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8/7/2019 SEGUNDA UNIDAD , Mecanoterapia Ppt Share)

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Segunda Unidad:

MECANOTERAPIA

Eduardo Mellado QuintanaLicenciado en KinesiologiaDiplomado en Educación



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Capítulos:i Elementos Generales de Mecanoterapia

i

Maquina de Ejercicio Terapéuticoi Sistema de Suspensión Terapéutica

i Jaula de Rocher

i Poleoterapiai Resortes y Elementos Elásticos

como Sistemas Terapéuticos





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D EFINICION :

� Se asigna esta denominación al uso yempleo de la maquina y sus principiosmecánicos, en la ejecución de ejercicios

terapéuticos.

� Aplicada desde la antigüedad, y

desarrollada en tiempos modernos por Gustav Zander.



5

� La mecanoterapia es una disciplina que se

engloba dentro de la fisioterapia y se definecomo el arte y la ciencia del tratamiento,mediante ingenios mecánicos, de lasdistintas enfermedades, lesiones, trastornos

musculoesqueleticos y desbalancesmecánicos del sistema locomotor.

� Por lo tanto, se utiliza fundamentalmente enla rehabilitación física de enfermos ylesionados.



6

� La mecanoterapia utiliza una gran variedadde aparatos e ingenios a modo deinstrumentos, tales como mesas de manos,

ruedas, jaulas con sistema de pesos y poleas, tracciones, tabla de pedales, entreotras.



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OBJETIVOS D E LA UNI D A D:

Conocer los principios básicos y elementalesde la mecanoterapia.

Evaluar y valorar la aplicación de lamecanoterapia al ejercicio terapéutico,mediante el uso de elementos y leyesmecánicas.

Deducir planes y pautas de ejerciciosmecánicos, en acciones motrices globales.



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OBJETIVO GENERAL D E LA MECANOTERA P IA:

� En la ejecución de los ejercicios, se poneen acción gran cantidad de unidadesmotrices, de uno o varios gruposmusculares, con la finalidad de alcanzarpatrones fisiológicos de fuerza, potencia y

resistencia, con variado consumo deenergía.



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� Dado que las acciones motrices expresanla ejecución de la voluntad, el esfuerzofísico demandado para una reeducaciónmas perfeccionada, mejor dirigida y

ejecutada con relación a los efectosmecánicos sobre el sistemamusculoesqueletico requiere de

parámetros mas estrictos.



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� La dirección y dosificación de losejercicios a través del empleo y uso deelementos mecánicos legalmente

aplicados, produce como solo fin elahorro de energía y la minimización deposibles daños.



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OBJETIVOS ES P ECIFICOS

Elimina o minimiza el efectogravitatorio cuando es necesario

Disminuye la acción sobre segmentosdístales.

Disminuye posibles daños.



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Depura los movimientos a través dela intervención de los músculos queactúan directamente en la acción,eliminando la de otros músculosaccesorios cuya acción general esestabilizadora, lo que implica un

gasto de energía innecesaria.



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CARACTERISTICAS GENERALES:

� La mecanoterapia puede aportar conalgunas o la totalidad de las siguiente

características.Precisión geométrica

Ergonómica

Variedad de movimientos ( pasivos, asistido,activos y resistidos)



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Progresivo

DelicadoVersátil

Simple

Innovador

Dosificable

Variado en cuanto a posiciones.

Manejo de las fuerzas del sistema

( muscular, gravitacional y cargas externas)



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� En general, se consideran tres aspectosimportantes para la actividad enmecanoterapia:

Estabilidad Corporal

Equilibrio Corporal

Puntos de Apoyo y de Acción de losmúsculos



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P RINCI P IOS BIOMECANICOS:

� La motricidad corporal en general, basa

su acción según su relación en el espacio,con sus parámetros verticales yhorizontales, en los que se ejerce el efectogravitatorio.



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� Los segmentos corporales pueden serdesplazados a través de la acción defuerzas musculares, gravitatoria, o

ambas, así como también la acción de lafuerza de gravedad puede tener un efectode oposición al movimiento.



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FISIOLOGIA MUSCULAR:

Acción de los Músculos:� Oportuno es recordar algunos aspectos

sobre la fisiología muscular y su efectosobre las palancas óseas.

� Todo músculo presenta a lo menos dospuntos de inserción, uno de los cualesdebe constituir el punto de apoyo y el otroel punto móvil.



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� Al producirse la contracción muscular, seproduce acoplamiento de los sarcomeros

con lo cual el músculo acorta suestructura, ejerciendo tracción sobre lostendones terminales, los que a su ves

actúan movilizando a las palancas óseas.



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� Determinar cual terminación tendinosa serála móvil y cual será de punto fijo de apoyo,dependerá de la acción de las resistenciasexterna que actúan a través de las palancasóseas sobre las terminaciones tendinosas.

� Así, la palanca que ofrezca mayor resistenciaactuara de punto fijo de apoyo para el

músculo, mientras que la palanca que ofrecemenor resistencia al músculo, determinara elpunto móvil del músculo, con el consiguientemovimiento de dicha palanca.



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� También es importante establecer que lacarga a utilizar en los circuitos de trabajo,tales como en los circuitos de poleas,dependerá de dos factores, que son:

Principio de Fatigabilidad Muscular

Principio de Respuesta Muscular



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� Estos serán directamente dependiente dela resistencia a vencer, así:

A mayor resistencia, mayor numero deunidades motrices a reclutar.



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Tipo de Contracción:

� La naturaleza de la contracción musculartambién ejerce un rol determinante en eltrabajo sobre las palancas en las accionesmotrices.

� De acuerdo a lo anterior, la contracciónmuscular se clasifica de acuerdo aparámetros de:

Recorrido muscular, Tono muscular, Tipomuscular, Resistencia externa a vencer,Carrera muscular y elongación muscular.



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Naturaleza del movimiento articular:

� En lo relativo al tipo de movimientoarticular, este dependerá de la naturaleza dela fuerza que lo produce, esto es de origeninterno o externo.

Movimiento Pasivo: Producido por fuerzaexterna (gravitacional, carga, terapeuta yauto movilización)

Movimiento Activo: Producido por fuerzainterna con o sin acción de fuerzaexterna.



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Eficacia del trabajo muscular sobre

las acciones motrices:

� La eficacia final del trabajo muscular

sobre una acción motriz dependerá demuchos factores tanto fisiológicos comoambientales en forma simultanea.

� Desde la perceptiva muscular, la eficaciadepende de factores mecánicos yfisiológicos.



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Eficacia Fisiológica:

� Depende de la fuerza musculardesarrollada, lo que depende del numerode fibras musculares reclutadas y delnumero e intensidad de sarcomeros

activados o acoplados.� La eficacia fisiológica tendrá su valor

máximo cuando el músculo inicie su

contracción desde una posición delongitud submaxima, la que correspondea la longitud de equilibrio menos el 10%de su acortamiento.



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� También es oportuno señalar que lalongitud muscular tiene un impacto

determinante en su eficacia, ya que engeneral, a mayor longitud, mayor fuerzade contracción, desde la longitud de

reposo.



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� La fuerza desarrollada por el músculo nonecesariamente tendrá un efecto deseadosobre las palancas, por lo que esnecesario analizar el efecto mecánico quela fuerza ejerce sobre las palancas.



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Eficacia Mecánica:

� Depende del ángulo de incidencia del

vector fuerza sobre la palanca� Dado que para que una fuerza tenga un

efecto rotatorio sobre una palanca que

pivotea en un punto, debe incidirperpendicularmente sobre esta, por talrazón para ángulos de incidenciasmuscular distintos de 90°, se debedescomponer el vector en suscomponentes cartesianos, siendo solo lacomponente normal la que tiene efecto

rotatorio.



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Exploración Articular:

� Además de lo anterior, es necesarioanalizar el efecto exploratorio de las

palancas en el espacio y de cómo loselementos mecánicos de las palancas, estoes: huesos, articulaciones, músculos,tendones y ligamentos, dispuestas en

forma precisa, son capaces de producirmovimiento.

(Véase figuras explicativas)



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� En efecto, mientras el punto de inserción

del tendón tendrá un cierto desplazamiento,s , en la figura, el extremo distal de la palanca se desplaza S , relacionadosangularmente a través de un radian, siendoS mayor que s.

� De tal forma, mientras mayor sea el brazode palanca, mayor será la exploración en elespacio de su extremo distal.



42

� Con relación al punto de inserción delmúsculo en una palanca, si bien mientrasmas cerca esté del punto de giro o

articulación, tendrá menor brazo depalanca, con el efecto de un menortorque.



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� Sin embargo esta situación escompensada por el mayor brazo deexploración en el extremo distal, lo quedetermina una mayor exploración de la

palanca en el espacio, así, pequeñosmovimientos musculares generan grandesplazamiento del extremo de la

palanca.



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Siner gias Mot r ices:

� Una acción motriz determinada, se produceen forma inequívoca, gracias a la intervenciónde variados factores fisiológicos y mecánicos,sin embargo, quizá lo mas determinante seala participación de variados grupos

musculares, de acción sincronizada encadenas miocinematicas.



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� Tales cadenas musculares se desarrollanrelacionando la acción muscular yarticular a través de un estrecho laso de

interdependencia, denominado Sinergia.



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Segundo Capitulo: Maquina como Elemento de Ter apéutico

� Definición de Maquina� Acción de una maquina

� Conceptos mecánicos

� Estabilidad y Equilibrio

� Puntos de Apoyo

� Rose

� Rendimiento y Alto Rendimiento

� Sistemas de Transmisión de energia� Palanca

� Polea

� Engranajes y Rodamientos



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Definición de Maquina:

� Una maquina se define como un sistemade elementos mecánicos destinados amejorar la eficacia de una acción ,mejorando así su rendimiento.



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Acción de una Maquina: puede orientarse a:

� Multiplicar fuerza

� Multiplicar trabajo o energía generada.

� Multiplicar potencia

� Multiplicar velocidad y rapidez

� Multiplicar movimiento a través delaumento del movimiento y la disminucióndel tiempo invertido.

� Disminuir tiempo

� Disminuir energía consumida

� Anular resistencias internas o externas.



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Conceptos Mecánicos

Estabilidad y equilibrio:� Estos conceptos adquieren vital

relevancia en el funcionar de una

maquina, dado que estos sistemas soncapaces de desarrollar gran energia, porlo que sus elementos mecánicos

constituyentes deberán estar en perfectoequilibrio mecánico, para que nointerfieran y no afecten sobre la accióndel trabajo fisiológico.



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Punto de Apoyo:

� Con el objetivo de otorgar y asegurarequilibrio y estabilidad, las maquinasposeen un sistema mecánico basado enelementos capaces de otorgar apoyo como

medio de descargar la energia producidapor la maquina.

� Por su parte, la interacción con la

maquina también debe ofrecer puntos deapoyo, a modo de asegurar laespecificidad del trabajo muscular yarticular.



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ROSE:

Definición:� Se define como la resistencia que opone la

materia al movimiento y que se

desarrolla en las superficies de contactoentre los cuerpos que intercalan.

Clasificación:

� Los tipos de rose se clasifican de acuerdoa los puntos de contactos entre lassuperficies, asi:



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Rose Resbalante:

� Cuando cada punto de la superficie deuno de los cuerpos se contacta con cadapunto de la superficie del otro cuerpo.

Rose Rodante:� Cuando cada punto de la superficie deuno de los cuerpos se contacta con unsolo punto de la superficie del otrocuerpo.

Rose Simultaneo:

� Refiere al rose mixto.



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Leyes del Rose:

1.- El rose desarrollado es independiente de las

áreas en contacto.

2.- El rose desarrollado es independiente de las

velocidades relativas da cada una de lassuperficies en contacto. Solo las altas

velocidades aumentan el rose.

3.- El rose es directamente dependiente de lafuerza normal del peso de un cuerpo que

actúa sobre una superficie de deslizamiento.



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� Fuerza Normal es la fuerza cuya línea de acciónes perpendicular al plano en donde actúa.

� El plano de acción puede ser o no paralelo al plano horizontal, así:

Superficie de deslizamiento paralela al planohorizontal

� PESO TOTAL = NORMAL ROSE MAXIMO

Superficie de deslizamiento no paralela alplano horizontal ( oblicuo inclinado)

� PESO TOTAL = NORMAL ROSE MENOR



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4

.- El rose depende de la naturaleza de lassuperficies en contacto, que determinan el

coeficiente de rose.

5.- El rose rodante es inversamente proporcionalal radio de rodadura del cuerpo.

6.- El rose en general disminuye el movimiento

de un cuerpo en relación a otro con el cual secontacta.



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R endimiento y Alto R endimiento

� El concepto de rendimiento relaciona laeficacia de una acción o suceso

determinado, respecto del costo de estamisma.

A mayor Eficacia, mayor Rendimiento.A menor Eficacia, menor Rendimiento.



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� La energía suministrada a una maquinase utiliza en trabajo o energía disipada através de calor, luz, entre otras. Así,

mientras menor sea la energía disipada,mayor será el rendimiento.



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RENDIMIENTO = EN

ERGIA APROBECHADAENERGIA SUMINISTRADA

RENDIMIENTO = TRABAJO REALIZADOTRABAJO SUMINISTRADO



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Maquina de Alto Rendimiento:

� Una maquina de ejercicios que ostentaesta clasificación debe presentar unaserie de requisitos desde el punto de vistade la eficacia, entre los que destacan:



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Especifica para una función articular oacción muscular.

Adaptable a las medidas antropométricasde los usuarios

Disponer de puntos de apoyosestabilizadores para estructuras que noparticipan

Cargas cuantificables

Cargas de efecto constantePuntos de aplicación de cargas específicos

a la articulación o al grupo muscular



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Rangos de cargas amplios

Puntos de apoyo a los músculos quetrabajan

Presencia de elementos de transmisión de

fuerzas, poleas y / o palancas.Estabilidad del sistema y del deportista.

Fuerzas constantes

Puntos de aplicación de fuerzasDistribución bilateral de cargas.



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SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE ENERGIA

� Las maquinas disponen de variadossistemas para producir, almacenar ytransmitir la energia.

� Tales sistemas se basan en conceptostanto matemáticos como físicos y estánconstituidos por elementos mecánicos de

alto rendimiento.



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� Entre estos destacan los siguientes:

PalancasPoleas

EngranesRodamientosTrinquete

GatilloPlano Inclinado ( Rampa, Hélice y Cuña)



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P ALANCA:

� Sistema constituido por un elementocapas de rotar en un punto (pivote,

fulcro o eje de giro), determinando unmomento de las fuerzas que sobre ellaactúan, ejerciendo un efecto de torque,con lo que tiene la capacidad detransmitir el efecto de dichas fuerzassobre otros cuerpos.



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� De acuerdo sus propiedades mecánicas,

existen tres tipos de palancas:

De primer grado o Interapoyo:

EquilibrioDe segundo grado o Interresistencia:

Velocidad

De tercer grado o Interpotencia:Potencia



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P OLEA:

� Sistema mecánico de transmisión de fuerzacon forma de disco, cuyo borde radialexterno presenta una garganta, la que

permite alojar una cuerda a modo de undispositivo capas de transmitir la acciónvectorial de una fuerza.



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� Las poleas corresponden, en si, a un tipoparticular de palancas, denominadas

palanca circular y que se caracterizan porpresentar un brazo de palanca quecorresponde al radio de circulo, cuyo valor

es constante.



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� Como las fuerzas aplicadas sobre las poleas

a través de las cuerdas, se contactantangencialmente al perímetro de la polea ysabiendo que una tangente será siempreperpendicular al radio de circulo, sedetermina que:

El torque ejercido será siempre máximo

El torque ejercido será siempre constante

El torque ejercido será siempre conocido



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� La principal característica de estesistema, es que permite transmitir laacción de un vector que representa lamanifestación de alguna propiedad

mecánica, como es el caso de las fuerzas,pudiendo conservar o modificar suscaracterísticas de modulo, dirección y

sentido.



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� Estos elementos se clasifican de acuerdo ala posición de la polea dentro del sistema,

esto es, si la polea permanece fija o semueve dentro del sistema, determinando así dos tipos de poleas, las fijas y las móviles.



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� En los sistemas de poleas se distinguen lossiguientes elementos básicos:

Resistencia (R). Corresponde al peso de la cargaque se quiere elevar a la fuerza a vencer.

Potencia (P). Es la fuerza necesaria para vencer laresistencia.

Tensión (T). Es la fuerza de reacción que apareceen el eje de la polea para evitar que la cuerda loarranque.Tiene el mismo valor que la suma vectorial de la

potencia y la resistencia.



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� Las fuerzas de la Potencia y laResistencia se coinciden, por lo tanto elsistema esta en equilibrio mecánico.



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P olea Fija:

� Aquella polea que no se desplaza dentrodel sistema y permanece fija.

� Este tipo de polea no modifica el modulo

de la fuerza que interactua con ella, perosi puede modificar la dirección o elsentido.

� Se clasifican en:

Polea Fija SimplePolea Fija de Gancho



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Polea Fija Simple



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Polea Fija de Gancho



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� Esta polea se emplea para tres utilidades básicas:

1. Transformar un movimiento linealcontinuo en otro de igual tipo, pero dediferente dirección o sentido

2. R educir el rozamiento de las cuerdas enlos cambios de dirección3. Obtener un movimiento giratorio a partir

de uno lineal continuo.� Las dos primeras son consecuencia una de

la otra y la tercera es muy poco empleada.



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Modificar la dirección de un movimientolineal y reducir el rozamiento de lacuerda en los cambios de dirección:

� Si se desea que el movimiento de la

re sist encia (el objeto a mover) se realice endirección o sentido diferente al de la pot encia (fuerza aplicada), es necesario quela cuerda que une ambas fuerzas (potencia y

resistencia) presente cambios de direcciónen su recorrido.



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� Tales cambios de dirección solamente

pueden conseguirse haciendo que el cable pivotee en algún objeto.

� Este censillo mecanismo puede llegar a

deteriorar la cuerda y producir su roturadado el roce producido en tales puntos que pueden producir fricciones muy elevadas.

� Una forma de reducir este rozamientoconsiste en colocar pol eas fijas de cabl e enesos puntos.



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� Por tanto, la polea fija se emplea para reducir elrozamiento de la cuerda en los puntos de cambiosde dirección y se encuentra bajo la forma de poleasimple de cable

� Útil en variados mecanismos tales como sistemas

para el accionamiento de puertas automáticas,sistemas de elevación de cristales de automóviles,ascensores, tendales, poleas de elevación de cargasy asociadas a un gancho en los sistemas de

elevación de cargas.� Se les puede utilizar aisladas o en combinación

con poleas móviles formando polipastos.



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Convertir movimiento lineal en giratorio:

� Al halar de la cuerda del aparejo se produceel giro de la polea, lo que puede

aprovecharse para conseguir que tambiéngire el propio eje sin más que conectar polea y eje entre sí.

� Esta utilidad se puede encontrar por ejemplo en los sistemas de arranque de losmotores fuera de borda.



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� El funcionamiento de este sistema técnicose caracteriza por:

Potencia y resistencia tienen la mismaintensidad (valor numérico), por lo que el

mecanismo no tiene ganancia mecánica.

La cuerda soporta un esfuerzo de tracciónigual al de la carga, por lo que estemecanismo necesita emplear cuerdas eldoble de resistentes que las empleadas paraelevar la misma carga con una polea móvil.



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La potencia se desplaza la misma distanciaque la carga ya que está unida directamentea ella a través de la cuerda, pero endiferente dirección o sentido.

De lo anterior deducimos que la ventaja deemplear este mecanismo para el evar pe sossolo viene de la posibilidad de que podemosayudarnos de nuestro propio peso corporal

ejerciendo la fuerza en dirección verticalhacia abajo, en vez de hacia arriba.



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P olea Móvil:� Aquella polea que se desplaza dentro del

sistema, cambiando de posición.

� Este tipo de polea puede alterar parcial o

totalmente el vector de la fuerza con laque interactua, ya que puede modificarsu dirección, su sentido y también su

modulo, ya sea que lo disminuya o que loaumente, según el numero de vectores ysu sentido respecto de la polea.



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Vectores Concéntricos:

� Cuando en una polea móvil entra un par de vectores( iguales entre sí) y sale solamente uno, cuyo valor esmayor, pudiendo tener un valor máximo igual a lasuma de los dos vectores que entran, lo que

dependerá del ángulo de incidencia de los vectoresque entran sobre la polea, siendo máxima cuando elángulo sea de 90º, determinando que el par devectores concurrentes hacia la polea sean paralelos

entre si y por lo tanto se dice que este tipo de poleamóvil duplica la fuerza.



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Vectores Excéntricos:� Cuando en una polea móvil entra un vectores y salen

dos, cuyo valor unitario es menor al que entra, pudiendo tener un valor mínimo igual a la mitad delvector que entra, lo que dependerá del ángulo deincidencia de los vectores que salen de la polea,siendo máxima cuando el ángulo sea de 90º,determinando que el par de vectores excurrentesdesde la polea, sean paralelos entre si y por lo tanto

se dice que este tipo de polea móvil divide a la mitadla fuerza.



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� A medida que se abre el ángulo de salida,es decir que los vectores que salendivergen entre si, su valor será aunmenor.



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� La polea móvil no es otra cosa que una

polea de gancho conectada a una cuerda quetiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo y el otro (ext remo móvil )conectado a un mecanismo de tracción.

� Estas poleas disponen de un sistemaarmadur a-e je que les permite permanecer unidas a la carga y arrastrarla en su

movimiento (al tirar de la cuerda la polea semueve arrastrando la carga).



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� Diferenciación en los elementos funcionales:

Resistencia (R). Es el peso de la carga quequeremos elevar o la fuerza que queremos vencer.

Tensión (T). Es la fuerza de reacción que apareceen el punto fijo para evitar que la cuerda loarranque. Tiene el mismo valor que la potencia.

Potencia (P). Es la fuerza que tenemos querealizar para vencer la resistencia.Esta fuerza es la única que nosotros tenemos queaplicar, pues la tensión es soportada por el puntode anclaje de la cuerda.



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� Podemos ver que la polea móvil estácolgando de dos tramos de cuerda; ademástambién vemos que la re sist encia (R ) tirahacia abajo, mientras que la pot encia (P) yla t en sión (T) lo hacen hacia arriba, por tanto, en este mecanismo la re sist enciaqueda anulada o compensada con las

fuerzas de la pot encia y la t en sión,cumpliéndose que su suma vectorial es nula.



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� El funcionamiento de este sistema técnicose caracteriza por:

Podemos elevar un objeto pesado(resistencia, R ) ejerciendo una fuerza(potencia, P) igual a la mitad del peso de lacarga (P=R/2). La otra mitad del peso(tensión) la soporta el otro extremo de la

cuerda, que permanece unido a un puntofijo (T=R/2).



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La cuerda solamente soporta un esfuerzo detracción equivalente a la mitad de la carga(T=R/2). Por eso con este mecanismo se

pueden emplear cuerdas la mitad de

resistentes que en el caso de emplear una polea fija.La carga y la polea solamente se desplazan

la mitad del recorrido (L/2 metros) que

realiza el extremo libre de la cuerda (Lmetros).



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� El inconveniente de este montaje es que para elevar la carga tenemos que hacer

fuerza en sentido ascendente, lo que resultaespecialmente incómodo y poco efectivo.Para solucionarlo se recurre a su empleo

bajo la forma de polipasto (combinación de poleas fijas con móviles).



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� Debido a que es un mecanismo que tieneganancia mecánica (empleando pequeñas pot encias se pueden vencer resistenciasmayore s), se emplea para reducir elesfuerzo necesario para la elevación o elmovimiento de cargas. Se suele encontrar en máquinas como grúas, montacargas,

ascensores...



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� La presentación comercial de estas poleas

varía según la utilidad a la que vayadestinada. En algunas versiones se montanvarias poleas sobre una misma armaduracon la finalidad de aumentar el número de

cuerdas y por tanto la ganancia mecánicadel sistema. En otras se sustituye laarmadura por una carcasa metálica querecoge a la polea en su interior, mejorandoasí la presentación estética y la seguridad ensu manipulación



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P olipastos:

� La combinación de poleas fijas y móviles,normalmente se encuentra formando parte

de mecanismos más complejosdenominados Polipastos.

� Se emplea en la elevación o movimiento de

cargas siempre que queramos realizar unesfuerzo menor que el que tendríamos quehacer levantando a pulso el objeto.



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� Es una combinación de poleas fijas y

móviles recorridas por una sola cuerda quetiene uno de sus extremos anclado a un

punto fijo.

� En este mecanismo la ganancia mecánica yel desplazamiento de la carga van enfunción inversa: cuanto mayor sea la

ganancia conseguida menor será eldesplazamiento.

L l é i d l i l



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� Los elementos técnicos del sistema son lossiguientes:

La polea fija tiene por misión modificar ladirección de la fuerza (potencia) que ejercemos

sobre la cuerda. El hecho de ejercer la potencia ensentido descendente facilita la elevación de cargas, pues podemos ayudarnos de nuestro propio peso.

La polea móvil tiene por misión proporcionar

ganancia mecánica al sistema. Por regla general,cada polea móvil nos proporciona una gananciaigual a 2.



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La cuerda (cable) transmite las fuerzasentre los diferentes elementos. Su

resistencia a la tracción ha de estar enfunción del valor de la re sist encia y de laganancia mecánica del sistema, que a su vezdepende del número de poleas móviles y desu combinación con las fijas.



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� La ganancia de cada sistema depende de lacombinación realizada con las poleas fijas y

móviles, por ejemplo, podremos obtener ganancias 2, 3 ó 4 según empleemos una polea fija y una móvil, dos fijas y una móvilo una fija y dos móviles respectivamente.



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� Este sistema tiene el inconveniente de que

la distancia a la que puede elevarse unobjeto depende de la distancia entre poleas(normalmente entre las dos primeras poleas,

la fija y la primera móvil). Para solucionarlose recurre a mecanismos en los que varias poleas fijas y móviles acopladosrespectivamente en ejes comunes, son

recorridos por la misma cuerda.



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ENGRANAJES:

� Corresponden a un tipo particular depoleas, los que a diferencia de las poleas

tradicionales, estas no utilizan cuerda paratransmitir su efecto vectorial, ya que loejercen a través del contacto directo y

tangencial entre los discos, transmitiéndosela energía.

El f t d l j d ll



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� El efecto de los engranajes se desarrolla através de las revoluciones que estos soncapases de producir, por lo que un sistemade engranajes puede provocar tantoaumento como disminución de las

revoluciones.

� Dependiendo de la relación entre dos o mas

engranes, se pueden distinguir dos efectos.



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Aumenta las revoluciones cuando laenergía se transmite desde un disco demayor radio hacia uno de menor radio.

Disminuye las revoluciones cuando laenergía se transmite desde un disco demenor radio hacia uno de mayor radio.



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Rodamientos:



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T r en de Rodadur a� Sistema de poleas concéntricas, constituido

sobre la base y los principios de las poleas.

� Compuesto por dos poleas, una dentro de laotra, interpuestas a través de un sistema debolígrafos que producen el efecto demovimiento de rotación , cuyo rotor esta

representado por la polea central, mientras queel efecto estático o estator lo ejerce la poleaperiférica.



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� La principal característica es que estesistema disminuye o elimina el rose.

� El efecto de vector o piola lo puede ejercercualquiera de las dos poleas, dependiendode cual reciba la carga, permaneciendofija una mientras la otra se mueve

transmitiendo el vector de la fuerza.



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� La utilidad del tren de rodadura aparececuando queremos arrastrar o empujar

objetos reduciendo su rozamiento con elsuelo (u otra superficie sobre la que semueva). Su utilidad se centra en mantener lar ueda solidar ia con el objeto a la vez quereduce la f r icción entre este y el suelo.



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� Se emplea en todos los medios de

locomoción terrestre: bicicletas, carros,automóviles, patinetes

Conversión de movimiento lineal en giratorio:



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Conversión de movimiento lineal en giratorio:

� Dentro de las utilidades que se le pueden atribuir esta la de convertir un movimiento lineal en unogiratorio.

� De hecho, cuando un automóvil no arranca y lo

empujamos por una rampa se produce la secuenciasiguiente:

« El coche se mueve linealmente, las ruedasgiran y transmiten al eje un movimiento giratorio

que pasa al motor a través del cambio de marchas, permitiendo que este arranque «



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� Esta conversión también la podemosobservar en los coches de juguete dotadosde volante de inercia:

« Para que se muevan solos es necesario

hacer que gire el volante de inerciamoviéndolos previamente sobre el suelo «

� La rueda empleada en el transporte necesita, al



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p p ,menos, dos elementos más para poder funcionar:

una armadura y un eje.� A esto suele añadirse, al menos: un cojinete parareducir el rozamiento de la rueda con el eje (o eldel eje con la armadura, como en el caso de la

carretilla). En los automóviles y otros medios delocomoción más desarrollados lo normal es quetambién incluya un sistema de suspensión(colocado entre la armadura y el soporte y cuyamisión es evitar que las imperfecciones del suelo

se transmitan a la carga), uno de frenada y otro dedirección.



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� Todo esto junto es lo que constituye eldenominado tren de rodadura, que cadadía se completa con nuevos elementos más

perfeccionados (suspensión hidráulicainteligente, frenos de disco autoventilados,ruedas de perfil bajo, dirección asistida dedureza variable, regulación de altura...)



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� A diferencia del rodillo la rueda se



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� A diferencia del rodillo, la rueda se

desplaza con la carga y no suprimetotalmente el rozamiento. Para evitarlo sehace imprescindible emplear cojinetes de

bolas o de rodillos.

� El cojinete reduce el rozamiento al convertir



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El cojinete reduce el rozamiento al convertir un movimiento por deslizamiento (como elque aparecería entre el eje y la armaduracuando aquel se mueve con la rueda) en uno

por rodadura (que es el que aparece entre los

dos anillos del cojinete).

Historia de la Rueda:



139

� Se supone que la primera aplicación de la rueda altransporte se llevó a cabo hacia el 3200 a. de C. enSumeria y sur de Mesopotámica por transición dela narria (cajón o escalera que se arrastraba sobrerodillos en las zonas planas transportando pesos) a

la carreta al afianzarse bajo aquella los rodillos detal manera que pudieran girar sin deslizarse. En un principio es probable que el eje estuviera solidariocon la rueda y se mantuviera en su lugar mediantetirantes de cuero. Después se aumentó el diámetro

del rodillo, se seccionó y redujo su longitudapareciendo la rueda.

� Las primeras ruedas se construyeron de



140

� Las primeras ruedas se construyeron de piedra (hacia el 3200 a. de C.), pasandodespués a emplear la madera con travesañocentral y rodeadas en su perímetro de una

banda de cuero que después pasó a ser de

cobre (288 a. de C.).� Hacia el 2350 los Arcadios introdujeron las

ruedas de 8 radios, lo que permitió

aumentar la ligereza y velocidad de loscarros.

� Hacia el 2000 a de C empezaron a emplearse



141

Hacia el 2000 a. de C. empezaron a emplearseruedas de 6 u 8 radios de bronce encerrados en una

llanta de madera.� Sobre el 1600 a. de C. el eje dejó de estar solidario

con la rueda y pasó a asumir su función de ejerobusto.

� A continuación el sistema de la rueda permanecióinvariable: se mantuvieron los radios (aunque pasaron a construirse de madera) y la rueda se

rodeó de un aro de hierro -después se empleó elacero- lo que permitió aumentar su duración.

� En 1846 R obert W. Thomson inventó la rueda deá d i (t b d hi h d d i



142

cámara de aire (tubo de goma hinchado de aire y protegido con una lona, la superficie de rodadurase protegía con una banda de cuero) queamortiguaba las imperfecciones del terreno.

� En 1865 empezaron a emplearse ruedas de gomamacizas en las bicicletas (M. Thévenon).

� En 1888 el irlandes John Boyd Dunlop inventó elneumático (rueda provista de cámara de aire yválvula).

� Con la aparición de los coches y otros medios detransporte de personas, el tren de rodadura se perfecciona añadiendo otros elementos comosuspensiones, cojinetes, sistemas de frenos,dirección...

T i t



143

T r inquete:

� Es un mecanismo que deriva de la r ueda

d entada, pero no tiene sus mismas

funciones.� Básicamente está formado por una rueda

dentada y una uñeta que puede estar accionada por su propio peso o por unmecanismo de resorte.



144

� La rueda dentada posee unos dientes



145

pinclinados especialmente diseñados

(denominados dient e s d e t r inquet e) par ad e splazar a la uñeta dur ant e el gir o

permitido y en g r anar se con ella cuandointenta girar en el sentido no permitido.

� La uñeta hace de freno, impidiendo el girode la rueda dentada en el sentido no

permitido.

� 1ª Conexión

� Además del sistema anterior, existen diferentesti d t i t



146

tipos de trinquetes:

De retención, cuando solamente se limita a permitir o no el movimiento del eje o árbol en unsentido.

De accionamiento, cuando otro mecanismo(generalmente una biela o un émbolo) dotado de

un movimiento de vaivén empuja a la ruedadentada en el sentido de giro permitido, mientrasla uñeta lo impide en el contrario.

d i i l



147

Irreversible, cuando permite o retiene el

movimiento siempre en el mismo sentido degiro. R epresenta el tipo mas empleado.

Reversible, cuando puede permitir o retener el movimiento en ambos sentidos, gracias aun sistema de uñetas reversibles (y a undiseño de los dientes adecuado).



148

� Este operador tiene dos utilidades prácticas:

Conver tir un movimiento lineal u oscilant een int ermit ent e

Limitar el gir o d e un e je o ár bol a un solo sentido.

Conversor de movimiento:



149

Conver sor de movimiento:

� Como conversor de movimientoalternativo en discontinuo se encuentra enlas ruedas de dientes curvos, gatos deelevación de coches, relojes, mecanismos detracción manual.

� 2ª Conexión

F r eno de gi r o:



150

� Como limitador del sentido de giro se

emplea en frenos de mano de automóviles,rueda trasera de las bicicletas, cabrestantesde barcos, mecanismos de relojería, llaves

fijas, destornilladores .

Gatillo:



151

� Normalmente es una palanca en cuyo extremo seencuentra una uña, que es la encargada de retener el mecanismo que libera la energía. Cuandoaccionamos la palanca, la uña se retira dejandolibre el mecanismo y liberando la energía en formade movimiento, chorro de aire, sonido...

� En muchos juguetes se emplean resortes que

incluyen un trinquete cuya uñeta forma parte del propio gatillo.

� El funcionamiento básico del sistema es eli i t



152

siguiente:

Primero almacenamos la energía en el resortegirando el trinquete (normalmente mediante unamariposa que está unida a él) en el sentido libre.

Accionando la palanca, la uñeta se retira y permiteque el trinquete gire llevado por el resorte. Elesfuerzo realizado en liberar el trinquete esmínimo en comparación con la energía que hemosliberado (la que estaba almacenada en el resorte).



153

� La principal característica del gatillo es que



154

p p g q pueda liberarse fácilmente, pero nunca por accidente.

� Su accionamiento puede ser manual oautomático. Por ejemplo, en los walkman

la cinta del cassette deja de girar o invierteel sentido del movimiento si es reversiblecuando llega a su fin, otro ejemplo presenta

en las ratoneras, en que el mecanismo sedispara cuando el ratón coge el queso.

� Permite variadas utilizaciones, entre las que



155

, qdestaca:

Permite liberar una energía aplicando paraello muy poco esfuerzo y movimiento.

Se emplea en cepos, ballestas, pistolas,desoldadores, mangueras surtidoras decombustible, lanza platos, garduñas.

Plano Inclinado:



156

P lano Inclinado:

� El plano inclinado es una superficie plana que forma con otra un ángulo

muy agudo, mucho menor de 90º.

� En la naturaleza aparece en forma del h l h



157

rampa, pero el ser humano lo ha

adaptado a sus necesidades haciéndolomóvil, como en el caso del hacha o delcuchillo.



158

Utilidades:



159

Utilidades:

� El plano inclinado es el punto de partida deun nutrido grupo de operadores ymecanismos cuya utilidad tecnológica esindiscutible.

� Sus principales aplicaciones son tres:

Rampa

HéliceCuña

Rampa:



160

p

� La rampa es una superficie plana que formaun ángulo agudo con la horizontal.

� La rampa viene definida por su

inclinación, que puede expresarse por elán gulo que forma con la hor izontal o en porcentaje (relación entre la alturaalcanzada respecto a lo que avanza

horizontalmente, multiplicado por 100).Este último es el que se emplea usualmente para indicar la inclinación de las carreteras.

Utilidades de la Rampa



161

p

� La rampa es un plano inclinado cuyautilidad se centra en dos aspectos:

R

educir el esfuerzo necesario para elevar un peso

Dirigir el descenso de objetos o líquidos.

Reducción del esfuerzo:� La rampa permite elevar objetos pesados de forma

á ill h ié d l ti l t



162

más sencilla que haciéndolo verticalmente.

� El recorrido es mayor (pues el tablero de la rampasiempre es más largo que la altura a salvar), pero elesfuerzo es menor.

� Podemos encontrar rampas con esta utilidad encarreteras, vías de tren, rampas para acceso a garajes,escaleras, acceso de minusválidos, puertos pesqueros, piscinas.

� La utilidad del plano inclinado que se



163

emplea en forma de rampa es para reducir

el esfuerzo necesario para elevar una masa(carreteras, subir ganado a camiones, accesoa garajes subterráneos, escaleras).

Dirigir el descenso de objetos o líquidos:C d i li l i i t



164

� Cuando se quiere canalizar el movimiento

descendente de un objeto también se recurrea la rampa, pues añadiéndole unas simplesguías (o empleando tubos inclinados) se

puede conseguir que el camino seguido seael que nosotros queremos, evitandodesviaciones no deseadas.

� Con esta utilidad se emplea en tejados,



165

canalones, toboganes, acueductos, boleras, parques acuáticos, máquinas expendedoras,teléfonos públicos (guía para las monedas).

H istor ia de la Rampa:� Aunque el plano inclinado es un operador



166

� Aunque el plano inclinado es un operador

presente en la naturaleza (en forma derampa o cuesta) y que ya había sidofabricado en forma de cuña (puntas deflecha y lanza, hachas...) por parte de las

culturas prehistóricas, se supone que noempezaron a construirse r am pasconscientemente hasta el nacimiento de lasculturas megalíticas (4000 a.C.) y la

consiguiente necesidad de desplazar yemplear grandes bloques de piedra.

� Con la aparición de los carros empezaron at i i t í l d



167

construirse caminos que tenían que salvar grandes

accidentes geográficos (sobre el 3000 a.C.)� Hacia el 2800 a.C., en Mesopotámica, empieza a

emplearse en forma de escalera de obra(adaptación de la rampa a la fisonomía del ser

humano) en las viviendas y construccionessociales.

� Después los romanos generalizaron su uso para eltrazado de calzadas y la conducción de agua a lasciudades (acueductos).

H élice:



168

� El plano inclinado en forma de hélice, paraconvertir un movimiento giratorio en lineal(tornillo, sinfín, hélice de barco, entre otros)

Tor nillo y Tuer ca



169

y

� El Tornillo es un operador que derivadirectamente del plano inclinado y siempretrabaja asociado a un orificio roscado.

� Básicamente puede definirse como un planoinclinado enrollado sobre un cilindro, o lo que esmás realista, un surco helicoidal tallado en lasuperficie de un cilindro, que si está tallado sobre

un cilindro afilado o un cono tendremos untirafondo



170

� En él tornillo se distinguen tres partes



171

básicas: Cabeza, Cuello y Rosca:

� La Cabeza: Permite sujetar el tornillo oimprimirle un movimiento giratorio con la ayuda



172

imprimirle un movimiento giratorio con la ayuda

de útiles adecuados.� El Cuello: Es la parte del cilindro que ha quedado

sin roscar (en algunos tornillos la parte del cuelloque está más cercana a la cabeza puede tomar

otras formas, siendo las más comunes la cuadraday la nervada)

� La Rosca: Es la parte que tiene tallado el surco, y presenta el hilo o saliente del surco, el fondo o parte baja y la cresta o filo mas saliente.

� Según se talle el surco, o figuradamente, se enrolleel plano en un sentido u otro tendremos las



173

el plano en un sentido u otro tendremos las

denominadas rosca derecha (con el fileteenrollado en el sentido de las agujas del reloj) orosca izquierda (enrollada en sentido contrario).

Rosca Sencilla y Múltiple



174

y p

� Se pueden tallar simultáneamente uno, dos o mássurcos sobre el mismo cilindro, dando lugar atornillos de rosca sencilla, doble, triple o mas,siendo la más empleada la rosca sencilla,reservando las roscas múltiples para mecanismos

que ofrezcan poca resistencia al movimiento y enlos que se desee obtener un avance rápido con unnúmero de vueltas mínimo como el caso demecanismos de apertura y cierre de ventanas otrampillas.



175

Tipo de Tornillo:



176

p

� Todo tornillo se identifica mediante5

características básicas: cabeza, diámet r o,longitud, per fil de r osca y paso de r osca.

La Cabeza permite sujetar el tornillo o imprimirle

el movimiento giratorio con la ayuda de útilesadecuados (Los más usuales son llaves fijas oinglesas, destornilladores o llaves Hallen). Lasmás usuales son la forma hexagonal, cuadrada,semiesférica, gota de sebo, cónica, avellanada, ocilíndrica..



177

El Diámetro es el grosor del tornillodid l d l l



178

medido en la zona de la rosca. Se suelemedir en milímetros o en pulgadas.

La Longitud del tornillo es lo que mide larosca y el cuello juntos.

El Perfil de rosca hace referencia al perfild l f l l h ll d l ill



179

del fil et e con el que se ha tallado el tornillo;los más empleados son:

� Las roscas en "V" aguda suelen emplearse parainstrumentos de precisión como tornillomicrométrico, microscopio entre otros.



180

, p

� La Witworth y la métrica se emplean para sujeción(sistema tornillo-tuerca).� La redonda para aplicaciones especiales como las

lámparas y portalámparas.� La cuadrada y la trapezoidal se emplean para la

transmisión de potencia o movimiento tales comogrifos, presillas, gatos de coches.

� La dientes de sierra recibe presión solamente en unsentido y se usa en aplicaciones especiales como en

mecanismos dónde se quiera facilitar el giro en unsentido y dificultarlo en otro, como tirafondos ysistemas de apriete.

El Paso de rosca es la distancia entre doscrestas consecutivas.



181

� Si es de rosca sencilla, se corresponde con loque avanza sobre la tuerca por cada vueltacompleta y si es de rosca doble el avance seráigual al doble del paso.

Utilidad:



182

� El tornillo es en realidad un mecanismo dedesplazamiento en que el sistema tornillotuerca transforma un movimiento giratorioen uno longitudinal, pero su utilidad básicaes la de unión desmontable de objetos,dando lugar a dos formas prácticas de uso:

Combinado con una Tuerca, en que permitecomprimir entre esta y la cabeza del tornillo las



183

piezas que queremos unir. En este caso eltornillo suele tener rosca métrica y es usualcolocar arandelas con una doble función de proteger las piezas y evitar que la unión se afloje

debido a vibraciones.

Empleando como tuerca las propias piezas asujetar. En este caso es usual que el agujero de la

i t l b d l t ill t l d



184

pieza que toca la cabeza del tornillo se taladre con

un diámetro ligeramente superior al del tornillo,mientras que la otra pieza que hace de tuerca estéroscada. Se emplea para sujetar chapas o piezasdiversas sobre estructuras.

Tuer ca:� La tuerca puede describirse como un orificio

d d d h li id l t ll d l



185

redondo roscado con surco helicoidal tallado en elinterior del orificio, en el interior de un prisma ytrabaja siempre asociada a un tornillo.

� Si se practica un orificio redondo en un operador ydespués se rosca, tendremos, a todos los efectos,

un operador que hace de tuerca (aunque no seauna tuerca propiamente dicha).

Tipo de Tuerca:� Toda tuerca se identifica, básicamente, por 4

características: nº de caras, grosor, diámetro y



186

características: n de caras, grosor, diámetro y

tipo de rosca.

El número de caras de las tuercas suele ser 6

(tuerca hexagonal) ó 4 (tuerca cuadrada). Sobre

estos modelos básicos se pueden introducir diversas variaciones que imprimen a la tuercacaracterísticas especiales (ciega, con reborde,ranurada, entre otras).

� Un modelo de tuerca muy empleado es lapalomilla (rueda de las bicicletas



187

palomilla (rueda de las bicicletas,tendederos de ropa...), que contiene dos

planos salientes para facilitar el giro de latuerca empleando solamente las manos.

El grosor es la longitud de la tuerca.



188

El diámetro hace referencia al diámetro deltornillo que encaja en ella. Este diámetro noes el del agujero, sino el que aparece entre

los fondos de la rosca.

El tipo de rosca se refiere al perfil de larosca que está normalizado junto con el



189

rosca que está normalizado junto con eldiámetro del tornillo que encaja en ella.

Utilidad:



190

� Las tuercas son operadores que siempretrabajan en conjunción con un tornillo.

� Su utilidad se centra es dos apartados:

U nión d e smontabl e de objetos. M ecanismo d e d e splazamiento.

Otras utilidades.

Como Unión Desmontable se emplea colocandoentre ella y la cabeza del tornillo las piezas que



191

y p q

queremos unir. Al girar la tuerca esta se desplazahacia el tornillo y atrapa con fuerza las dos piezasen su interior.

Como Mecanismo de Desplazamiento no sueleemplearse una tuerca propiamente dicha, sino másbien un agujero roscado en otro operador de



192

bien un agujero roscado en otro operador, de

forma que este, haciendo las veces de una tuerca,se desplaza con cada giro del tornillo (también es posible que el que se desplace con el giro sea eltornillo).

Además de lo anterior, las tuercas tambiénse emplean en forma de tapa de tarros y



193

se emplean en forma de tapa d e tarr os y

bot ellas, de tal forma que cuando giramos latapa esta avanza en dirección al cuerpo (quehace de tornillo) y produce una unión

desmontable muy fiable.

H usillo:



194

� El husillo es un tornillo sin cabeza, muylargo en relación a su diámetro.

� Puesto que es un operador diseñado para la

transmisión de movimiento emplea un perfilde rosca cuad r ado o t r ape zoidal parareducir al máximo el rozamiento.

� En combinación con una tuerca o un or ificior oscado en otro operador, se emplea para



195

convertir un movimiento giratorio en unolongitudinal, dando lugar al denominadosistema tornillo-tuerca

� Lo podemos encontrar en tornos, fresadoras,

presillas, prensas, entre otras.

Ti r afondo:



196

� El tirafondo es un tornillo afilado dotadode una cabeza diseñada para imprimirle ungiro con la ayuda de algún elemento (llavefija, destornillador, llave Allen).

� El diseño de la rosca se hace en función del tipo



197

de material en el que ha de penetrar, sean metales,madera, plástico, entre otros.

� Existen variados modelos de tirafondos que se

diferencian, principalmente, por el tipo de cabeza,el útil necesario para imprimirle el giro, el tipo derosca y los aspectos dimensionales de longitud ygrosor.



198

U tilidad:



199

� Su utilidad principal se centra en la unióndesmontable de objetos en las que el propioobjeto es el que hace de tuerca.

Cuña:� De forma sencilla se podría describir como



200

� De forma sencilla se podría describir comoun prisma triangular con un ángulo muyagudo. También podríamos decir que es una

pieza terminada en una arista afilada que

actúa como un plano inclinado móvil.

Estudio de las fuer zas:



201

� La cuña es un amplificador de fuerzas (tieneganancia mecánica). Su forma de actuar es muysimple: transforma una fuerza aplicada en

dirección al ángulo agudo (F) en dos fuerzas perpendiculares a los planos que forman la aristaafilada (F1 y F2); la suma vectorial de estasfuerzas es igual a la fuerza aplicada.



202

� Las fuerzas resultantes son mayores cuantomenor es el ángulo de la cuña.

Utilidades:



203

Utilidades:

� La cuña es sumamente versátil y forma parte de multitud de mecanismo de usocotidiano.

� Algunas de sus utilidades prácticas son:

Modificar la dirección de una fuerza. Puesconvierte una fuerza longitudinal en dos fuerzasperpendiculares a los planos que forman el ángulo



204

perpendiculares a los planos que forman el ánguloagudo. Esta utilidad es la empleada para abrir oseparar cuerpos: obtener tablones de los árboles, partir piedras en canteras, cerrar o abrir los dientesde una cremallera.

Convertir un movimiento lineal en otro perpendicular.



205

� Si combinamos dos cuñas podemos convertir elmovimiento lineal de una en el desplazamiento perpendicular de la otra creando una gran fuerzade apriete.

� Esta utilidad es especialmente apreciada en elajuste de ensambles en madera, sujeción de puertas, ajuste de postes en la construcción, llavesde cerraduras.

� 3º Conexión

Herramienta de corte, bien haciendo uso de laarista afilada (cuchillo, abrelatas, tijeras,maquinilla eléctrica cuchilla de torno ) o



206

maquinilla eléctrica, cuchilla de torno...) orecurriendo al tallado de pequeñas cuñas (dientesde sierra) que en su movimiento de avance soncapaces de arrancar pequeñas virutas (sierra parametales, serrucho, sierra mecánica, fresa, lima...).

H istor ia y evolución de la Cuña:



207

� El hombre de Cromañón ya la empleaba bajo laforma de hacha, cuchillo y puntas de lanza.

� En el 3000 a.C. ya se empleaba en las canterasegipcias para la separación de grandes bloques de piedra y para extraer tablas de los árboles.También por esta época se empieza a emplear enforma de sierra para madera.

� Hacia el 29

00 a.C. se empieza a emplear enSumeria bajo la forma de arado de madera.

� Hacia el 1000 a.C. se aplica a las tijeras paratrasquilar ovejas.



208

� En 1848 es empleada por Linus Yale para lafabricación de la llave de la primera cerradura deseguridad. Esa llave estaba dotada de dientes desierra con alturas diferentes.

� En 1906 se patenta la cremallera formada por dientes que se engarzan entre sí por efecto de dos planos inclinados que los presionan. Una cuñaintroducida entre ellos permite separarlos.

Ter cer Capitulo: Sistema de Suspensión Ter apéutica



209

Definición:

� Movimientos, pasivos o activos, impresos a

una articulación, mediante la oscilación através de la suspensión antigravitatorio dela extremidad distal del segmento delmiembro suspendido.

� La suspensión, permite sostener



210

La suspensión, permite sostenerestructuras corporales en planosantigravitatorios, ahorrando grandesesfuerzos musculares.



Objetivos:

� Un primer y principal objetivo será



212

sustituir durante el curso de los ejerciciosasí como durante el reposo, la acción de lamusculatura y estructuras periarticularesencargados de la suspensión

antigravitatorio.

� De lo anterior se desprenden dos

importantes efectos: ahorrar energía yevitar posibles daños articulares ymusculares.

Descripción:



213

� Se trata de un sistema en que cadamiembro o estructura que se deseasuspender, será enganchado en un punto

determinado y sostenido desde un planomas alto, a través de un sistema sobre labase de cuerdas y ganchos.

� Se reconocen tres puntos importantes en



214

Se reconocen tres puntos importantes enel sistema:

* Punto articular o móvil

* Punto de la tomada del miembro, alejadade la articulación

* Punto de enganche superior al de latomada en el eje vertical.

� Los movimientos del miembro se realizanen un plano perpendicular a la



215

suspensión.

� La tomada siempre será a través de arnés

o fajas a modo de cubrir lasarticulaciones dístales para darles apoyoy evitar lesiones articulares. Así como

también, se deben apoyar todas lasarticulaciones dístales a la articulación, através de cuerdas auxiliares.

� Importante es destacar que nunca sedebe tomar la extremidad a través de la



216

ropa, ya que se desconoce su resistencia ygrado de estabilidad, así como también laropa debe ser liviana y adecuada para noentorpecer el sistema.

� También es importante señalar que tantola cuerda principal del enganche así como



217

las auxiliares que sostendrán lasarticulaciones intermedias, deben serconvergente hacia un solo punto del

enganche superior, ya que de lo contrario,cada cuerda tendría su propio arco demovimiento y se limitarían entre sí.

� Los sistemas de anclajes para los enganchessuperiores deben ser suficientemente firmespara soportan tanto el peso de la estructura



218

suspendida, así como, la inercia impresa porlos movimientos del ejercicio, por lo tantoserán de un material y diseño adecuado para

este fin.

� Dichos sistemas pueden ser o muy sencillos

tales como ganchos tipo cáncamos dispuestosen las paredes y techo, o muy sofisticadoscomo una jaula tipo Rocher.

Clasificación:



219

� La clasificación se determina de acuerdoal punto de enganche superior, así, sedescriben tres sistemas con algunas

variantes cada una:

Suspensión Vertical o Pendular

Suspensión Axil Suspensión Excéntrica

Suspensión Vertical o Pendular:



220

� Cuando el punto de enganche es verticalal punto de la tomada en la extremidad,

alejada de la articulación.� Este tipo de suspensión es de acción100% antigravitatorio, sin efecto paralelocompresivo ni dicstractivo.

� La palanca oscila rotando en torno a la



221

articulación en dos ejes a través de dosplano, describiendo un arco inscrito en elplano vertical, por lo tanto describe un

movimiento mixto en un ejeperpendicular a la suspensión y otro enun eje paralelo a la suspensión, el que nofavorece al movimiento, sino más bien lo

limita, por lo que se considera unmovimiento compuesto.

Suspensión Axil:



222

� Cuando el punto de enganche es verticalal punto articular.

� La palanca oscila rotando en torno a dos

ejes pero del mismo plano, que eshorizontal, perpendicular a la suspensión.

� Por lo anterior, este tipo de suspensióndescribe un movimiento en arco en unsolo plano antigrabitatorio.

� Desde el punto de vista vectorial, laacción de la fuerza peso tiene un efecto



223

pnormal o rotatorio y un efecto paralelocompresivo hacia la articulación.

� La palanca describe un ampliomovimiento en un plano, que le permite ala articulación su máxima exploración.

Suspensión Excéntrica:



224

� Cuando el punto de enganche se ubican encualquier punto que no sea axil ni pendular.

� En general, a menor altura del enganche, el

sistema de suspensión presentara mascaracterísticas de axil y mientras máselevado sea el enganche, presentara mascaracterísticas de pendular.

� Dependiendo en donde se localiza, seclasifica en:

Colineal ent r e pendular y axil:



225

p y

� Presenta componentes de ambas, con

predominio da la más cercana.� A medida que se eleva el enganche, se hacemas pendular.

Colineal por delante del punto pendular :



226

� Presenta componente paralelo distractivo

� Movimiento en dos planos, que se limitan a

medida que se aleja por delante del puntopendular.

Colineal por det r ás del punto axil:



227

� Presenta predominio de efecto paralelocompresivo

� Movimientos en dos planos muy amplios.

Later al a los puntos axil y pendular :



228

� Movimiento en dos planos conpredominio hacia el lado del enganche

debido a la fuerza de gravedad.� El movimiento presenta una fase pasiva

hacia lateral y una fase activa hacia

medial.

Efectos Terapéuticos:



229

� El efecto que se describe, depende decada tipo de suspensión.

� En general, como ya se describió, lasuspensión ejerce un efectoantigravitatorio sobre las estructuras ensuspensión, suprimiendo la acción de los

músculos suspensores de acciónestabilizadora.

� Lo anterior tiene un efecto de Flotación



230

aérea de las extremidades, produciendoun efecto tal que ante la mínimacontracción muscular, se ejerce un

movimiento sobre el miembrosuspendido, efecto que será mayor que laflotación a través de la fuerza de empujedel agua.

Suspensión P endular o Ver tical:



231

Determina movimientos breves y en dosplanos.

Abstracción gravitatoria total

Sin efecto paralelo sobre lasarticulaciones

Para el movimiento actúan los músculos

antigravitatorio

Suspensión Axil:



232

Determina movimientos en un planohorizontal de máxima amplitud

Movimientos sin acción de músculos

antigravitatoriosEn general, permite mayor relajación

muscular

Efecto paralelo compresivo sobre laarticulación

Sin limitación de ninguna naturaleza.



Implementos y Accesorios para el sistema:



234

Implementación:� Corresponden a superficies de enganche

de las suspenciones

Ganchos tipo cáncamos dispuestos entechos y paredes.

Jaula de Rocher

Accesor ios:� Corresponden a utensilios para la



235

suspensión:Eslingas

Cinchas

Taloneras y Testeras

TrabasCabos rígidos

Camilla y Sillón

ResortesMosquetones

Ganchos en S

Características de la Técnica:



236

� Siempre se debe procurar eslingar todaslas articulaciones que sean suspendidas,evitando posibles daños articulares y

periarticulares

� Todas las eslingas deben converger a un

solo punto del enganche, para no alterarsu efecto.

� Los elementos de sujeción, esto es,abrazaderas, cinchas, taloneras, testeras



237

y hamacas, deben tener una superficie deapoyo suficiente y adecuado para evitardaños.

� Los movimientos del paciente y lassuspensiones no deben ser tratados desdelas ropas, las que deberán ser breves.

� Las condiciones ambientales, tales como



238

temperatura, ventilación, entre otras,deben ser adecuadas.

� La instalación del paciente debe permitiruna relajación total de las partes delcuerpo que no estén en actividad.

Cuar to Capitulo:r



239

Jaula de Suspención de RocheDefinición:

� Implemento mecánico con finesterapéuticos, basado en los principiosfísicos de las poleas y de la suspensión.



240

� Se trata de una instalación con forma de jaula, en bese a paredes, piso y techo



241

constituidos de mallas de alta resistencia,con la finalidad de poder dar enganche alos mosquetones de las cuerdas o eslingas

o poleas, en diferentes puntos, de acuerdoa las necesidades tanto terapéuticas comomecánicas.



242

Descripción:



243

� Las medidas de la jaula son en generalestándar:

� Exterior de 2.5 metros de fondo, 2.5metros de alto y de 2.0 metros de frente

� Cuadriculado de la malla de 5 cm,

construido de alambre de 5 milímetros deespesor.



244



245

� La capacidad interior permite alojartanto un sillón como una camilla, oposesionar al paciente de pie, así como alo los terapeutas que sean necesarios de

acuerdo a la situación clínica del pacienteen tratamiento.



246



247

� La resistencia del material y del sistemaen general, debe ser muy alta, ya quedebe soportar el peso de un paciente en

flotación aérea, totalmente suspendido.



248





250



251



252



253





255



256



257



258





260



261

CARACTERISTICAS:

C i i l í i d b



262

� Como principal característica, se debeseñalar el efecto mecánico de las poleassobre las estructuras corporales, en las

que destaca el efecto rotatorio quepresenta un torque conocido, constante ymáximo, lo que permite dosificar el

trabajo muscular.

� Presenta la mayoría de las característicasgenerales de la mecanoterapia, entre lasque destacan:



263

Precisa (geométrica)

Ergométrica (económica en gasto de energía)

Progresiva Delicada

Amplia exploración articular

Versátil (movimientos activos y pasivos)

Cómoda para el paciente (idealmente) Cómoda para el terapeuta. (idealmente)

OBJETIVOS:

Dosificación del trabajo terapéutico



264

Dosificación del trabajo terapéutico

( tiempo, carga, angulación, entre otras.)

Aminorar gasto de energía de parte delpaciente

Aminorar o evitar compensacionesmusculares

Estabilización del cuerpo en general,fijando tronco y extremidades

FUENTES D E ENERGÍA UTILIZA D AS :



265

Fuerza Muscular

Fuerza de Gravedad

Fuerzas Externas

Rose

P OLEAS COMO MAQUINAS:Las poleas se les consideran maquinas

simples compuestas por dos partes



266

simples, compuestas por dos partesfundamentales:

La Rueda o polea, con su gargantaperiférica y su eje de giro.

La Capa o Montura, sobre el cual se fijael eje y que lleva un gancho de fijación.



267



268

P RO P IE D A D ES:� Por las características descritas en él

capitulo anterior se puede destacar que:



269

capitulo anterior, se puede destacar que:

El Torque ejercido por este tipo de palancas

será siempre máximoEl Torque ejercido por este tipo de palancas

será siempre constante

Su acción será siempre conocida ycontrolable.



270

RESISTENCIA A LA ACCIÓN D E LAS P OLEAS:

U i t d l di i



271

� Un sistema de poleas disminuye en granmedida el rose producido durante losejercicios, no obstante, este puede llegar aser significativo según la calidad delconjunto de piezas en contacto, es decirdel numero de poleas del sistema, de la

naturaleza de los materiales, del grado dedesgaste, la lubricación, entre otras.



272

� De esta forma, el rendimiento mecánico delas poleas, depende en gran medida delvalor del rose producido por la fricción deldisco sobre su eje de rotación y de la



273

disco sobre su eje de rotación y de lacuerda sobre el disco.

� Una polea sometida a una carga de 5 Kg ,tiene una sensibilidad de 100 gr , lo quesignifica que necesitará de una carga

adicional de 100 gr para romper elequilibrio.

� En la practica, para mover una carga de5 Kg a través de una polea se requiere



274

5 Kg a través de una polea, se requiereuna fuerza de 5.1 Kg

� Si la carga fuera de 10 Kg el esfuerzo novariaría y seria de 10.1 Kg

A P LICACIONES MECANICAS D E LAS P OLEAS:

� La aplicación mecánica de las poleas tienepor objetivo el modular las fuerzas que



275

La aplicación mecánica de las poleas tienepor objetivo el modular las fuerzas queactúan en una maquina, pudiendomodificar las direcciones y sentidos de los

vectores, así como también modular suvalor.

� Dicho efecto lo realizara dependiendo del

tipo de poleas del sistema, pudiendo ser deltipo fija, móvil convergente o móvildivergente.

MONTAJE D E LOS CIRCUITOS D E P OLEAS:

( JAULA DE ROC H ER )



276

( JAULA E ROC ER )

� Un circuito de poleas, corresponde a lainstalación de una o más poleas,relacionadas a través de una cuerda quepresenta un extremo anclado a unapalanca articular, mientras que del otroextremo pende un peso o cargasuspendido.

P RINCI P IOS MECANICOS D E LA TECNICA:

1. Un miembro suspendido esta totalmentesustraído de la acción gravitatoria y su



277

1. Un miembro suspendido esta totalmentesustraído de la acción gravitatoria y supeso real no ejerce acción sobre lainstalación de la polea.

2. El numero de poleas dentro del circuito,depende de la longitud de la cuerda, laque a su ves depende del lugar físico en

donde se instalara el sistema, sus cargas yel propio paciente.

3. Fijar el miembro a nivel del segmentoproximal a la articulación a movilizar.

4. El enganche se instala a nivel distal delt ili t bié di t l



278

4. El enganche se instala a nivel distal delsegmento a movilizar, también distal ala articulación a movilizar.

5. Solo la polea proximal al miembro amovilizar deberá ser posicionada enforma precisa, a modo de elegir unángulo de incidencia adecuado para

corregir la dirección o el sentidovectorial.





SISTEMAS D E MONTAJES:

� La polea proximal será, localizada

al comienzo del circuito y el cavo



281

al comienzo del circuito y el cavode atadura será donde se desee:

Según el rango de movimiento endonde se requiere mayor esfuerzo

muscular.

Según el ángulo de incidencia.

Estas posiciones pueden ser:

Perpendicular a la palanca del miembro



282

Perpendicular a la palanca del miembro

a movilizar.

Perpendiculares a la bisectriz del ángulodel rango

Paralelo en el inicio hacia el infinito.

CIRCUITOS D E P OLEAS:



283

� Según el tipo de montaje se pueden

describir los siguientes tipos de circuitos:

Ci r cuitos Simples:

� A través de polea única respecto de la



284

A través de polea única respecto de lainicial, con los déficit dependientes delángulo del rango de exploración.

� Según el rango de movimientoarticular, el efecto de la carga al extremo

de la polea será diferente, así:

� Para rangos sobre 90°, a medida que se

acerca a los 18

0°, la fuerza tiende a 0, ysi pasa los 180°, la carga se hace



285

ace ca a os 0 , a ue a t e de a 0, ysi pasa los 180 , la carga se hacenegativa, lo que significa que asiste almovimiento.

� Para rangos de 180°, los primerosgrados serán favorecidos por la carga,

así como los últimos.

Ci r cuitos Compuestos:

� Para asegurar una carga eficiente durantet d l ti l i i



286

g gtodo el rango articular, sin aminorar,dependiendo del ángulo de exploración, seinstalaran variadas poleas en paralelo,cada una de las cuales a partir de ciertoángulo, a manera de que su ángulo deincidencia sea siempre cercano a los 90°.

� El numero de poleas pueden ser desde doso mas.

Br azo de P olea o Bobina:

� Otra forma de mejorar el rendimiento del



287

jsistema es a través de un discodenominado brazo de polea, que consiste

en una bobina localizada horizontalmentey cuyo eje es perpendicular al plano demovimiento, por lo tanto caeverticalmente sobre el eje del movimiento

articular a realizar.

� Este sistema requiere de elementos desuspensión del miembro, de la bobina y



288

p , yde la barra, además de una barraestabilizadora del eje longitudinal del

miembro a movilizar que seráperpendicular al eje de la bobina.

� De la garganta de la bobina nace unacuerda que dará una vuelta a su alrededor,



289

g gcuerda que dará una vuelta a su alrededor,previo a conectar al circuito, a modo de quesiempre sea tangente al perímetro de la

bobina.

� Esta cuerda se conecta al circuito de poleas

que contienen la carga.



290

q g

� El efecto de la bobina es que la carga llega a

esta siempre tangencialmente,perpendicular a su radio, por lo que eltorque efectuado será siempre máximo,constante y conocido.

P oleas Concént r icas:

� Permite ampliar el torque con un mínimo



291

Permite ampliar el torque con un mínimode esfuerzo.

� Sistema de dos poleas concéntricas, con uneje común, por lo que rotansimultáneamente.

� Al aplicar una fuerza a la polea de radio

mayor, la polea de radio menor produce eli i f



292

y , p pmismo giro pero con menor esfuerzo, yaque debe recorrer menos distancia, por lo

que conviene utilizarla polea de radiomenor para realizar el trabajo efectivo.

F 1



293

F 2

� En la ilustración se puede ver un sistemade 2 poleas con un eje común, ambas

rotan al mismo tiempo.



294

p� Cuando se tracciona a través de una

cuerda de la polea mas grande realizando

una fuerzaF

1, se tiene que:� Por cada tramo de cuerda que sedesplace, la polea interior girarasubiendo un peso con una fuerza F2, pero

recorriendo mucho menos distancia.� La relación que se establece:

D1/diametro1 = D2/diametro2==> D1/D2 = diametro1/diametro2

� El trabajo realizado por ambas fuerzas tiene que ser el mismo o sea:



295

F1*D1 = F2*D2==> F2 = F1*D1/D2

� reemplazando en la primer ecuación nos queda

F2 = F1*diametro1/diametro2

� Esto nos lleva a la conclusión que para multiplicar la fuerza es conveniente que el diámetro exterior semucho mayor que el interior

IM P LEMENTOS Y ACCESORIOS P ARA EL SISTEMA:

� De suspensión:



296

p Eslingas Cinchas

Taloneras y testeras Trabas

Cabos rígidos Camilla o sillón Resortes Suelas

Mosquetones Ganchos en S

Poleas Cuerdas

Pesas Broches de detención Cabos rígidos Muñequeras

� Superficies de enganches de la

suspensión:



297

Ganchos tipo cáncamos dispuestos

en techos, pisos y muros

Jaula tipo Rocher

Bobina o Brazo de Resistencia



298

Sexto Capitulo: Resor tes y Elementos Elásticos como Sistemas Ter apéuticos.

Ejer cicios con Elásticos (Spr ing Ther apy)



299

j ( p g py)

D

EFINICION:� Se define cono un sistema de ejerciciosterapéuticos, el cual utiliza elementoselásticos y resortes para ejercer cargas deresistencias y/o modular los movimientos.

RESORTES :

� Un Resorte se define como un elementometálico en forma de espira, con



300

p ,características funcionales de plasticidad,elasticidad y resistencia, los cuales son

capases de deformarse a través de fuerzasde compresión o elongación, almacenandoenergía potencial elástica, paraposteriormente poder ser liberada como

energía cinética elástica, recuperando suforma original.

� De sus características estructurales

destacan entre otras: Longitud,El ió C ió Diá



301

Elongación, Compresión, Diámetro,Espesor, Numero de espiras, Distancia

entre espiras, Coeficiente de fatiga,Coeficiente de Deformación.

BAN D AS ELASTICAS:



302

� Por su parte, las Bandas Elásticas, sonelementos construidos de un material de

caucho de características elásticas, capasde deformarse al ser sometido a fuerzasde elongacion, para luego restaurar su

forma una ves quitada la fuerza.

CARACTERISTICAS D E LA TERA P IA:

Los resortes al ser aplicados a los



303

� Los resortes, al ser aplicados a lossistemas corporales, pueden ofrecer

cierta resistencia o favorecer a losmovimientos de las palancas óseas.

� Los resortes dentro de un circuitoterapéutico pueden combinarse



304

terapéutico pueden combinarseagregándose:

En Paralelo: Para aumentar la Resistencia

En Serie: Para aumentar la amplitud

� Los resortes dentro de un sistema cumplen

tres funciones básicas:



305

1. Contrabalancear el peso del miembro

suspendido, otorgando elasticidad a losmovimientos.

2. Elogiares lo suficiente para permitir laexploración articular deseada y



306

p yposteriormente restablecer pasivamente laposición articular original.

3. Resistir los movimientos de las palancascorporales, actuando en contra de los

movimientos a modo de antagonistas.

MO D ELOS D E TERA P IAS CON RESORTES:

� Existen tres modalidades de terapias cont t t bi d j i i d



307

resortes, tanto combinado a ejercicios desuspensión, como a ejercicios contra

resistencia de cargas.i Ejercicios en Suspensión Axil con Resortes

i Ejercicios en Suspensión Pendular con

Resortesi Ejercicios Contra Resortes

Ejer cicios en Suspensión Axil con Resor tes:

� En general, un elemento elásticoconectado en serie a un elemento de



308

conectado en serie a un elemento detracción, mejora el rendimiento del

esfuerzo, absorbiendo las elongacionesbruscas, conocidas como tirones,redistribuyéndolas en forma continua,homogénea y eficaz.

� Si bien la fuerza gravitatoria que determinael peso del miembro suspendido esconstante, al sumarse a un movimiento

i



309

permanente, lo hace inconstante, ya quedurante el curso de los movimientos

horizontales se producen oscilaciones dealargamiento y acortamientos, elevando ydescendiendo al miembro suspendido.

� Dicha situación debe ser controlado por lamusculatura para mantener el equilibrio,

solicitando con esto el constante trabajo dela musculatura estabilizadora



310

la musculatura estabilizadora.

� La instalación de un resorte en serie con lacuerda de la suspensión, aminora el efectode vaivén , ya que los resortes absorbendicho efecto.

Ejer cicios en Suspensión P endular con Resor tes:

El principio de estos ejercicios es tili ar la



311

� El principio de estos ejercicios es utilizar laelasticidad de los resortes para ayudar a la

contracción de un determinado grupomuscular.

� Con la extremidad suspendida en la vertical,se ejerce una elongación del resorte en el

i á i i



312

plano vertical, el que será equilibrado,frenado o modulado en forma armónica por

los músculos a favor de la gravitación.

Ejer cicios Cont r a Resor tes:

� En estos ejercicios la acción muscular



313

� En estos ejercicios la acción musculardeberá vencer la resistencia que le ofrece

el resorte al ser deformado, tanto enelongación como en compresión.

� La graduación de la resistencia se obtieneagregando los resortes tanto en serie como



314

agregando los resortes tanto en serie comoen paralelo, o cambiando los resortes deacuerdo a sus características de resistencia.

� La amplitud del movimiento se obtieneagregando cuerdas en serie con el resorte,ya que esta no podrá alargarse mas alláde un punto critico, sin sufrir alteración.



315

� Por la deformación que ejerce el resorte

alargado no presenta una resistenciaconstante, lo que constituye un defectodel sistema, ya que no se puede tener

precisión en cuanto a la carga que se estaejerciendo en la musculatura.

� COM P ARACION GRAFICA ENTRE LOS D IFERENTES SISTEMAS D E EJERCICIOS CONTRA RESISTENCIA:

Al comparar distintos sistemas de



316

Al comparar distintos sistemas deentrenamientos en base a resistencias,

sean con resortes o con poleas ensuspensión, se puede destacar virtudes ydefectos de cada técnica, entre las quedestacan las siguientes conclusiones.

Ejercicio contra resistencia a través de un

resorte Corto y Rígido:



317

� Cuando este resorte sé elonga, la resistenciaigual a cero al comienzo, aumenta

rápidamente con la elongación, haciéndosemáxima antes de que termine el movimiento,representado por la curva vertical.

� Por su parte la fuerza muscular máxima alinicio, disminuye a medida que se acercansus puntos de inserción, asiéndose mínima

i i i



318

antes de concluir el movimiento.

Ejercicio contra resistencia a través de un

resorte Largo y Flexible:



319

� A diferencia del resorte corto, un resortelargo y flexible retarda mas su puesta entensión, con lo que se alcanza a concluir elmovimiento antes de que se haga máximasu resistencia.

� Por su parte el músculo le alcanza el tonopara concluir el movimiento actuando en



320

contra de la resistencia del resorte.

Comentarios:

� Lo negativo de este sistema es que aun que



321

g q qse logra un rango de exploración demovimiento completo, y dado que los resorteno ofrecen resistencias constantes, no sepuede graduar el trabajo muscular y por lotanto no se puede cuantificar.

Ejercicios en Poleoterapia contra Cargas Conocidas.

� Si bien la carga o peso absoluto de los

elementos de resistencias es conocida desde elprincipio estas varían su efecto sobre las



322

principio, estas varían su efecto sobre laspalancas y por lo tanto sobre los músculos, de

acuerdo al curso de los movimientos, ya quedebido al desplazamiento angular de laspalancas óseas, al modificarse el brazo depalanca, disminuye el efecto de la resistenciahasta poder hacerse nula y aun llegar ainvertirse, dependiendo de la posición.

Ejercicio a través de Brazo de Palanca o Bobina

� La resistencia proporcionada por una



bobina es absolutamente perfecta, ya quepresenta un valor de resistencia conocido,

con un efecto rotacional o torque conocido,

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