encarga del estudio del comportamiento mecánico de los sistemas biológicos, fundamentado en la fisiología muscular, articular y neurológica, bajo las leyes mecánicas.” ( 2 )

Breve Historia

• Haciendo historia, debemos remontarnos a muchos siglos antes de nuestra época y encontraremos que ya los egipcios y los griegos estudiaron las fuerzas de la naturaleza y sus efectos sobre los cuerpos.

• Davinci en el siglo xv, en su calidad de científico y artista, reconoció el efecto de la mecánica en los sistemas biológicos.

• Desde entonces las ciencias mecánicas se han desarrollado y formalizado en el estudio de las ciencias biológicas.

• Sin embargo, los estudios contemporáneos de la biomecánica, desde Contini y Drillis (1954) se han desarrollado con rapidez, adquiriendo gran interés en el campo de la terapia física y el deporte.

• De tal forma, se define a la biomecánica como:

“ La ciencia que estudia los efectos de las leyes y principios mecánicos sobre el sistemas locomotor del cuerpo, tanto humano como animal “ ( 3 )

OBJETIVOS DE LA BIOMECANICA

I.- Estudiar los movimientos del sistema locomotor en todas sus instancias, normales, patológicas y deportivas.II.- Analizar las acciones motoras del ser humano.III.- Investigar las causas mecánicas y biológicas del movimiento del aparato locomotor y las particularidades que de ella se desprenden, en diversas condiciones.IV.- Analizar el movimiento implica investigar las causas que lo producen, con la finalidad de preservar la salud, así como cos un fin utilitario para lograr el máximo de rendimiento con el menor gasto de energía (eficacia).        

• El estudio biomecánico puede concentrarse en analizar las variables que causan y modifican el movimiento o simplemente dedicarse a la observación y descripción de las características biomecánicas en la destreza.

• Esta forma de evaluación se fundamenta sobre principios o leyes biomecánicas que gobiernan la ejecutoria del movimiento o destreza estudiada.

TAREAS DE LA BIOMECANICA

ESTUDIAR: Estructura, propiedades y funciones motoras. Técnicas de movimiento. Perfeccionamiento del movimiento. Forma en que las diferentes formas de energía pueden

adquirir aplicación de trabajo mecánico.

EVALUAR: La efectividad de las fuerzas aplicadas, para el

perfeccionamiento de los objetivos planteados en las acciones motrices.

Efectividad de las formas de ejecución de las acciones motrices.

ENERGIA

TRABAJO

ACCION MOTRIZ

ATP

ATP

• La biomecánica nos ayuda a analizar la efectividad de las destrezas motoras, de manera que se evalúe eficiente e inteligentemente una técnica y eventualmente corregirla si existiese alguna falla.

METODO DE LA BIOMECANICA

Basado en el análisis, síntesis, cualificacion y cuantificación de las

acciones motrices.

ANALISIS SISTEMATICO DE LAS ACCIONES MOTORAS

• Registro cualitativo y cuantitativo de los movimientos de las acciones motrices.

• Diferenciación de movimientos entre si.

SINTESIS SISTEMATICA DE LAS ACCIONES MOTORAS.

• Las partes de los sistemas de movimiento, se agrupan según sus interrelaciones.

• Las partes de los sistemas de movimiento, transmiten al sistema nuevas cualidades, propias del nuevo sistema.

• El análisis mecánico implica el proceso de separar el sistema estudiado en sus partes y determinar las variables involucradas en el movimiento.

• Un sistema representa un cuerpo o grupo de cuerpos u objetos cuyos movimientos han de ser examinados, por ejemplo, el sistema puede ser el cuerpo entero, así como algunos segmentos de éste ( una pierna, una mano), un implemento deportivo ( un bate de béisbol, las zapatillas), entre otros.

• Incluso, es posible que un sistema incluya dos o más ejecutantes.

• Un estudio integral de las actividades motoras segmentarias del cuerpo, debe incorporar aspectos tanto biomecánicos, así como fisiológicos, que permita relacionar:

Actividad Muscular (longitud y tensión) con los mecanismos de Control Neuromuscular y los Sistemas Energéticos.

• Para la Biomecánica el cuerpo humano es una máquina compleja, muy desarrollada, formada por tejido vivo, que esta sometida a las leyes fundamentales de la mecánica y de la biología.

• De esta forma, las bases o fundamentos de la biomecánica se aplican directamente tanto a los movimientos del cuerpo como a los instrumentos que se utilizan para su evaluación.

METODO DE LA BIOMECANICA

ANALISIS SISTEMATICO

SINTESIS SISTEMATICA

CUANTIFICACION

CUALIFICACION

Interrelacionadasy

Complementarias

• Muchos de estos tipos de análisis se confirman o se apoyan sobre los estudios cuantitativos de la destreza motora.

• Este método de análisis resulta el más viable para los, kinesiólogos y entrenadores deportivos.  

• El movimiento como elemento educativo, puede estudiarse utilizando bases físicas, fisiológicas y anatómicas, analizando el movimiento y las fuerzas que lo producen en forma global o parcial.

• En la actualidad, existen una diversidad de formas para el análisis y evaluación de las destrezas motoras.

• Por ejemplo:

• Video, digitalización computacional a través de programas (software).

• Además, existen simulaciones en la computadora sobre la forma correcta que se debe realizar la destreza.

Resumiendo:

• El cuerpo humano es un sistema altamente sofisticado compuesto de una variada maquinaria y tanto el cuerpo como los objetos tales como los implementos deportivos que emplea, deben seguir las leyes convencionales de la física.

• El estudio detallado de estas leyes y su aplicación a los seres vivientes se conoce como biomecánica o cinesiología.

BIOMECANICA

Análisis de Movimiento

Leyes Físicas yPrincipios Biológicos

Cuantitativo

Cualitativo

MECÁNICA

Estudio de loscuerpos

en estado InmóvilEstática

Dimanica Estudio de los

cuerposen estado Móvil

Cinemática Cinética

Descripción de los movimientos

d, V, a

Causas de los movimientos

m, F, E

• El sistema óseo o esqueleto del organismo humano es un sistema compuesto de palancas y dado que una palanca puede tener variadas forma, cada hueso largo en el cuerpo puede ser visualizado como una barra rígida que transmite y modifica la fuerza y el movimiento.

Estudio o Análisis Cinemático

• Corresponde la descripción del movimiento del sistema locomotor humano, incluyendo su sistema de palancas y articulaciones en relación al tiempo y espacio, excluyendo las fuerzas que inducen al movimiento.

• Por ejemplo, al estudiar los movimiento de un corredor, el estudio cinemático solo estará interezado en observar los cambios de su centro de gravedad a través de una distancia y tiempo dado.

• Un análisis dinámico incluirá además el tipo, la dirección y la cantidad de movimiento que ocurre.

Estudio o Análisis Cinético

• Corresponde al estudio de las causas que originan los movimientos del sistema locomotor humano, incluyendo su sistema de palancas y articulaciones.

• Esta incluye los conceptos de masa, fuerzas y energía comprometida.

• La biomecánica es una disciplina científica que tiene por objetivo el estudio de las estructuras de carácter mecánico que existen en los seres vivos, fundamentalmente del cuerpo humano, para lo cual se apoya en diversas ciencias biomédicas, utilizando los conocimientos de la mecánica, la ingeniería, la anatomía, la fisiología y otras disciplinas, para estudiar el comportamiento del cuerpo humano y resolver los problemas derivados de las diversas condiciones a las que puede verse sometido.

Modelos en Biomecánica

• Muchos de los conocimientos generados por la biomecánica se basan en lo que se conoce como modelos biomecánicos.

• Estos modelos permiten realizar predicciones sobre el comportamiento, resistencia, fatiga y otros aspectos de diferentes segmentos corporales cuando están sometidos a ciertas condiciones.

• En los estudios, la biomecánica se sirve de distintas técnicas para lograr sus objetivos, algunas de las cuales son:

Fotogrametría: • Análisis de movimientos en 3D basado en

tecnología de vídeo digital. Una vez procesadas las imágenes capturadas, la aplicación proporciona información acerca del movimiento tridimensional de las personas o de los objetos en el espacio.

Electromiografía: • Análisis de la actividad eléctrica de los músculos.

Plantillas instrumentadas: • Registro de las presiones ejercidas por el pie durante la

marcha.

Plataformas de fuerza: • Plataformas dinamométricas diseñadas para registrar y

analizar las fuerzas de acción-reacción y momentos realizados por una persona durante la realización de una actividad determinada.

TEORIA DE LA BIOMECANICA

“ El fundamento para la interpretación contemporánea de las acciones motoras, se basa en un enfoque Sistémico - Estructural “

Esto permite: Analizar el cuerpo humano como un sistema en movimiento.

Analizar los movimiento como un sistema en desarrollo y perfeccionable.

C0RRIENTES DEL MODELO CONTEMPORANEO DE LA BIOMECANICA

CORRIENTE MECANICA:

Basada en las leyes físicas, aplicadas al movimiento del sistema locomotor del cuerpo humano.

CORRIENTE MORFOLOGICA (Anatómica ):

Basada en la unidad entre la forma y la función del organismo.

CORRIENTE FISIOLOGICA:

Basada en la funcionalidad del organismo, fuentes energéticas y procesos de control y coordinación de los movimientos en las actividades motoras.

VÍNCULOS CON OTRAS DISCIPLINAS Y CIENCIAS

Ramas que estudian la actividad motora en todas sus formas: Bioingeniería Biónica Robótica Ergonomía Deportes, entre otras.

Ramas que aplican la actividad motora a la clínica: Traumatología y Ortopedia Prótesis y Ortésica Neurokinesiologia Gimnasia Terapéutica, entre otras.

La Biomecánica está presente en diversos ámbitos, siendo los más destacados en la actualidad:

La Biomecánica Médica: • Evalúa las patologías que aquejan al cuerpo humano

para generar soluciones capaces de evaluarlas, repararlas o paliarlas.

La Biomecánica Deportiva:

• Analiza la práctica deportiva para mejorar su rendimiento, desarrollar técnicas de entrenamiento y diseñar complementos, materiales y equipamiento de altas prestaciones.

La Biomecánica Ocupacional:

• Estudia la interacción del cuerpo humano con los elementos con que se relaciona en diversos ámbitos (en el trabajo, en casa, en la conducción de automóviles, en el manejo de herramientas, entre otras) para adaptarlos a sus necesidades y capacidades.

• En este ámbito se relaciona con otra disciplina como es la ergonomía.

El entorno, determinado por el medio en que cohabitan los cuerpos, determina parámetros mecánicos legales a los que inevitablemente esta sometido: inercia, gravedad, impulso etc.

La gravitación aplicada a un cuerpo, origina fuerzas paralelas dirigidas al centro de la tierra.

Interacción con el medioInteracción con el medio

• Por lo anterior, la posición relativa de los segmentos o partes del cuerpo, forman un sistema de fuerzas paralelas que, en equilibrio, tiene una resultante nula.

• De tal forma, la posición relativa en el espacio, de los distintos segmentos del cuerpo, determina la postura.

Para mantener una postura determinada, se requiere establecer un equilibrio de los efectos de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo determinado, lo que es equivalente a anular la resultante.

Dicho equilibrio, demanda un esfuerzo muscular que se puede comprobar a través de las leyes de la mecánica ( Newton )

De esta forma, por lo anterior, se puede adelantar una definición de la biomecánica como:

La ciencia que aplica las leyes del movimiento mecánico en los sistemas vivos, especialmente en el aparato locomotor, que intenta unir en los estudios humanos la mecánica al estudio de la anatomía y de la fisiología, y que cubre un gran abanico de sectores a analizar desde estudios teóricos del comportamiento de segmentos corporales, estudio de la marcha hasta aplicaciones prácticas en el transporte de cargas.

• Al analizar el movimiento de las personas en su entorno, la biomecánica trata de evaluar la efectividad en la aplicación de las fuerzas para asir los objetivos con el menor costo para ellas y la máxima eficacia para el sistema productivo.

Siendo su principal objetivo, el estudio del cuerpo con el fin de obtener un rendimiento máximo, resolver algún tipo de discapacidad, o diseñar tareas y actividades para que la mayoría de las personas puedan realizarlas sin riesgo de sufrir daños o lesiones.

Aplicaciones …Aplicaciones …

Una de las áreas donde es importante la participación de los especialistas en biomecánica es en la evaluación y rediseño de tareas y puestos de trabajo para personas que han sufrido lesiones o han presentado problemas por desordenes traumáticos o lesiones músculo esqueléticas.

De tal forma, por ejemplo, una persona que ha estado incapacitada por este tipo de problemas, no debe regresar al mismo puesto de trabajo sin haber realizado una evaluación y las modificaciones pertinentes, pues es muy probable que el daño que sufrió sea irreversible y se resentirá en poco tiempo.

De la misma forma, es conveniente evaluar la tarea y el puesto donde se presentó la lesión, ya que en caso de que otra persona lo ocupe existe alta posibilidad de que sufra el mismo daño después de transcurrir un tiempo en la actividad.

Relaciones Espaciales y Corporales del Sistema Músculo esquelético

• Describe las relaciones espaciales de los elementos óseos como palancas mecánicas, entrelazados a través de las articulaciones.

Sistemas de Referencias: Distancia Tiempo Orientación Espacial

Posiciones: Posición Anatómica Posición de reposo Posición funcional

Parámetros Geométricos: Planos (corporales y espaciales ) Ejes ( corporales y espaciales )

PARAMETROS

Espaciales Corporales

Planos •Verticales•Horizontales

•Frontal•Sagital•Transversal

Ejes •Vertical•Horizontal

•Céfalo podálico•Antero posterior•Perlataral