Biomecánica Medica

Br. Sergio Antonio Padilla Pérez

Universidad Autónoma de Nicaragua, UNAN-Managua

Facultad de Ciencias Médicas

Biofísica Medica

ELABORADO POR: SERGIO PADILLA PÉREZ. Roberta Perez Richard Ariel Torrez Javier Martínez

Biomecánica

VIERNES 29 DE ABRIL DEL 2016

“A LA LIBERTAD POR LA UNIVERSIDAD”


DADME UN PUNTO DE APOYO Y MOVERÉ AL MUNDO.

ARQUÍMEDES



BIOFISICA MEDICA - BIOMECÀNICA

SUMARIOCONCEPTOS BÁSICOS EN BIOMECÁNICA.CAMPOS DE LA BIOMECÁNICA.FUERZA. UNIDADES DE MEDIDA DE LA FUERZA. FUERZA ELÁSTICA Y LEY DE HOOKE. CARACTERÍSTICAS DE UNA FUERZA. TIPOS DE FUERZA. ANÁLISIS DE FUERZA.LEYES DE NEWTON.TENSIÓN Y PALANCA.BIOMECÁNICA Y ERGONOMÍA.COLUMNA VERTEBRAL , BIOMECÁNICA DE LA ESPALDA Y TIPOS DE POSTURA.PREVENCIÓN DE LESIONES


OBJETIVOS• FAMILIARIZARSE CON LOS CONCEPTOS GENERALES DE LA

BIOMECANICA.

• ANALIZAR LAS BASES FÍSICAS DE LA BIOMECANICA.

• APLICAR LAS LEYES DE LA BIOMECANICA EN LA RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS.

• DIFERENCIAR LOS DISTINTOS TIPOS DE PALANCA Y MOVIMIENTOS.

• •DESARROLLAR HABILIDADES Y DESTREZAS EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS CONCRETOS.

BIOMECANICA

LA BIOMECÁNICA ES UNA DISCIPLINA CIENTÍFICA QUE SE DEDICA A ESTUDIAR LA ACTIVIDAD DE NUESTRO CUERPO, EN CIRCUNSTANCIAS Y CONDICIONES DIFERENTES, Y DE ANALIZAR LAS CONSECUENCIAS MECÁNICAS QUE SE DERIVAN DE NUESTRA ACTIVIDAD, YA SEA EN NUESTRA VIDA COTIDIANA, EN EL TRABAJO, CUANDO HACEMOS DEPORTE, ETC. CIENCIA QUE APLICA LAS LEYES DEL MOVIMIENTO MECÁNICO EN LOS SISTEMAS VIVOS, ESPECIALMENTE EN EL APARATO LOCOMOTOR.


LA BIOMECÁNICA MÉDICA, ENCARGADA DE EVALUAR LAS PATOLOGÍAS QUE AQUEJAN AL CUERPO HUMANO PARA GENERAR SOLUCIONES CAPACES DE EVALUARLAS, REPARARLAS O PALIARLAS.

LA BIOMECÁNICA DEPORTIVA, QUE ANALIZA LA PRÁCTICA DEPORTIVA PARA MEJORAR SU RENDIMIENTO, DESARROLLAR TÉCNICAS DE ENTRENAMIENTO Y DISEÑAR COMPLEMENTOS, MATERIALES Y EQUIPAMIENTO DE ALTAS PRESTACIONES.

LA BIOMECÁNICA OCUPACIONAL, CUYA MISIÓN ES ESTUDIAR LA INTERACCIÓN DEL CUERPO HUMANO CON NUESTRO ENTORNO MÁS INMEDIATO, Y QUE NUESTRO TRABAJO, CASA, CONDUCCIÓN DE VEHÍCULOS, MANEJO DE HERRAMIENTAS, ETC., Y ADAPTARLOS A NUESTRAS NECESIDADES Y CAPACIDADES. EN ESTE ÁMBITO, LA BIOMECÁNICA SE RELACIONA CON OTRA DISCIPLINA, COMO ES LA ERGONOMÍA.Br. Sergio Antonio Padilla Pérez


BIOMECÁNICA¿ POR QUE ESTUDIAMOS BIOMECÁNICA?

¿PARA QUÉ SIRVE?VALORACIÓN DEL DAÑO CORPORALEL OBJETIVO DE LA BIOMECÁNICA ES RESOLVER LOS

PROBLEMAS QUE SURGEN DE LAS DIVERSAS CONDICIONES A LAS QUE PUEDE VERSE SOMETIDO NUESTRO CUERPO EN DISTINTAS SITUACIONES.

SU OBJETIVO PRINCIPAL ES 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.


CONCEPTOS BÁSICOS EN BIOMECÀNICA

FUERZA:Es un impulso o una tracción ,que causa o modifica el movimiento de las masas y se describen:Fuerzas internas; son producidas por las contracciones musculares que actuan sobre los segmentos oseos (movimiento o estabilizando).Fuerzas externas o cargas: son ajenas al cuerpo ( fuerza de la gravedad, resistencia del aire,resistencia del agua, reacción del piso)


LAS FUERZAS EXTERNAS PUEDEN A SU VEZ SER:ACTIVAS: LA GRAVEDAD, LA FUERZA DE UN COMPAÑERO O CONTRINCANTE, LA FUERZA DEL AIRE O EL AGUA CUANDO IMPULSA UN CUERPO.PASIVAS: DE REACCIÓN DEL SUELO, DE ROZAMIENTO, DE RESISTENCIA DEL AIRE O EL AGUA.


CARACTERÌSTICAS DE UNA FUERZA

• LAS CARACTERISTICAS DE UNA FUERZA SON:

A. MAGNITUD

B. LINEA DE ACCION

C. DIRECCION

D. PUNTO DE APLICACION

LA FUERZA SE CONSIDERA UNA CANTIDAD VECTORIAL PORQUE TIENE MAGNITUD Y DIRECCION Y POR LO TANTO PUEDE REPRESENTARSE POR UN VECTOR.


FUERZAS NATURALES

• GRAVITATORIAS.• ELÉCTRICAS• MAGNÉTICAS.• FUERZA NUCLEARES FUERTES.• FUERZA NUCLEARES DÉBILES.

MEDIDA DE LAS FUERZAS. UNIDADES.

• LA UNIDAD DE MEDIDA DE LAS FUERZAS EN EL SISTEMA INTERNACIONAL ES EL NEWTON (N) QUE ES LA FUERZA APLICADA A 1KG DE MASA PARA QUE ADQUIERA UNA ACELERACIÓN DE 1 M/S2.

• M N = KG · —— S2

• OTRA UNIDAD DE FUERZA MUY USADA ES EL KILOPONDIO (KP) (NORMALMENTE LLAMADO “KILO”).

• 1 KP = 9,8 NBr. Sergio Antonio Padilla Pérez

ANÁLISIS DE FUERZAS• SI CONSIDERAMOS QUE EL PUNTO DE APOYO ESTÁ

EXACTAMENTE EN EL CENTRO DE LOS BRAZOS DE LA PALANCA. UN PESO DE 20 LB COLOCADO EN UN EXTREMO REQUIERE DE UNA CARGA DE IGUAL PESO EN EL EXTREMO OPUESTO PARA TENER UN BALANCE.



ANÁLISIS DE FUERZAS

• PARA SOSTENER UN PESO DE 20 LB A 8 IN DE TU COLUMNA, DEBES EJERCER UNA FUERZA DE 80 LB.

• CUANDO LEVANTAS UNA CARGA EN TU TRABAJO Y NECESITAS EXTENDER TUS BRAZOS E INCLINARTE HACIA DELANTE, DEBES TOMAR EN CUENTA EL PESO DE TU CUERPO. POR EJEMPLO, CUANDO SOSTIENES UN PESO DE 20 LB A 20 IN DE TU COLUMNA, LA FUERZA DE CONTRAPESO DEBE SER DE 410 LB.


ANÁLISIS DE FUERZAS

• PARA PODER REALIZAR UN BUEN ANÁLISIS DE LAS FUERZAS QUE DEBERÁN SOSTENER Y DESARROLLAR LAS PERSONAS, DEBEREMOS CONSIDERAR QUE CADA SEGMENTO CORPORAL TIENE SU PESO: MANO, ANTEBRAZO, BRAZO, CABEZA, ETC., QUE PODEMOS APROXIMAR PORCENTUALMENTE POR EL PESO TOTAL DEL SUJETO.


FUERZA ELÁSTICA Y LEY DE HOOKE

• AL ESTIRAR UN CUERPO ELÁSTICO O DEFORMABLE, LA DEFORMACIÓN DE ÉSTE ES PROPORCIONAL A LA FUERZA APLICADA. EN ESTA PROPIEDAD SE BASAN LOS DINAMÓMETROS PARA SABER LA FUERZA QUE SE APLICA SOBRE ELLOS.

• LA EXPRESIÓN MATEMÁTICA SE CONOCE COMO • LEY DE HOOKE:

F ELAST. = – K · R

• “K” SE CONOCE COMO CONSTANTE ELÁSTICA Y DEPENDE LÓGICAMENTE DEL TIPO DE RESORTE O CUERPO ELÁSTICO.

Felast.

r

FUERZA ELÁSTICA

• HAY UNA FUERZA LÍMITE, A PARTIR DE LA CUAL EL MUELLE DEJA DE COMPORTARSE COMO ELÁSTICO.

• POR ENCIMA DE ESTA FUERZA SE ENCUENTRA EL LÍMITE DE FRACTURA.

F

x

x0

(long. inicial del muelle)

Ley de Hooke

LEYES DE NEWTON REFERIDAS AL EQUILIBRIO.

ESTAS LEYES SON DE APLICACIÓN UNIVERSAL Y NOS PERMITEN ENTENDER LA FUNCIÓN DE LOS MÚSCULOS QUE MANTIENEN LA POSTURA DEL CUERPO.

LEYES DE NEWTON REFERIDAS AL EQUILIBRIO.PRIMERA LEY DE NEWTON

ESTA LEY TAMBIÉN ES LLAMADA “PRINCIPIO DE INERCIA”, Y SU ENUNCIADO ES EL SIGUIENTE: “TODO CUERPO CONSERVA SU ESTADO DE REPOSO O DE MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME, A MENOS QUE SE VEA OBLIGADO A CAMBIAR ESE ESTADO POR FUERZAS EXTERNAS QUE SE LE APLIQUEN”.

LEYES DE NEWTON REFERIDAS AL EQUILIBRIO.SEGUNDA LEY DE NEWTON

SE LA SUELE DENOMINAR COMO LA “ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA MECÁNICA” Y SE EXPRESA: “LA RESULTANTE DE LAS FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE UN CUERPO DE MASA M, ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL Y TIENE LA MISMA DIRECCIÓN Y SENTIDO QUE LA ACELERACIÓN QUE PRODUCE”.

LEYES DE NEWTON REFERIDAS AL EQUILIBRIO.SEGUNDA LEY DE NEWTON

F = M . A

DE DICHA EXPRESIÓN PODEMOS DEDUCIR QUE EL AUMENTO DE VELOCIDAD, YA SEA DE UN IMPLEMENTO DE ATLETISMO, DE UNA PELOTA, O DEL CENTRO DE GRAVEDAD DEL CUERPO HUMANO, REQUERIRÁ LA APARICIÓN DE UNA DETERMINADA ACELERACIÓN, LA CUAL DEPENDERÁ EN FORMA DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA FUERZA QUE LA ORIGINE. DICHO EN FORMA MÁS SENCILLA, A MAYOR FUERZA, MAYOR ACELERACIÓN (OBVIAMENTE MIENTRAS LA MASA PERMANEZCA CONSTANTE).

DONDE:F = FUERZA.M = MASA DEL OBJETO.A = ACELERACIÓN.

LEYES DE NEWTON REFERIDAS AL EQUILIBRIO.

TERCERA LEY DE NEWTONESTA PROPIEDAD DE LAS FUERZAS ES CONOCIDA COMO “PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN”, Y SE ENUNCIA: “A TODA ACCIÓN SE LE OPONE UNA REACCIÓN DE IGUAL INTENSIDAD Y DIRECCIÓN, PERO DE SENTIDO CONTRARIO”.


TENSIÓN

• SIEMPRE QUE HAY OBJETOS SUSPENDIDOS O UNIDOS POR CUERDAS, ÉSTAS EJERCEN O TRANSMITEN SOBRE UN CUERPO UNA FUERZA DEBIDO A LA ACCIÓN DEL OTRO CUERPO AL QUE ESTÁN UNIDAS.

• ESTA FUERZA SE DENOMINA “TENSIÓN”.

• ASÍ, POR EJEMPLO, SI UN CUERPO ESTÁ SUSPENDIDO DE UNA CUERDA ÉSTA EJERCE SOBRE EL CUERPO UNA FUERZA IGUAL AL PESO Y DE SENTIDO CONTRARIO DE FORMA QUE LA SUMA DE AMBAS FUERZAS SEA NULA.

P

T



LOS HUESOS COMO PALANCA.LOS HUESOS ESTÁN COMPUESTOS DE DOS SUSTANCIAS MUY DIFERENTES: LA SUSTANCIA COMPACTA Y LA SUSTANCIA ESPONJOSA.

PARA LOS EFECTOS DEL ANÁLISIS FÍSICO, LOS HUESOS SE CONSIDERARÁN COMO “CUERPOS RÍGIDOS”, LOS QUE CUMPLIRÁN EL PRINCIPIO DE PALANCA.


BIOMECANICA HUMANA

Palanca Máquina simple cuya función es transmitir una fuerza. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro.

Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecánica que se aplica a un objeto, para incrementar su velocidad o la distancia recorrida, en respuesta a la aplicación de una fuerza


BIOMECANICA HUMANA

Palanca de 1° Grado

2° Grado

3° Grado







BIOMECÁNICA / ERGONOMÍA




MANIPULACIÓN MANUAL DE CARGAS

PUEDE PRODUCIR FATIGA FÍSICA O LESIONES COMO CONTUSIONES, CORTES, HERIDAS, FRACTURAS Y LESIONES MUSCULO-ESQUELÉTICAS EN HOMBROS, BRAZOS, MANOS Y ESPALDA.

CAUSA DE UN 20-25% DEL TOTAL DE ACCIDENTES LABORALES. LAS LESIONES QUE SE PRODUCEN NO SUELEN SER MORTALES, PERO ORIGINAN GRANDES COSTOS ECONÓMICOS Y HUMANOS.

MANIPULACIÓN MANUAL DE CARGAS: OPERACIÓN DE TRANSPORTE O SUJECIÓN DE UNA CARGA POR PARTE DE PERSONAS, COMO EL LEVANTAMIENTO, LA COLOCACIÓN, EL EMPUJE, LA TRACCIÓN O EL DESPLAZAMIENTO.


FACTORES DE RIESGOCARACTERÍSTICAS DE

LA CARGAESFUERZO FÍSICO

NECESARIOCARACTERÍSTICAS

DEL MEDIO DE TRABAJO

EXIGENCIAS DE LA ACTIVIDAD

FACTORES INDIVIDUALES DE RIESGO


MÉTODO PARA LEVANTAR UNA CARGA

• ES PREFERIBLE MANIPULAR LAS CARGAS CERCA DEL CUERPO, A UNA ALTURA COMPRENDIDA ENTRE LA ALTURA DE LOS CODOS Y LOS NUDILLOS, PARA DISMINUIR LA TENSIÓN LUMBAR.

• SI LAS CARGAS QUE SE VAN A MANIPULAR SE ENCUENTRAN EN EL SUELO O CERCA DEL MISMO, SE UTILIZARÁN LOS MÚSCULOS DE LAS PIERNAS MÁS QUE LOS DE LA ESPALDA.



MÉTODO PARA LEVANTAR UNA CARGA

1.- PLANIFICAR EL LEVANTAMIENTO 2.- COLOCAR LOS PIES 3.- ADOPTAR LA POSTURA DE LEVANTAMIENTO 4.- AGARRE FIRME 5.- LEVANTAMIENTO SUAVE 6.- EVITAR GIROS 7.- CARGA PEGADA AL CUERPO 8.- DEPOSITAR LA CARGA



ANÁLISIS DE LA ANATOMÍA Y BIOMECÁNICA DE LA ESPALDA

La columna vertebral humana forma una estructura flexible de soporte para la cabeza, brazos y piernas. Nos permite encorvarnos y ponernos de cuclillas, girar y mover nuestra cabeza, hombros y caderas. Muchos músculos se sujetan a la columna. Estos le proveen tanto de movilidad como estabilidad.


FUNCIONES DE LA COLUMNA

• EJE DE SUSTENTACIÓN DEL CUERPOMECÁNICA: MANTENER Y TRASMITIR EL PESO DE

LA CABEZA, EXTREMIDADES SUPERIORES Y TRONCO HACIA LAS PIERNAS.

NEUROLÓGICA: PROTEGIENDO LA MÉDULA ESPINAL Y

LOS NERVIOS QUE VAN A IR HACIA LA PELVIS Y LAS PIERNAS.

MOVIMIENTOS DE COLUMNALORDOSIS CERVICAL:

MOV FLEX-EXT, ROTACIÓN


Cifosis Dorsal: Mov de rotación/ Costillas

Lordosis Lumbar: Mov. De Flexo-Ext.

Cifosis Sacra


COLUMNA VERTEBRAL

POSTURA ERECTA

Un cuerpo está en equilibrio cuando su centro de gravedad cae dentro de la base de sustentación. "... La bipedestación no es un equilibrio en el sentido físico del término, sino un desequilibrio permanente constantemente compensado.” Hernández (1995)

POSTURAS

Bipedestación : Posición erguidaDecúbito: Tumbado con la columna rectaSedente: Posición sentada, miembros inferiores formando un ángulo más o menos recto, la columna vertebral recta y la cabeza mirando al frente

ANÁLISIS POSTURAL


Distribución de la presióndel pesoEl 45-65% del peso corporal sobre los talones.El 30-47% del peso corporal sobre el antepié.El 1-8% del peso corporal por encima del mesopié

Estudio reciente (Plas y otros, 1996) muestra que el centro de gravedad del cuerpo en bipedestación se halla en el 55% de la estatura del sujeto, ligeramente por delante de la segunda vértebra sacra.


PREVENCIÓN DE LESIONES MUSCOESQUELETICAS

Pausas para fatiga (fatigue allowances): Tiempos que tiene que descansar el trabajador para recuperarse de la exposición a diversos agentes (ruido, agentes químicos, posturas inadecuadas, etc)

Micropausas (microbreaks o micropauses): Tiempos cortos donde el trabajador realiza rutina de relajamiento muscular.


PREVENCIÓN DE LESIONES MUSCOESQUELETICAS

Dentro de los procesos de trabajo hay tres tipos de pausas :

1)Las pausas del proceso mismo de trabajo (reposición de materiales, ajustes de maquinas, etc)

2)Pausas personales (tiempo para comida, ir al baño, tomar agua)

3)Pausas por fatiga

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