CÁTEDRA DE CÁTEDRA DE BIOMECANICBIOMECANIC

AA

CÁTEDRA DE CÁTEDRA DE BIOMECANICBIOMECANIC

AA

Profesora Titular Licenciada Elena Miño

Galeno uso números y Da Vinci uso letras. El talento de Leonardo para dibujar la acción dinámica resulto de un gran valor y un aporte a la ciencia de la Kinesiología. Se intereso es la estructura del cuerpo humano en relación con los movimientos, y en la relación existente entre el centro de gravedad y el equilibrio.

Describió la mecánica del cuerpo humano en la posición erecta, en el ascenso y descenso, en la incorporación a partir de la sedentación y en el salto.

Da Vinci fue el primero en registrar datos científicos sobre la marcha humana.

“De humani corporis fabrica libri septem”, obra de Andrés Vesalio de Bruselas.

Sostuvo la teoría de que los huesos son palancas y son movidas por los músculos y

funcionan de conformidad con los principios matemáticos. Es

probable que hubiera percibido vagamente el principio de la inervación reciproca de los

músculos agonista y antagonistas. Es considerado el “padre de la Biomecánica”.

Giovanni Alfonso Borelli(1608 - 1679

Biomechanics. Historical artwork of two humans

bearing loads. This illustration is taken from De

Motu Animalium (On Animal Motion, 1680) by

Alfonso Borelli (1608-1679). The illustration

demonstrates how the leg is a twin-lever system

controlled by muscles in which the hip (D) and knee

(C) are both pivots.

Biomecánica, historial artwork

MovimientoMovimiento COLOFÓNCOLOFÓN::

““El movimiento mueve al mundo”.El movimiento mueve al mundo”.

Todos los objetos que forman parte de Todos los objetos que forman parte de nuestra experiencia, cambian o nuestra experiencia, cambian o

evolucionan. Nuestra mente no los evolucionan. Nuestra mente no los percibe sino en constante cambio; es lo percibe sino en constante cambio; es lo que Aristóteles llamaba que Aristóteles llamaba “movimiento”.“movimiento”.

INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓN A LAN A LA

BIOMECANICABIOMECANICA

INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓN A LAN A LA

BIOMECANICABIOMECANICA

Principios mecánicosPrincipios mecánicos

FUERZAFUERZA“ “ Es el agente que Es el agente que altera el estado de altera el estado de

reposo de un cuerpo, o reposo de un cuerpo, o su movimiento en linea su movimiento en linea

recta”recta”

Composición de una Composición de una fuerzafuerza

Dirección Dirección de la fuerza; está se representa de la fuerza; está se representa por la dirección de una fecha.por la dirección de una fecha.

IntensidadIntensidad; puede representarse por la ; puede representarse por la longitud de la fecha.longitud de la fecha.

Cola Cola de la fecha representa el punto de de la fecha representa el punto de aplicación de la fuerza.aplicación de la fuerza.

Una fuerza simpleUna fuerza simple, aplicada a un cuerpo , aplicada a un cuerpo en libertad de movimiento, produce el en libertad de movimiento, produce el

movimiento en la dirección de la fuerza.movimiento en la dirección de la fuerza.

Equivalentes:Equivalentes:

Equilibrio:Equilibrio:

Desiguales: Desiguales:

Paralelogramo de fuerzasParalelogramo de fuerzas

AA

BB

XX

CC Si dos fuerzas, representadas por las líneasSi dos fuerzas, representadas por las líneas AB AB y y

ACAC, actúan en , actúan en AA, la diagonal , la diagonal AXAX del paralelogramo del paralelogramo ABXCABXC representa la fuerza equivalente de aquellas. representa la fuerza equivalente de aquellas.

TensiónTensión

“ “ La Tensión se define como un La Tensión se define como un sistema de fuerzas que sistema de fuerzas que

tienden a separar las partes tienden a separar las partes de un cuerpo, combinadas con de un cuerpo, combinadas con

fuerzas iguales y opuestas fuerzas iguales y opuestas que contribuyen a mantener que contribuyen a mantener

la unión de las partes”.la unión de las partes”.

GravedadGravedad

“ “ Gravedad es la Gravedad es la fuerza mediante la fuerza mediante la

cúal todos los cúal todos los cuerpos son atraídos cuerpos son atraídos

hacia la tierra”hacia la tierra”

Mecánica de la PosiciónMecánica de la Posición Por ejemplo:Por ejemplo: Desde la posición de bipedestación, Desde la posición de bipedestación,

pueden elevarse los talones del suelo pueden elevarse los talones del suelo por la contracción de los músculos de la por la contracción de los músculos de la pantorrilla, actuando en la oposición a pantorrilla, actuando en la oposición a la gravedad, siempre que la fuerza de la gravedad, siempre que la fuerza de su contracción sea mayor que la de la su contracción sea mayor que la de la gravedad.gravedad.

Los talones pueden permanecer Los talones pueden permanecer elevados durante todo el tiempo que la elevados durante todo el tiempo que la fuerza de contracción de los músculos fuerza de contracción de los músculos sea igual a la gravedad.sea igual a la gravedad.

Los talones pueden descender hacia el Los talones pueden descender hacia el suelo por la acción de la gravedad si los suelo por la acción de la gravedad si los músculos se relajan.músculos se relajan.

El movimiento de las articulaciones El movimiento de las articulaciones pueden producirse como resultado de pueden producirse como resultado de la gravedad o la acción muscular, y la gravedad o la acción muscular, y cada una de estas puede regular la cada una de estas puede regular la acción de la otra. En la oposición acción de la otra. En la oposición erecta, el equilibrio se mantiene por la erecta, el equilibrio se mantiene por la contracción conjunta de muchos contracción conjunta de muchos músculos, denominados músculos, denominados antigravitatorios, mientras que la antigravitatorios, mientras que la verdadera relajación solo se produce en verdadera relajación solo se produce en las condiciones en que los músculos no las condiciones en que los músculos no son requeridos a trabajar durante son requeridos a trabajar durante mucho tiempo contra los efectos de la mucho tiempo contra los efectos de la gravedad.gravedad.

Centro de GravedadCentro de Gravedad Es el puntoEs el punto sobre el cuál sobre el cuál

actúa realmente la atracción de la actúa realmente la atracción de la tierra, sea cuál fuere la posición tierra, sea cuál fuere la posición del cuerpo, es decir, el punto a del cuerpo, es decir, el punto a través del cuál actúa la línea de través del cuál actúa la línea de acción del peso.acción del peso.

Se admite que Se admite que el centro de el centro de gravedadgravedad del cuerpo humano del cuerpo humano en posición anatómica se halla en en posición anatómica se halla en la proximidad del cuerpo de la la proximidad del cuerpo de la segunda vértebra sacra.segunda vértebra sacra.

Línea de gravedad Línea de gravedad es es una línea vertical a través del una línea vertical a través del centro de gravedad.centro de gravedad.

BaseBase referida a un cuerpo rígido, referida a un cuerpo rígido, es la zona en la que este se apoya.es la zona en la que este se apoya.

EquilibrioEquilibrio

Se logra cuando las Se logra cuando las fuerzas que actúan fuerzas que actúan sobre un cuerpo se sobre un cuerpo se hallan hallan perfectamente perfectamente compensadas y el compensadas y el cuerpo permanece cuerpo permanece en reposo.en reposo.

Equilibrio: Equilibrio: Estable.Estable. InestableInestable Neutro o indiferente.Neutro o indiferente.

Localizaciones del centro de Localizaciones del centro de gravedad en el cuerpo gravedad en el cuerpo

humano.humano.

Equilibrio: es la capacidad para sumir y Equilibrio: es la capacidad para sumir y sostener una posición del cuerpo contra sostener una posición del cuerpo contra

la gravedad.la gravedad.La conservación del equilibrio se logra mediante la conjunción de La conservación del equilibrio se logra mediante la conjunción de

los músculos que actúan para sostener el cuerpo sobre una los músculos que actúan para sostener el cuerpo sobre una base.base.

Las condiciones de equilibrio son:Las condiciones de equilibrio son:

a)a) Primera condiciónPrimera condición: : cuando un cuerpo está en equilibrio, la cuando un cuerpo está en equilibrio, la resultante es nula. Ambos componentes son entonces nulos, resultante es nula. Ambos componentes son entonces nulos, y por consiguiente el cuerpo permanecerá en equilibrio. Esta y por consiguiente el cuerpo permanecerá en equilibrio. Esta condición se refiere al “equilibrio de traslación”.condición se refiere al “equilibrio de traslación”.

a)a) Segunda condiciónSegunda condición: : dos fuerzas en equilibrio han de tener dos fuerzas en equilibrio han de tener lamisma linea de acción, o en caso que sean tres fuerzas lamisma linea de acción, o en caso que sean tres fuerzas que actúan sobre un cuerpo estas deben ser concurrentes. que actúan sobre un cuerpo estas deben ser concurrentes. Se refiere al “equilibrio de rotación”.Se refiere al “equilibrio de rotación”.

El enunciado de que “un cuerpo se encuentra en El enunciado de que “un cuerpo se encuentra en equilibrio completo se refiere a cuando se cumplan equilibrio completo se refiere a cuando se cumplan estás dos condiciones.”estás dos condiciones.”

Planimetría:Planimetría: se denomina planimetría se denomina planimetría al estudio y conocimiento de los planos y sus al estudio y conocimiento de los planos y sus respectivos ejes.respectivos ejes.

Ejes y planosEjes y planos:: eje eje es la es la línea alrededor de la cuál línea alrededor de la cuál se realiza el movimiento y se realiza el movimiento y planoplano es la superficie que es la superficie que se halla en ángulo recto se halla en ángulo recto con aquel y en la que se con aquel y en la que se produce el movimiento. produce el movimiento.

Estos términos se usan Estos términos se usan para facilitar la descripción para facilitar la descripción del movimiento o dirección del movimiento o dirección y , por lo que se refiere a y , por lo que se refiere a

los ejes y planos del los ejes y planos del movimiento articular, se movimiento articular, se describen con relación al describen con relación al

cuerpo en posición cuerpo en posición anatómicaanatómica

PalancaPalanca: :

“ “El hombre como ser autónomo, es El hombre como ser autónomo, es un conjunto complejo de palancas un conjunto complejo de palancas óseas unidas por articulaciones de óseas unidas por articulaciones de

diversos tipos y movidos por la diversos tipos y movidos por la contracción muscular. contracción muscular.

Este complejo mecánico obedece a las Este complejo mecánico obedece a las leyes comunes de las palancas, leyes comunes de las palancas, reposa en el suelo por medio de reposa en el suelo por medio de

apoyos variables y está sometido a apoyos variables y está sometido a las leyes de la gravedad y del las leyes de la gravedad y del

equilibrio”.equilibrio”.

Primer genero o de ínter Primer genero o de ínter apoyo: es una palanca de apoyo: es una palanca de

equilibrio.equilibrio. El apoyo se encuentra El apoyo se encuentra

situado entre la situado entre la potencia y la potencia y la resistencia.resistencia.

Es una palanca de Es una palanca de equilibrio. equilibrio.

El hecho dominante es El hecho dominante es la estabilidad y el la estabilidad y el estado de equilibrio estado de equilibrio puede lograrse con o puede lograrse con o sin ventaja mecánicasin ventaja mecánica..

Palancas de segundo Palancas de segundo generogenero

La resistencia se La resistencia se encuentra entre la encuentra entre la potencia y el punto potencia y el punto de apoyo.de apoyo.

Esta es una palanca Esta es una palanca de fuerza ya que de fuerza ya que siempre aporta una siempre aporta una ventaja mecánica.ventaja mecánica.

Palanca: de tercer genero o Palanca: de tercer genero o de ínter potencia.de ínter potencia.

Está es una palanca de Está es una palanca de velocidad.velocidad.

En el cuerpo humano En el cuerpo humano existen muchos ejemplos.existen muchos ejemplos.

En este tipo de palanca, es En este tipo de palanca, es en el que existe siempre en el que existe siempre una desventaja mecánica una desventaja mecánica es la palanca de velocidad, es la palanca de velocidad, en que la perdida de la en que la perdida de la ventaja que se logra por la ventaja que se logra por la rapidez y la amplitud de rapidez y la amplitud de movimientos.movimientos.

Tipos de contracción muscular: Tipos de contracción muscular: esta puede ser isometría e esta puede ser isometría e isotónica.isotónica. IsométricaIsométrica:: (de Iso: igual, y métrica: (de Iso: igual, y métrica:

medida) actúa sobre el desarrollo de una medida) actúa sobre el desarrollo de una fuerza por un aumento en la tensión fuerza por un aumento en la tensión intramuscular, sin ninguna variación en la intramuscular, sin ninguna variación en la longitud del músculo.longitud del músculo.

IsotónicaIsotónica:: está variación constituye un está variación constituye un aumento en la tensión intramuscular, aumento en la tensión intramuscular, acompañada por una variación en la acompañada por una variación en la longitud del músculo. Está variación puede longitud del músculo. Está variación puede ser un acortamiento o un alargamiento del ser un acortamiento o un alargamiento del músculo.músculo.

Tipos de trabajo muscular:Tipos de trabajo muscular:el trabajo muscular se define como el producto de el trabajo muscular se define como el producto de la fuerza por la distancia a través de la cuál actúa la fuerza por la distancia a través de la cuál actúa

la fuerza.la fuerza.

Los tipos de trabajo muscular que regulan y Los tipos de trabajo muscular que regulan y mueven las palancas del cuerpo son el mueven las palancas del cuerpo son el

efecto efecto estático, el concéntrico y el estático, el concéntrico y el excéntrico.excéntrico.

Trabajo muscular estáticoTrabajo muscular estático: los músculos se contraen : los músculos se contraen isométricamente para equilibrar fuerzas puestas y mantener la isométricamente para equilibrar fuerzas puestas y mantener la estabilidad, pero este tipo de actividad muscular se denomina estabilidad, pero este tipo de actividad muscular se denomina generalmente , aunque arto inadecuada, trabajo muscular generalmente , aunque arto inadecuada, trabajo muscular estático para distinguirlo del trabajo muscular concéntrico y estático para distinguirlo del trabajo muscular concéntrico y excéntrico. excéntrico.

Trabajo muscular concéntricoTrabajo muscular concéntrico:: los músculos se contraen los músculos se contraen isométricamente en el acortamiento muscular para producir el isométricamente en el acortamiento muscular para producir el movimiento. Ambas inserciones del músculo se aproximan movimiento. Ambas inserciones del músculo se aproximan (concéntrico – hacia el centro) y se produce el movimiento en (concéntrico – hacia el centro) y se produce el movimiento en la dirección de la tracción muscular.la dirección de la tracción muscular.

Trabajo muscular excéntricoTrabajo muscular excéntrico:: los músculos se contraen los músculos se contraen isotónicamente alargándose, las inserciones musculares se isotónicamente alargándose, las inserciones musculares se separan (excéntrico – lejos del centro) ya que trabajan para separan (excéntrico – lejos del centro) ya que trabajan para oponer una fuerza que es mayoroponer una fuerza que es mayor que la que la de su propia que la que la de su propia contracción. El movimiento se produce, por lo tanto, en la contracción. El movimiento se produce, por lo tanto, en la dirección de la fuerza de oposición, es decir, en la dirección dirección de la fuerza de oposición, es decir, en la dirección opuesta a la tracción muscular. opuesta a la tracción muscular.

Efectos del músculo sobre la palancaEfectos del músculo sobre la palanca

A los fines descriptivos tomaremos A los fines descriptivos tomaremos como ejemplo una palanca de tercer como ejemplo una palanca de tercer genero (sistema humero radio genero (sistema humero radio cubital y Bíceps Braquial), la acción cubital y Bíceps Braquial), la acción del Bíceps según al intensidad de la del Bíceps según al intensidad de la contracción muscular puede ser de contracción muscular puede ser de tres tipos:tres tipos:

1.1.Efecto estático:Efecto estático: el antebrazo se el antebrazo se mantiene sobre el brazo sin mantiene sobre el brazo sin movimiento, estando equilibrados la movimiento, estando equilibrados la acción muscular y el peso.acción muscular y el peso.

Efecto dinámico concéntrico o Efecto dinámico concéntrico o efecto motorefecto motor

Efecto dinámico Efecto dinámico concéntrico o efecto concéntrico o efecto

motormotor: : de está forma si el antebrazo de está forma si el antebrazo

está en extensión, al está en extensión, al flexionarlo sobre el brazo flexionarlo sobre el brazo realiza una contracción realiza una contracción dinámica concéntrica. dinámica concéntrica.

Para que la potencia venza a Para que la potencia venza a la resistencia, es necesario y la resistencia, es necesario y suficiente que la potencia sea suficiente que la potencia sea mayor que la resistencia. mayor que la resistencia.

Existen dos tipos de Existen dos tipos de contracción dinámica contracción dinámica concéntrica: concéntrica:

La forma lenta y progresiva.La forma lenta y progresiva. La forma explosiva.La forma explosiva.

3. Efecto dinámico excéntrico, moderador 3. Efecto dinámico excéntrico, moderador o frenador.o frenador.

Efecto dinámico Efecto dinámico excéntrico, moderador excéntrico, moderador

o frenadoro frenador::

se caracteriza por una se caracteriza por una contracción continua contracción continua con alargamiento del con alargamiento del músculo o separación músculo o separación de sus puntos de de sus puntos de inserción.inserción.

En está contracción la En está contracción la potencia muscular es potencia muscular es inferior a resistenciainferior a resistencia

Músculos de fuerza y Músculos de fuerza y músculos de velocidad.músculos de velocidad.

Ejemplo Bíceps y Braquial Anterior.

Uno es un músculo proximal y el otro músculo distal.

Se diferencian en su acción: uno esta adaptado a los movimientos de fuerza y el otro a los de velocidad.

Cuando más proximal es un músculo más débil es su potencia mecánica y cuando más distal es un músculo mayor es su potencia mecánica.

El músculo distal es un músculo de fuerza y el músculo proximal es un músculo de velocidad.

Acción mecánica de los músculos Acción mecánica de los músculos poliarticulares y monoarticulares.poliarticulares y monoarticulares.

Se denomina músculo Se denomina músculo poliarticularpoliarticular, al que atraviesa , al que atraviesa varias articulaciones generalmente, varias articulaciones generalmente, por hecho, estos músculos pueden por hecho, estos músculos pueden tener acción sobre cada tener acción sobre cada articulación atravesada.articulación atravesada.

En cambio el músculo En cambio el músculo monoarticularmonoarticular, está adaptado a la , está adaptado a la articulación que cruza.articulación que cruza.

Movilidad Movilidad articulararticular

Los movimientos esqueléticos se Los movimientos esqueléticos se producen en las articulaciones y producen en las articulaciones y grado de movimiento posible depende grado de movimiento posible depende de la estructura anatómica precisa de de la estructura anatómica precisa de la articulación y de la posición de los la articulación y de la posición de los músculos que accionan.músculos que accionan.

Semimoviles o secundariamente Semimoviles o secundariamente cartilaginosas.cartilaginosas.

Móviles o sinoviales.Móviles o sinoviales.

Las articulaciones pueden clasificarse Las articulaciones pueden clasificarse según el movimiento que realizan.según el movimiento que realizan.

Uníaxiales: el movimiento se realiza en un Uníaxiales: el movimiento se realiza en un solo eje, es una articulación en charnela solo eje, es una articulación en charnela (flexo-extensión), o en pivote, el movimiento (flexo-extensión), o en pivote, el movimiento es rotatorio (articulación atloaxoidea).es rotatorio (articulación atloaxoidea).

Biaxiales: condíleas (cuatro movimientos).Biaxiales: condíleas (cuatro movimientos).

Poliaxiales: esféricas o enartrosis (todos los Poliaxiales: esféricas o enartrosis (todos los movimientos).movimientos).

Planas: permiten solo movimientos de Planas: permiten solo movimientos de deslizamientos siendo probablemente de deslizamientos siendo probablemente de carácter Poliaxiales.carácter Poliaxiales.

Posiciones fundamentales Scherrington Posiciones fundamentales Scherrington afirmo que la postura sigue al movimiento afirmo que la postura sigue al movimiento

como una sombra.como una sombra.

“ “ La postura es la actitud adoptada La postura es la actitud adoptada por el cuerpo mediante apoyo por el cuerpo mediante apoyo durante la inactividad muscular o durante la inactividad muscular o por medio de la acción coordinada por medio de la acción coordinada de muchos músculos actuando de muchos músculos actuando para mantener la estabilidad o para mantener la estabilidad o para asumir la base esencial que se para asumir la base esencial que se adapta constantemente al adapta constantemente al movimiento que tiene que movimiento que tiene que realizar”.realizar”.

PosturasPosturas Posturas inactivas:Posturas inactivas: son las adoptadas por el reposo son las adoptadas por el reposo

y el sueño.y el sueño.

Posturas activas:Posturas activas: se requiere la acción conjunta de se requiere la acción conjunta de muchos músculos para mantener las posiciones muchos músculos para mantener las posiciones activas, las cuales pueden ser estáticas o activas, las cuales pueden ser estáticas o dinámicas.dinámicas.

Estáticas:Estáticas: este tipo de postura se mantiene por la este tipo de postura se mantiene por la interacción de grupos musculares que actúan más interacción de grupos musculares que actúan más o menos estáticamente para estabilizar las o menos estáticamente para estabilizar las articulaciones en la posición de la gravedad y otras articulaciones en la posición de la gravedad y otras fuerzas (posturas erectas para mantener el fuerzas (posturas erectas para mantener el equilibrio).equilibrio).

Dinámicas:Dinámicas: este tipo de postura se requiere para este tipo de postura se requiere para construir la base fundamental para el movimiento.construir la base fundamental para el movimiento.

Posiciones Posiciones fundamentalesfundamentales Firme.Firme. Arrodillado.Arrodillado. Tumbado o supina.Tumbado o supina. Suspendido.Suspendido. Las demás son posiciones Las demás son posiciones

derivadas.derivadas.

Cadena cinética Cadena cinética Se llama Se llama Cadena CinéticaCadena Cinética a un a un

conjunto de articulaciones conjunto de articulaciones unidas por segmentos óseos que unidas por segmentos óseos que

van a realizar un movimiento van a realizar un movimiento complejo, forman una unidad complejo, forman una unidad

motora, motora,

(hombro, codo, muñeca, mano).(hombro, codo, muñeca, mano).

Puede ser Cadena Cinética Puede ser Cadena Cinética Abierta o Cadena Cinética Abierta o Cadena Cinética

CerradaCerrada

Cadena cinética abiertaCadena cinética abierta

Cuando la Cuando la extremidad extremidad

distal esta libre, distal esta libre, (mano libre por (mano libre por

ejemplo, pie ejemplo, pie libre por libre por ejemplo).ejemplo).

Cadena Cinética CerradaCadena Cinética Cerrada

Cuando la Cuando la extremidad extremidad distal esta distal esta

fija, fija, (mano(mano

apoyada en la apoyada en la pared), etc.pared), etc.