Biomecnica de la actividad Fsica y del deporte (2011-2012)
Tema 1. Anlisis del movimiento humano: conceptos bsicos y
aplicacin
"Somos como enanos a los hombros de gigantes. Podemos ver ms, y
ms lejos que ellos, no por alguna distincin fsica nuestra, sino
porque somos levantados por su gran altura" Bernardo de Chartres
(Siglo XII. Filsofo y erudito)
El anlisis del movimiento humano desde la perspectiva de la
aplicacin de los principios de la fsica, biomecnica de la actividad
fsica y del deporte, est encuadrado dentro del rea de las ciencias
aplicadas. En este captulo se abordan cules son los lmites,
perspectivas, y aplicaciones de esta rea. Se revisan cules son los
orgenes y como se ha evolucionado en el anlisis del movimiento
humano a lo largo de la historia hasta el momento actual. Se
establecen cules son las relaciones entre los conocimientos y
habilidades que se van a dar en la asignatura con el futuro
profesional de los graduados. Se busca con ello que el alumno sea
consciente de la aplicabilidad de la asignatura en su futuro, y que
los trabajos que se realicen en la misma puedan ir dirigidos hacia
aspectos de su inters y que pueden serles tiles en su futuro
profesional.
1
Jos M Palao (Universidad de Murcia)
Objetivos del tema- Conocer la ubicacin de la "Biomecnica de la
actividad fsica y del deporte" dentro del conocimiento cientfico,
de las ciencias de la actividad fsica y del deporte y sus
posibilidades de aplicacin. - Conocer los orgenes y la evolucin de
la biomecnica a lo largo de la historia hasta el momento
actual.
Contenidos desarrollados en este tema1. La "Biomecnica de la
actividad fsica y del deporte" como objeto de estudio dentro de la
ciencia. 2. Definicin, finalidad, y perspectivas de anlisis de la "
Biomecnica de la actividad fsica y del deporte". 3. Antecedentes y
situacin actual de la "Biomecnica de la actividad fsica y del
deporte". 4. Relacin entre " Biomecnica de la actividad fsica y del
deporte" con el especialista en ciencias de la actividad fsica y
del deporte.
Evaluacin inicialAntes de continuar con el desarrollo del tema,
comprueba tus conocimientos iniciales sobre el anlisis del
movimiento humano (conceptos bsicos y aplicacin), contestando las
siguientes preguntas: - Qu tipo de conocimiento se aborda en el
estudio de la biomecnica de la actividad fsica y del deporte? -
Cules son las finalidades de estudio de la biomecnica de la
actividad fsica y del deporte? - Cules son las perspectivas de
estudio de la biomecnica de la actividad fsica y del deporte? - En
qu estado se encuentra en la actualidad la investigacin en
biomecnica de la actividad fsica y del deporte?
2
Biomecnica de la actividad Fsica y del deporte (2011-2012)
1. LA "BIOMECNICA DE LA ACTIVIDAD FSICA Y DEL D BIOMECNICA FSICA
DEPORTE" COMO OBJETO DE ESTUDIO DENTRO DE LA CIENCIA Antes de
abordar la ubicacin de la "Biomecnica de la actividad fsica y del
deporte" a "Biomecnica dentro del rea de conocimiento de las
ciencias de la actividad fsica y del deporte es deporte, necesario
matizar conceptualmente de que perspectiva de ciencia y reas de
conocimiento se parte. Se entiende ciencia como el "conjunto de
conocimientos obtenidos conjunto mediante la observacin y el
razonamiento, sistemticamente estructurados y de los que se deducen
principios y leyes generales" (RAE, 2001). Este conjunto de
conocimiento se generales" incrementa gracias a la realizacin de
investigacin cientfica, que se entiende cmo "realizar actividades
intelectuales y experimentales de modo sistemtico con el prop
realizar propsito de aumentar los conocimientos sobre una
determinada materia" (RAE, 2001). materia" Se parte del presupuesto
de que los profesionales de las ciencias de la actividad fsica y
del deporte deben apoyarse en los conocimientos obtenidos a partir
de la aplicaci del aplicacin mtodo cientfico, de la investigacin
cientfica ( evidencia cientfica ("evidencia cientfica"). Se
considera conocimiento vlido aquel que ha sido observado, inferido,
predicho, probado, y lido reorganizado (Pereda, 1987). Est
matizacin puede parecer obvia. No obstante, parece Esta olvidarse,
y no aplicarse en el da a da de los profesionales de las ciencias
de la actividad fsica y del deporte. Este aspecto est mucho ms
asentado en otras reas donde no se aplica un conocimiento si no est
basado en la evidencia cientfica (ej. medicina). El conocimiento
cientfico tiene caractersticas especficas que lo diferencia de
otros tipos de conocimiento. E conocimiento cientfico es
intersubjetivo, provisional, El funcional, especializado,
contratado, y operacional (Gutirrez y Oa, 2005). Este conocimiento
versa sobre hechos medibles que son estudiados de acuerdo al mtodo
cientfico. El conocimiento obtenido se estructura por reas de
conocimiento, que tradicionalmente se conocen como ciencias o
perspectivas cientficas ( (Figura 1). Estas reas de conocimiento se
agrupan en grandes grupos, como el rea de conocimiento de grupos,
las ciencias naturales donde se encuadra la fsica.
Figura 1. Perspectivas de la ciencia (Bunge, 1985).
3
Jos M Palao (Universidad de Mu urcia)
Dentro de esas perspectivas cientficas o reas de conocimiento,
hay disciplinas y sub subdisciplinas de estudio que se centran en
el estudio desde diferentes perspectivas ms especficas. En la
Figura 2, se puede observar la estructura en ciencias de la
actividad , fsica y del deporte propuesta por Abernethy et al
(1997). En esta propuesta se integran y combinan el conocimiento de
los distintos paradigmas de las ciencias (Kuhn, 1962; paradigmas
Lenzer, 1975), paradigma positivista o cuantitativo y el paradigma
fenomenolgico o cualitativo.
Figura 2. Estructura en ciencias de la actividad fsica propuesta
por Abernethy et al (1997).
Profundizando ms en la estructura de los contenidos de las
distintas reas, disciplinas, y sub-disciplinas del rea de las
ciencias de la actividad fsica y del deporte, disciplinas Gutirrez,
Oa, y Santamara (1988), a partir de una propuesta de Cagigal,
proponen una estructura del rea dividiendo los conocimientos:
perspectivas bsicas, reas propias, reas aplicadas, y tecnologas
(Figura 3). Los conocimientos se organizan segn os esta propuesta
desde la generalizacin a la aplicacin. Desde esta perspectiva, los
estudios de ciencias de la actividad fsica y del deporte implican
una amplia rea de conocimiento multidisciplinar que combina
conocimiento genrico y aplicado con elevado carcter prctico y que
combina los enfoques de los co distintos paradigmas de la ciencia.
En la Figura 3, se puede observar co , como la asignatura de
"Biomecnica de la actividad fsica y del deporte" sobre la cual se
desarrolla el presente Biomecnica deporte" manual implica un
conocimiento con un elevado nivel de aplicacin y carcter prctico.
Un enfoque que debe ser cercano a la utilizacin de los
conocimientos y habilidades del da a da de los profesionales de las
ciencias del deporte.
4
Biomecnica de la actividad Fsica y del deporte (2011-2012)
Figura 3. Estructura de los contenidos de las distintas reas,
disciplinas, y sub sub-disciplinas del rea de las ciencias de la
actividad fsica y del deporte (Gutirrez, Oa, y Santamara,
1988).
Aunque, actualmente, se asume o da por hecho que el conocimiento
debe basarse en e evidencias cientficas, probablemente deban pasar
varias generaciones para que se superen algunos de los problemas
que arrastra el rea (Gutirrez y Oa, 2005): alejamiento del
conocimiento cientfico, identificacin del objeto de estudio, y
artesana profesional. Se debe tener en cuenta que las ciencias de
la actividad fsica y del deporte las se incorporaron a la oferta de
ttulos de la universidad Espaola como una titulacin ms en la dcada
de los noventa del siglo pasado. Previamente era una titulacin
pasado. homologada que dependa del Consejo Superior de Deportes
(Institutos Nacionales de Educacin Fsica o INEFs). En perspectiva,
la evolucin del rea de las ciencias de la actividad fsica y del
deporte ha sido muy importante en los ltimos 40 40-50 aos.
Actualmente, se estn estableciendo e las bases para que el rea
alcance la etapa paradigmtica del conocimien cientfico conocimiento
(Kuhn, 1962). No obstante, quedan muchas cosas por hacer para
lograr que realmente el conocimiento impartido y aplicado por los
profesionales de las ciencias de la actividad fsica y del deporte
se base nicamente en la evidencia cientfica.
2. DEFINICIN, FINALIDAD Y PERSPECTIVAS DE ANLISIS DE LA
FINALIDAD, "BIOMECNICA DE LA ACTIVIDAD FSICA Y DEL DEPORTE
BIOMECNICA DEPORTE" La asignatura de "Biomecnica de la actividad
fsica y del deporte implica la aplicacin de Biomecnica deporte" la
mecnica al anlisis del movimiento humano dentro de la ciencia. Se
trata de una asignatura dentro de la materia bsica de la fsica. Su
fin ltimo es descubrir y dar forma matemtica a las leyes del
movimiento humano. La biomecnica es el rea de l la 5
Jos M Palao (Universidad de Murcia) ciencia que estudia las
fuerzas internas y externas sobre los sistemas biolgicos y sus
efectos (Hay, 1993; McGinnis, 2005). Las fuerzas internas son
aquellas que actan dentro del sistema o cuerpo y las fuerzas
externas son las que actan sobre el cuerpo o sistema como resultado
de la interaccin con el medio. La biomecnica es un rea
multidisciplinar. Por un lado, a la parte "bio-", contribuye la
disciplina cientfica de la biologa. Por otro lado, a la parte
"-mecnica", contribuyen las disciplinas cientficas de la fsica y de
las matemticas. Esto hace que convivan profesionales de distintas
reas, fsicos, bilogos, mdicos, ingenieros y futuros graduados en
ciencias de la actividad fsica y del deporte, en las partes
aplicadas de la misma (Aguado, 1993; Lpez-Elvira, 2006). El trmino
actividad fsica y deporte hace referencia al movimiento humano y en
concreto a aquel que implique o tenga una finalidad en su
realizacin (rendimiento, salud, recreacin, educacin, etc.). A
grandes rasgos se pueden diferenciar por un lado las habilidades
bsicas que se realizan en la vida comn como son la marcha, la
carrera, la postura, etc. y por otro lado las habilidades
especficas de la prctica deportiva como son los lanzamientos, los
golpeos, saltos, etc.Tabla 1. Definiciones y afecciones de las
palabras que componen Biomecnica de la actividad fsica y del
deporte (Bumler & Schneider, 1989; McGinnis, 2005; Kent, 2003;
RAE, 2001). Trmino Definicin y/o afeccin Biomecnica Aplicacin de la
mecnica (de la fsica) a los movimientos en el deporte; "Estudio de
las fuerzas y su efecto en los sistemas vivos"; "Ciencia que
estudia la aplicacin de las leyes de la mecnica a las estructuras y
los rganos de los seres vivos". Actividad fsica y del Cualquier
forma de movimiento corporal que tiene una demanda metablica
deporte significativa; Actividad fsica, ejercida como juego o
competicin, cuya prctica supone entrenamiento y sujecin a
normas
En el rea de ciencias de la salud, antiguamente, se empleaba el
trmino "cinesiologa" o "kinesiologa" para hacer referencia al
estudio del movimiento y en la cual se estudiaba la estructura
interna del cuerpo humano y como sta realizaba el movimiento. Este
trmino es ms antiguo que el trmino biomecnica y puede conllevar
dudas entre ellos. No obstante, desde los aos 70, dentro de las
ciencias de la actividad fsica y del deporte se utiliza
principalmente el trmino "biomecnica" (Gutirrez, 1998). Cabe
destacar que en las ltimas dcadas ha surgido una corriente en
Estados Unidos que ha rescatado el trmino "kinesiologa" o
"kinesiology" para hacer referencias a las ciencias de la actividad
fsica y del deporte (McGinnis, 2005; Wuest & Bucher, 2006). Su
uso busca la utilizacin de una terminologa nica para el rea frente
a otros trminos como exercise science, sport science, sport and
exercise, etc. Dentro de la biomecnica se pueden diferenciar
distintas ramas de conocimiento en funcin del tipo de cuerpos que
estudian (McGinnis, 2005): slidos rgidos, cuerpos deformables,
fluidos, relativistas (teora de la relatividad), y cuntica (materia
muy
6
Biomecnica de la actividad Fsica y del deporte (2011-2012)
pequea). La mecnica de los slidos rgidos es la parte ms
utilizada en biomecnica aplicada a la actividad fsica y del
deporte. Esta se divide en cinemtica y en dinmica. La cinemtica
estudia el movimiento de los cuerpos sin considerar las fuerzas que
lo producen (describe los movimientos en relacin al espacio y el
tiempo). La dinmica estudia las causas fsicas del movimiento
(Aguado, 2001). La dinmica se subdivide en esttica y cintica. La
esttica estudia las fuerzas que actan sobre los cuerpos en reposo,
es decir, sin movimiento aparente (Aguado, 2001). La cintica
estudia las fuerzas que provocan el movimiento. El estudio del
movimiento humano desde la perspectiva mecnica tiene por objeto las
finalidades de incrementar el rendimiento y prevenir lesiones en la
prctica de actividad fsica y deporte (McGinnis, 2005). Este
incremento en el rendimiento se puede deber a mejoras en la tcnica
de ejecucin, a mejoras del equipamiento de prctica, y/o a mejoras
del entrenamiento. En ocasiones debido al abordaje interdisciplinar
que requieren la resolucin de los problemas que trata de solucionar
la "Biomecnica de la actividad fsica y del deporte" es difcil
establecer correctamente donde estn los lmites de est con el resto
de reas de las ciencias de la actividad fsica y del deporte. La
mejora de la tcnica de ejecucin puede ser tanto al incremento de la
eficiencia del gesto y/o a la reduccin o la prevencin de lesiones.
Esta mejora se puede producir en dos niveles. Por un lado, porque
los entrenadores deportivos, profesores de educacin fsica, etc.
empleen su conocimiento relativo a la mecnica del movimiento en el
aprendizaje, entrenamiento, y correccin de los movimientos
realizados por sus atletas, deportistas, etc. El anlisis
cualitativo de las tcnicas de movimiento es comn y es la base para
aportar feedback y dirigir el proceso de enseanza o entrenamiento.
Ejemplos de esto serian cuando un profesor de educacin fsica
corrige a sus alumnos como deben coger un objeto para reducir el
estrs que sufre la espalda o como deben realizar un gesto deportivo
para realizarlo de forma ms rpida. Los entrenadores o profesores
usan su conocimiento para analizar y tomar las decisiones que
buscan incrementar el rendimiento o reducir el riesgo de lesin de
sus alumnos o atletas. Otra posibilidad de mejora de la tcnica de
ejecucin puede venir cuando investigadores y/o entrenadores
desarrollan nuevas y ms eficientes tcnicas de ejecucin. Un ejemplo
de esta situacin en natacin fue cuando los resultados de las
investigaciones de Brown and Councilman (1971) sobre la importancia
de las fuerza de sustentacin de la mano modific la accin de la
mano. A partir de esta informacin, el movimiento de empuje de la
mano realizado por los nadadores dej de ser directamente hacia
abajo, y paso a realizarse un movimiento con varios barridos para
aprovechar las fuerzas de impulsin y de sustentacin (McGinnis,
2005). En atletismo, se pueden encontrar otros ejemplos, como el
lanzamiento de jabalina con estilo circular (vasco), forma de
lanzamiento que fue prohibida por la Federacin Internacional de
atletismo (IAAF, en ingls) por motivos de seguridad, o el estilo de
salto fosbury en salto de altura en el cual el listn se franquea de
espaldas. 7
Jos M Palao (Universidad de Murcia)
La mejora a nivel de equipamiento ha sido notable en las ltimas
dcadas en todos los niveles de prctica y tanto a nivel de
rendimiento como a nivel de seguridad. Ejemplos a nivel de
rendimiento los encontramos en las mejoras producidas en las
raquetas de tenis, bicicletas, skies, zapatillas, prtigas, y un
largo etctera. A nivel de seguridad, las mejoras tambin han sido
importantes, principalmente reducir el estrs que se soporta al
realizar la prctica (ejemplo, colchonetas, zapatillas, cascos,
etc.). En algunas ocasiones las modificaciones a nivel de
equipamientos han implicado una reduccin del rendimiento. Un
ejemplo de esto, puede ser encontrado en la modificacin de la
posicin del centro de gravedad de la jabalina realizado por la IAAF
en 1955 y 1986 para reducir la distancia de lanzamiento alcanzada
por los atletas (seguridad en la zona de cadas). La mejora del
entrenamiento se puede producir en relacin a la posibilidad de
aportar informacin sobre cules son los tipos de entrenamiento que
son ms adecuados de realizar (msculos, velocidades, angulaciones,
etc.). Esto se puede realizar a dos niveles: general y especfico. A
nivel general, esta mejora se puede lograr mediante el estudio y
divulgacin por parte de los investigadores y entrenadores de cules
son las caractersticas de la tcnica de movimiento ideal y de los
distintos tipos de entrenamiento. A nivel especfico, esta mejora se
puede lograr mediante el estudio especfico de la tcnica de la
persona o deportista en particular para establecer cules son las
necesidades que requiere ese deportista en funcin de sus
caractersticas y de su tcnica especfica. Estas mejoras pueden ser
tanto a nivel de incrementar el rendimiento como a nivel de reducir
el riesgo de lesiones. El estudio del movimiento humano puede ser
realizado desde dos grandes perspectivas: anlisis cuantitativo y
anlisis cualitativo. El anlisis cuantitativo implica la descripcin
del movimiento de forma numrica. Un ejemplo sera indicar la
velocidad de aproximacin de un saltador de longitud, el ngulo de
batida, y la distancia alcanzada. El anlisis cualitativo implica la
descripcin del movimiento sin la utilizacin de nmeros. La
descripcin de como se ha realizado la batida (por ejemplo, la
realizacin de la posicin tndem) o el cumplimiento o no de los
aspectos claves del gestos. Ambas perspectivas son importantes en
la descripcin y anlisis del movimiento humano. Los investigadores
suelen fundamentar sus trabajos en tcnicas cuantitativas, mientras
que los profesores de educacin fsica o los entrenadores suelen
emplear regularmente el anlisis cualitativo. Lo ideal siempre es la
realizacin de anlisis mixto que permite combinar las ventajas de
ambas perspectivas. Las ventajas del anlisis cuantitativo son que
los datos con los que se trabajan son ms fiables, consistentes, y
precisos. Su registro requiere normalmente de instrumentales
especficos (ej. plataformas de fuerza, cmaras de alta velocidad,
radar, etc.). Las exigencias de precisin que requiere este material
hacen que su uso implique un coste de conocimiento de protocolos de
uso, calibracin, tiempo de procesamiento, dificultad 8
Biomecnica de la actividad Fsica y del deporte (2011-2012)
para interpretar los resultados por la cantidad de informacin,
etc. Estos aspectos hacen que el empleo del anlisis cuantitativo
haya estado tradicionalmente reservado a contextos de investigacin.
Independientemente de si el anlisis es cualitativo o cuantitativo,
el anlisis del movimiento humano funciona como si se tratase de una
resolucin de problemas. El proceso se inicia planteando cual es el
problema general o especfico a resolver, y finaliza cuando se le da
respuesta al problema planteado (Hall, 2003). El primer paso del
proceso implica la formulacin de una o dos cuestiones relativa al
movimiento analizado (ej. es la secuencia realizada ptima?, o por
qu no se logra ms distancia?). El siguiente paso es la recogida de
informacin (cualitativa o cuantitativa). Para ello es necesario el
establecimiento de plan de recogida de informacin que describa
detalladamente como se va a recoger la informacin. Tras eso, se
compara la informacin disponible con los principios generales y/o
especficos del movimiento analizado, y se realizan los clculos o
anlisis necesarios. Por ltimo, se responde a los problemas
planteados inicialmente. Esta forma de actuacin es la que se emplea
comnmente en biomecnica tanto a nivel de investigacin como a nivel
prctico o aplicado. Su utilizacin requiere del empleo de un
"razonamiento crtico" y de aproximaciones multidisciplinares de los
problemas. Los mtodos empleados comnmente por la "Biomecnica de la
actividad fsica y del deporte" para estudiar los problemas son la
observacin y la experimentacin. A travs de estos se busca conocer
la relacin entre efecto y causa (observacin) o entre causa y efecto
(experimentacin). En el primero de los casos, se extrae informacin
de un movimiento realizado (ej. un salto de remate en voleibol con
un alcance de 3.40 mts) y a partir del movimiento analizado se
extraen las causas de ese efecto (ej. carrera de aproximacin, accin
de brazos en la batida, ciclo excntrico-concntrico, etc.). Las
acciones realizadas se cuantifican (velocidad de aproximacin,
ngulos, tiempos, etc.) con objeto de ver cules son las que ms
influyen en la realizacin del movimiento (variables predictivas).
Este mtodo de obtencin de informacin se denomina mtodo cientfico
inverso, ya que se parte del efecto para conocer las causas. Cuando
se parte de las causas para ver el efecto en el movimiento
realizado se denomina mtodo cientfico directo (ej. realizar saltos
con diferentes formas de aproximacin y batidas). Se manipulan
ciertos aspectos del movimiento (variables dependientes) para ver
el efecto sobre otros aspectos del movimiento (variable
independiente). La observacin se identifica con el mtodo inverso y
la experimentacin con el mtodo directo.
3. ANTECEDENTES Y SITUACIN ACTUAL DE LA "BIOMECNICA DE LA
ACTIVIDAD FSICA Y DEL DEPORTE" La biomecnica es un rea joven de la
ciencia comparada con otras ciencias consideradas como
tradicionales como las matemticas, la fsica, etc. No ha sido hasta
la 9
Jos M Palao (Universidad de Murcia) segunda mitad del Siglo XX
cuando se ha producido una evolucin considerable de la misma. El
empleo del trmino "biomecnica" es reciente. La primera constancia
escrita de utilizacin del trmino "biomecnica" fue en un seminario
cientfico en 1878 por parte del Dr. Moritz Benedikt (Nicol, 2000).
A lo largo de la historia de la humanidad ha habido numerosos
investigadores que desde diferentes reas han contribuido al
desarrollo del rea de conocimiento que hoy en da conocemos como
biomecnica. Ejemplos de estos estudiosos son Leonardo da Vinci,
Galileo Galilei, Descartes, Newton, etc. En la Tabla 2, se puede
encontrar una revisin histrica de la evolucin y contribuciones que
ha tenido esta rea de conocimiento a lo largo de la historia.Tabla
2. Revisin histrica de la evolucin y contribuciones que ha tenido
la biomecnica a lo largo de la historia (Izquierdo y Arteaga,
2008). Personaje Descripcin de la contribucinAristteles (384-322
a.C.) Observacin y descripcin de los acontecimientos como
herramienta para alcanzar el conocimiento. Bsqueda del conocimiento
a travs del estudio cualitativo de las cosas. Introdujo la lgica
por silogismos, en la que se llega a conclusiones a partir de
postulados asumidos como ciertos. Fundamento del mtodo deductivo,
pilar de la ciencia moderna. Estudi las partes de los animales y su
movimiento. Anticip la 3 Ley de Newton. Estudio del cuerpo humano
("Sobre los usos de las partes del cuerpo del hombre"). Realiz
estudios del cuerpo humano desde la doble perspectiva artstica y
cientfica. Dise todo tipo de mquinas a partir de sus conocimientos
de mecnica. Analiz el efecto de las fuerzas musculares en el cuerpo
y las articulaciones. Estudi el vuelo de los animales y los
principios que rigen el movimiento en el medio areo y acutico. Con
su obra "De la revolucin de las esferas celestes", introdujo el
razonamiento matemtico como medio de obtencin de conocimiento.
Revis los trabajos de Galeno y corrigi parte de sus errores.
Introdujo la idea de que los msculos tienen capacidad contrctil y
que los tendones actan como correos transmisores de la fuerza hasta
los huesos. Estableci las bases del mtodo cientfico (explicacin de
los fenmenos a partir de su observacin). Realiz grandes avances en
mecnica, describi el movimiento mediante frmulas matemticas. Estudi
las caractersticas mecnicas de los materiales y las relacion con
sus caractersticas fsicas. Desarroll el sistema de coordenadas
(representacin de grficos y figuras geomtricas). Desarroll los
principios del mtodo cientfico. Aplic las leyes de la mecnica al
sistema osteo-muscular. Realiz estudios que asemejan las
articulaciones con palancas mecnicas. Realiz estudios del
equilibrio postural de distintos animales, llegando a calcular su
centro de gravedad (cdg). Creador, junto a Leibniz, del clculo
diferencial (herramienta empleada en la fsica). Desarroll la teora
de la gravitacin universal (tres leyes) que permiten describir y
predecir el movimiento de los cuerpos.
Galeno (129-199) Leonardo da Vinci (1452-1519)
Coprnico (1473-1543) Andrs Vesalino (1514-1564) Galileo Galilei
(1564-1642)
Rene Descartes (1596-1650) Giovanni A. Borelli (1608-1679) Isaac
Newton (1642-1727)
El trabajo de estos estudiosos sentaron los cimientos de la
biomecnica. Llegado este punto cabe resaltar que el desarrollo de
la biomecnica y del anlisis del movimiento humano ha sido posible
gracias a una serie de progresos tecnolgicos que han permitido el
desarrollo de varias de las metodologas e instrumentales que se
emplean en la biomecnica actualmente. La aparicin de la fotografa
fue uno de estos avances.
10
Biomecnica de la actividad Fsica y del deporte (2011-2012)
E.J. Myubridge (1831-1904) invent un artilugio compuesto por una
batera de 24 cmaras con el que consegua foto-seriaciones de cuerpos
en movimiento. Con este artilugio, estudi el movimiento humano y
animal. Cabe destacar que con sus trabajos, se acab la polmica de
si los caballos al galope tienen fase area o no (Figura 4).
Figura 4. El caballo en movimiento, trabajo de E.J. Muybridge
(Library of Congress Prints and Photographs Division).
En una lnea similar, E.J. Marey (1830-1904) desarroll una tcnica
fotogrfica con la que captaba imgenes en movimiento, la fotografa
cronocclica. Esta tcnica consista en captar en un solo negativo
varios instantes de un movimiento utilizando un sistema de flashes
consecutivos. Marey empleaba en sus estudios marcas luminosas como
los marcadores que se utilizan en la actualidad. Cabe destacar dos
importantes avances ms realizado por Marey: a) el diseo de un
sensor neumtico que se situaba en la suela del calzado y que
permita recoger las fuerzas de reaccin durante la locomocin,
precursor de las futuras plataformas de fuerza, y b) realizar la
primera medicin de la actividad elctrica que genera una contraccin
muscular voluntaria, adems de introducir el trmino de
electromiografa.
11
Jos M Palao (Universidad de Murcia)
Figura 5. Vuelo de pelicano capturado con el rifle fotogrfico de
E.J. Marey (Muse des Arts et Mtiers, Paris).
Estos avances permitieron que el estudio del movimiento humano
pasase de un anlisis puramente cualitativo y observacional a un
anlisis cuantitativo y objetivo. La invencin del cinematgrafo por
los hermanos Lumire en 1895 contribuy ms a este aspecto. En 1981,
se llev a cabo posiblemente el primer anlisis cinemtico en tres
dimensiones (3D), por parte de Wilhelm y Otto Fischer. El anlisis
se realiz sobre la marcha humana empleando cuatro cmaras
fotogrficas. La tcnica de captacin de imgenes animadas, actualmente
video, es una de las tcnicas ms empleadas actualmente en la
investigacin en biomecnica. En el Siglo XX fue donde se desarroll
la biomecnica tal y como se conoce actualmente. Estos avances se
produjeron sobre la base de la capacidad de medida que aportaban
los nuevos instrumentales y que permita la cuantificacin del
movimiento y su anlisis matemtico, y por la aplicacin de los
principios de ingeniera a la biomecnica. Muchos son los cientficos
que han contribuido al desarrollo de esta rea, entre ellos cabe
destacar: A.V. Hill (1886-1977) por el desarrollo del modelo
mecnico de contraccin muscular; N. Bernstein (1896-1966) por sus
estudios tridimensionales y el concepto de optimizacin de las
sinergias musculares; R. Laban (1878-1958) por la aplicacin de los
conocimientos biomecnicos al movimiento humano, en concreto a la
mecnica de los trabajadores de las industrias; A.F. Huxley (1924)
por su modelo de filamento deslizante y teora del puente cruzado;
etc. A lo largo del siglo XX, la evolucin ha sido muy importante y
sta se ha debido a los avances tecnolgicos logrados, al incremento
de centros de investigacin, al incremento del dinero dedicado a
investigacin, a la consideracin del rea de ciencias de la actividad
fsica y del deporte como un bien de la sociedad, y a la aparicin de
la biomecnica del deporte. Para evaluar el estado actual de esta
rea, se puede tomar de referencia el anlisis realizado por Nigg
(1999) sobre la intensidad de investigacin de las distintas reas y
aspectos que han contribuido al desarrollo de la biomecnica tal y
como hoy se conoce. Tomando de referencia este trabajo, se puede
observar que actualmente los avances en biomecnica se estn dando
debido al incremento del estudio de la locomocin y su forma de
ejecucin, y al estudio de las matemticas aplicadas.
12
Biomecnica de la actividad Fsica y del deporte (2011-2012)
Figura 6. Estado actual de las distintas reas dentro de la
biomecnica (Nigg, 1999).
De forma especfica en el Siglo XX, se ha concretado y unificado
el trmino que define el rea "biomecnica" frente " " "cinesiologa"
(mediados del Siglo XX). En 1973, se constituy " la International
Society of Biomechanics, y en 1982 se constituy la Intern
International Society for Biomechanics in Sport (ISBS). En 1968, se
cre la primera publicacin especfica,
13
Jos M Palao (Universidad de Murcia) Journal of Biomechanics. En
1985, aparece una revista aplicada en el rea de biomecnica, Journal
of Applied Biomechanics, y en 2002 se cre la primera revista
especfica de biomecnica del deporte, Sports Biomechanics (creada
por la ISBS). En Espaa, existen institutos tecnolgicos en esta rea
como el Instituto de Biomecnica de Valencia (IBV) y el Centro de
Estudios e Investigaciones Tcnicas de Guipzcoa (CEIT). Mencin
especial merece esta primera institucin, IBV, que actualmente est
compuesto por ms de 150 personas. Tiene tres equipos de
investigacin: biomecnica mdica, biomecnica deportiva, y biomecnica
ocupacional. Dentro de la Asociacin Espaola de Ciencias del
Deporte, hay un grupo de investigacin especfico sobre "Biomecnica
del deporte". Tambin existen laboratorios de investigacin en
biomecnica de la actividad fsica y del deporte en las Facultades de
Ciencias de la Actividad Fsica y del Deporte (FCAFDs) y en los
Institutos Nacionales de Educacin Fsica (INEFs). En estos
laboratorios se utiliza la biomecnica fundamentalmente para la
mejora de las tcnicas deportivas y la prevencin de patologas del
aparato locomotor. Algunos de los laboratorios con mayor tradicin
en el rea de educacin fsica y deportiva (Tabla 3) son el grupo de
investigacin de biomecnica de la FCAFD de la Universidad de Granada
dirigido por Dr. Marcos Gutirrez Dvila, el grupo de investigacin de
biomecnica del movimiento humano y el deporte de la Facultad de
Ciencias del Deporte de la Universidad de Castilla la Mancha,
dirigido por el Dr. Xavier Aguado Jdar, el grupo de anlisis
biomecnico de la Facultad de Ciencias del Deporte de la Universidad
Politcnica de Madrid, dirigido por el Dr. Enrique Navarro Cabello,
y la Unidad de investigacin del Rendimiento Fsico y Deportivo de la
FCAFD de la Universidad de Valencia, donde destaca el Dr. Jos
Campos Granell.Tabla 3. Relacin de algunos de los laboratorios de
investigacin con ms tradicin de las Facultades de Ciencias de la
Actividad Fsica y del Deporte y de los Institutos Nacionales de
Educacin Fsica. Laboratorio Lneas de investigacinGrupo investigacin
de biomecnica Universidad de Granada Fotogrametra bidimensional y
tridimensional; evaluacin del rendimiento; evaluacin de la
actividad fsica, y anlisis cualitativo del movimiento deportivo.
Biomecnica del vendaje funcional preventivo de tobillo; biomecnica
de las cadas; biomecnica de la tcnica deportiva; y fuerza explosiva
y arquitectura de las extremidades inferiores. Anlisis biomecnico
de las tcnicas deportivas (gimnasia artstica; golf; y ftbol); y
anlisis biomecnico en ergonoma. Anlisis biomecnico de las tcnicas
deportivas (atletismo, halterofilia, y golf); evaluacin funcional
del deportista; y superdotacin y deporte.
Grupo investigacin de biomecnica del movimiento humano y el
deporte Universidad de Castilla la Mancha Grupo de anlisis
biomecnico Universidad Politcnica de Madrid Unidad de investigacin
Rendimiento Fsico y Deportivo Universidad de Valencia del
El rea de estudio de la Biomecnica de la actividad fsica y del
deporte est en cambio permanente. Esto se debe a que los avances a
nivel de tecnologa son elevados. Actualmente se pueden conocer los
desplazamientos, distancias, trayectorias, y acciones 14
Biomecnica de la actividad Fsica y del deporte (2011-2012)
de los deportistas en tiempo real o de forma automatizada (ej.
ojo de halcn, etc.). A todo esto se le debe aadir el dinero
invertido en el deporte, las personas que estn estudiando el
deporte, y la mejora en formacin de las personas vinculadas con el
deporte tanto entrenadores como investigadores.
4. ROL DE LA "BIOMECNICA DE LA ACTIVIDAD FSICA Y DEL DEPORTE"
PARA EL ESPECIALISTA EN CIENCIAS DE LA ACTIVIDAD FSICA Y DEL
DEPORTE La "Biomecnica de la actividad fsica y del deporte" aporta
informacin en relacin a como se puede mejorar el movimiento
deportivo tanto a nivel de su aprendizaje, forma de realizacin, y/o
instrumental-equipamientos. Este conocimiento es vlido
independientemente de si el futuro profesional del graduado de
ciencias de la actividad fsica y del deporte es la educacin fsica,
el entrenamiento deportivo, la salud, o la gestin y recreacin.
Adems se debe tener en cuenta que el carcter multidisciplinar de la
biomecnica hace que surjan interconexiones con profesionales de
otras reas como fisioterapeutas, mdicos, ingenieros, etc. El
conocimiento cientfico est en continua construccin, y por ende el
conocimiento relativo a esta rea de conocimiento. La evolucin del
conocimiento en las ltimas dcadas indica que es probable que las
mejoras de conocimiento en el futuro dentro del rea de la
biomecnica deportiva se deban a los avances tecnolgicos. Sin
embargo, el avance que se debe realizar todava y probablemente el
ms importante es que los profesionales en ciencias de la actividad
fsica y del deporte (entrenadores, profesores, gestores, etc.)
apliquen el conocimiento de la biomecnica en su da a da. Eso
implicara un incremento sustancial en la eficiencia y rendimiento
de las actividades y labores que realizan. La utilizacin de este
conocimiento va a ser cada vez ms fcil por los nuevos avances
tecnolgicos y por la integracin de estos en nuestra vida diaria.
Los avances tecnolgicos hacen que tengamos a nuestro alcance gran
cantidades de informacin sobre cualquier tema en general y sobre
cmo realizar los movimientos en cualquier actividad fsica y de
deporte. Se hace pues necesario llegado a este punto, establecer
que va a aportar este contenido en el proceso de formacin de los
futuros graduados en ciencias de la actividad fsica y del deporte.
Se debe en primer lugar diferenciar entre conocimiento e informacin
(Knudson, 2007). El conocimiento es contextual, y se fundamenta en
teoras e ideas apoyadas en datos para explicar la realidad. El
conocimiento cientfico se basa en leyes, principios, y en la
experimentacin de los hechos que lo sustentan. Se olvida con
frecuencia que la continua revisin y reestructuracin del
conocimiento sirve para que este mejore. El movimiento humano
actualmente solo se puede explicar parcialmente por la limitada
informacin que tenemos sobre el mismo. Supone una visin crtica de
los que actualmente creemos que se aproxima a la realidad. Se
entiende por informacin los datos, opiniones, experiencias, etc. a
los que se puede tener acceso. El problema es que no se puede saber
15
Jos M Palao (Universidad de Murcia) en qu medida esos datos u
opiniones son correctos. Actualmente se tiene una gran facilidad
para acceder a gran cantidad de informacin. Sin embargo, es
complicado establecer en qu nivel esa informacin es valiosa y/o
valida. Se hace necesario establecer unas bases slidas de
conocimiento sobre el movimiento humano para poder discernir qu
informacin es adecuada y cual no. Uno de los primeros aspectos que
se debe considerar es si las fuentes de informacin a las que se
acceden son adecuadas o no. Actualmente, existe a grandes rasgos y
con excepciones una estructura jerrquica de informacin dentro del
mbito cientfico. Esta estructura tiene dos niveles: a) fuentes
primarias, y b) fuentes secundarias. Dentro de las fuentes
primarias se encuentran las revistas cientficas de revisin por
pares o "peerreview" y los libros de "proceedings" o abstracts de
congresos con revisin. Este tipo de fuentes de informacin se
caracteriza por dos aspectos principalmente. El primero de ellos es
que los trabajos que se publican en los mismos contienen estudios
de investigacin originales (nuevos datos), y el segundo aspecto es
que los estudios han sido revisados por expertos en el rea. Este
proceso de revisin se denomina "peerreview" o "revisin por expertos
a doble ciego", ya que ni los revisores del trabajo (normalmente
dos o tres) ni los autores conocen la identidad unos de otros. Las
fuentes secundarias implican libros, revistas profesionales, y
magacines de divulgacin. Estas fuentes recopilan la informacin
publicada en fuentes primarias y secundarias. La finalidad de las
fuentes secundarias es contribuir a la diseminacin del conocimiento
cientfico. Debe matizarse en este punto varios aspectos: a) El
hecho de que un estudio sea publicado en una revista "peer-review"
no implica que los resultados del mismo sean correctos o ciertos.
La ciencia construye el conocimiento como si de un puzle se
tratase, si un estudio o pieza del mismo no encaja con el resto,
con el tiempo se desecha; b) No todo el mundo debe leer fuentes
"peer-review". Su especificidad, terminologa, complejidad, etc.
hacen que su lectura sea en ocasiones difcil. La difusin del
conocimiento cientfico se realiza a travs de artculos de revisin,
de divulgacin, libros de referencia, etc.; c) El rigor del proceso
de revisin de las fuentes vara mucho entre unas y otras. La
credibilidad de estas es en muchos casos el nico criterio para
establecer cules son las fuentes ms adecuadas. Existen bases de
datos de referencia por el proceso de seleccin, estndares a seguir,
etc. No obstante, estos criterios no estn relacionados directamente
con la calidad de los artculos publicados en las revistas.
Actualmente a nivel mundial, se toma de referencia la base de datos
Web of Knowledge, y en concreto dentro de la misma las revistas que
estn indexadas dentro del "Journal Citation Report" (o "ndice de
impacto"). Esta base de 16
Biomecnica de la actividad Fsica y del deporte (2011-2012)
datos incluye las revistas que tienen artculos de una antigedad
mxima de dos aos que son citados por otras revistas. d) Dnde queda
la informacin que aparece en una pgina web de Internet o en un
blog?. El problema de esta informacin es el proceso de validacin de
la informacin. La mayora de los consejos que se dan son opiniones
subjetivas que no han sido testadas cientficamente. Eso implica que
esa informacin no es vlida?. No, lo que implica es que esa
informacin debe ser verificada con fuentes primarias y con el
conocimiento cientfico existente, antes de ser usadas. El primer
paso de toda bsqueda de informacin implica concretar la informacin
que se est buscando. Para ello, se debe partir de la base de
conocimiento que se posee sobre el tema tanto a nivel de base
conceptual como a nivel de ser capaz de concretar lo que se est
buscando (conceptualmente y terminolgicamente). El siguiente paso
de la bsqueda es encontrar la informacin. Aqu aparecen dos
problemas, como localizar lo que se est buscando y como poder
acceder a esa informacin ya que gran parte de las fuentes de
informacin a nivel cientfico son de pago. Estos problemas se
minimizan si se est en la Universidad, ya que stas a travs de sus
bibliotecas permiten el acceso a bases de datos especializadas y
adems estn suscritas a un gran nmero de revistas "peer-review". El
elevado nmero de bases de datos y revistas, la variacin en los
criterios de funcionamiento y bsqueda entre cada uno de ellos, el
hecho de que el idioma de uso suele ser el ingls, etc. hacen que
las bsquedas en ocasiones puedan ser frustrantes. A grandes rasgos,
las bases de datos de ISI Web of Knowledge (base de datos general),
SportDiscus (base de datos especfica), DIALNET (base de datos de la
Universidad de La Rioja que cataloga gran parte de los recursos de
las Universidades Espaolas) y REBIUN (recursos de libros y revistas
disponibles en las bibliotecas de las Universidades Espaolas) van a
ser de gran ayuda al realizar las bsquedas de informacin. Es
necesario recordar que la mayora de las bases de datos catalogan
pero no enlazan directamente con los artculos, siendo necesario
acceder a los mismos accediendo a las revistas. Haciendo referencia
de forma especfica a la bsqueda de informacin sobre "Biomecnica de
la actividad fsica y del deporte", hay varias revistas especficas
de biomecnica. Todas ellas en ingls. Se puede acceder a los
abstracts de los artculos pero para acceder a los artculos
completos se requiere de suscripcin de pago. Otra fuente de
informacin puede ser los proceedings de los Congresos de la
International Society, que pueden ser consultados de forma gratuita
online. Adems de los recursos de pago, existen opciones gratuitas a
las que se puede acceder desde cualquier lugar y en cualquier
momento. A este nivel, la opcin ms sencilla y potente es Google
Scholar. Google tiene un buscador especfico para trabajos
cientficos, que adems indica si la fuente es accesible de forma
gratuita en algn lugar de la red, y/o si est disponible por una
Universidad o institucin en cuestin. Otra posibilidad es acceder
directamente a la fuente si esta es gratuita en Internet.
Actualmente existe gran cantidad de informacin disponible, esto
generada el problema de que tras buscar y 17
Jos M Palao (Universidad de Murcia) recuperar la informacin se
hace necesario que sea correctamente almacenada y registrada ya que
de lo contrario no seremos capaces de gestionar y usar la
informacin que tenemos. Se hace necesario por tanto establecer
protocolos estandarizados para evitar este problema.
En el apartado de anexos se puede encontrar ms informacin sobre
bases de datos, revistas "peer-review" generales y especficas de
biomecnica, y sobre criterios de bsqueda y de almacenamiento de
informacin.
Independientemente de la forma de acceso y la fuente que se
revise, se hace necesario valorar siempre la validez de la
informacin a la que se accede. Para ello, de forma sencilla y rpida
se puede emplear el test "ME" (Knudson, 2007). Este test tiene dos
partes. La primera de las partes es la "M" de motivacin. Cul es la
motivacin de la persona o fuente que proporciona la informacin?
(ej. revista "peer-review", magazine, pagina web, etc.). La segunda
parte del test es la "E" de evidencia. Qu
evidencia/informacin/datos se aportan para apoyarse en las
afirmaciones/ideas que se realizan?. Este test bsico es el primer
paso que se debe conocer para valorar la credibilidad de las
fuentes revisadas. Dentro del mbito cientfico, el protocolo ms
empleado es la "prctica basada en la evidencia" (Evidence-Based
Medicine Working Group, 1992), y que es comnmente empleado en el
mbito de la medicina. Se basa en establecer diferentes niveles
dentro de los trabajos de investigacin en funcin del mtodo empleado
para obtener los datos y establecer las conclusiones como base para
establecer si esa informacin puede ser utilizada a nivel prctico
(Tabla 4). Esta escala va desde los estudios de meta-anlisis, que
analizan la metodologa y resultados de los estudios experimentales,
y los estudios experimentales donde la muestra es aleatoria hasta
los estudios descriptivos y la opinin de expertos.Tabla 4. Niveles
de escala de recomendacin de informacin basada en la evidencia a
partir de la metodologa empleada para obtener la informacin
(Evidence-Based Medicine Working Group, 1992). Nivel de evidencia
Grado de recomendacinIa: La evidencia proviene de meta-anlisis de
ensayos controlados, aleatorizados, bien diseados. Ib: La evidencia
proviene de, al menos, un ensayo controlado aleatorizado. IIa: La
evidencia proviene de, al menos, un estudio controlado bien diseado
sin aleatorizar. IIb: La evidencia proviene de, al menos, un
estudio no completamente experimental, bien diseado, como los
estudios de cohortes. Se refiere a la situacin en la que la
aplicacin de una intervencin est fuera del control de los
investigadores, pero su efecto puede evaluarse. III: La evidencia
proviene de estudios descriptivos no experimentales bien diseados,
como los estudios comparativos, estudios de correlacin o estudios
de casos y controles. IV: La evidencia proviene de documentos u
opiniones de comits de expertos o experiencias clnicas de
autoridades de prestigio o los estudios de series de casos. A:
Basada en una categora de evidencia I. Extremadamente recomendable.
B: Basada en una categora de evidencia II. Recomendacin
favorable
C: Basada en una categora de evidencia III. Recomendacin
favorable pero no concluyente. D: Basada en una categora de
evidencia IV. Consenso de expertos, sin evidencia adecuada de
investigacin.
18
Biomecnica de la actividad Fsica y del deporte (2011-2012)
Al revisar las fuentes, se debe tener en cuenta que el
incremento de la complejidad conceptual, uso de la tecnologa,
cantidad de informacin, etc. tiende a dar una falsa impresin al
valor, la adecuacin o correccin metodolgica de los estudios
(Knudson, 2007). Otro aspecto que se debe considerar es que el
criterio actualmente empleado para analizar los datos y establecer
la existencia de significacin en los resultados encontrados es la
probabilidad estadstica. Al realizar este anlisis estadstico se
estudia que probabilidad hay de que los resultados encontrados no
sea normales. Se asume como vlida la probabilidad de p
