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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE EDUCACIÓN FÍSICA DEPORTE Y RECREACIÓN
F.D.E.R
BIOMECÁNICA DEPORTIVA
TEMA: “CARACTERÍSTICAS BIOMECÁNICAS DEL CUERPO HUMANO Y SUS MOVIMIENTOS”
“La fortaleza de toda cadena, depende de la fortaleza de su eslabón más débil”
FECHA DE ENTREGA: 15/NOV/2015
ESTUDIANTE: PAOLA RIVERA BRIONES
SEPTIMO SEMESTRE
DOCENTE: Lcdo. Giovanny Álava Magallanes
GUAYAQUIL – ECUADOR
2015-2016
PAOLA RIVERA BRIONES
IntroducciónEn estos capítulos conoceremos las diferentes estructuras, funciones, posturas y el estudio del movimiento humano ya que es una disciplina que despierta gran interés por su amplio ámbito de aplicaciones como un sistema biomecánico para mejorar las técnicas aplicadas a los deporte, obtendremos un mejor conocimiento de cómo aplicar y distribuir las cargas al momento de un entrenamiento y que músculos actúan al momento de realizar los ejercicios o algún movimiento del cuerpo.
Objetivo General
Profundizar el conocimiento a través del análisis de los sistemas biomecánicos acerca de las diferentes funciones y movimientos q realiza el cuerpo humano.
EL CUERPO HUMANO COMO SISTEMA BIOMECÁNICO
Las estructuras y las funciones de los órganos en el ser humano son muy complejas, esto se debe a la gran cantidad de posturas y movimientos q puede realizar.
Sistema biomecánico es la agrupación de órganos y tejidos que poseen particularidades generales cuando se manifiestan las leyes del movimiento. Estos sistemas pueden Activos (Se refiere a todo el cuerpo, del aparato locomotor) y Pasivos (Se refiere a los órganos internos, de los tejidos blandos y los líquidos).
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EL APARATO LOCOMOTOR
FUENTE DE ENERGIA
MECANISMO PARA LA
TRANSMICION
OBJETO DE MOVIMIENTO
SISTEMA DE DIRECCION
Sirve de
PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MIEMBROS Y DE SUS UNIONES
Permite analizar las partes del cuerpos q tienen uniones móviles como los miembros q la componen, estos se encuentran bajo la acción de las fuerzas que se aplican sobre ellos, solo de esta manera se pone de manifiesto la estructura y las funciones del cuerpo humano.
TIPOS DE CARGAS Y CARÁCTER DE SU ACCIÓN
Carga son las fuerzas aplicadas a un cuerpo y que en conjunto provocan deformación.
Tipos de cargas:
1. Tracción.- Las provocan los tejidos blandos. (Suspensión)2. Presión.- Cuando el cuerpo se encuentra verticalmente con un apoyo.
(Levantamiento)3. Flexión.- Cuando los huesos ejecutan el papel de palanca. (Las anillas)4. Torsión.- Los movimientos de rotación del miembro, alrededor de un eje
longitudinal.
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ElasticidadElasticidad es la propiedad de un objeto o material que provoca su restauración a su forma original después de la distorsión. Mientras más elástico es un objeto, se restaura más precisamente a su configuración original
Deformaciones elásticas
La fuerza aplicadas a un cuerpo que en conjunto provocan su deformación. La deformación de un cuerpo es la variación de la forma y las dimensiones los huesos esqueleto y los tejidos blandos contrarrestan durante la formación la acción de las fuerzas aplicadas. .
La deformación elástica, la forma el cuerpo, después que ha cesado la acción de la fuerza deformante, se recupera...
La deformación plástica, se mantiene después que ha cesado la carga, es decir la formación inicial ya no se recupera
La elasticidad, es la propiedad que tiene un cuerpo recuperar por sí mismo su forma después de una deformación.
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LAS CARGASESTÁTICA DINÁMICA
Son relativamente pequeñas Posturas
permanentes incómodas
Actúan las fuerzas de inercia, Sobre
esfuerzosMovimientos
repetitivos
Por el carácter de acción
CONDICIONES ERGONÓMICAS
Uniones de los miembros
En las cadenas biocinematicas facilitan la multitud de posibilidades de movimiento de la formación y de la participación de los músculos en los movimientos depende su dirección amplitud
Las uniones de los miembros facilitan el movimiento.
Depende de la dirección y amplitud la participación del movimiento de los músculos.
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ZONA DE ELASTICIDAD LINEAL
ZONA DE DEFORMACION
PLASTICA
ZONA DE RUPTURA
ZONA DE ELASTICIDAD NO
LINEAL
ZONA DE LAS DEFORMACIONES
DE UN CUERPO
CADENAS BIOCINEMÁTICAS
El sistema biomecánico del cuerpo está formado por cadenas biomecánicas, son las múltiples partes del cuerpo, unidad de manera móvil a ellas están aplicadas fuerzas, que provocan deformaciones de los miembros del cuerpo y variación del movimiento de dichos miembros los pares y cadenas biocinematicas son conceptos tomado de la teoría de los mecanismos y maquinarias
Pares cinemáticos
Es la unión móvil de los miembros de unión determinada las limitaciones (enlaces) ante el movimiento relativo.
El par cinemático es la unión móvil de 2 miembros.
Cadenas cinemáticas
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ENLACES
GEOMETRICOS
Obstáculo constante al desplazamiento en
determinada dirección.
CINEMÁTICOS
Limitación de la velocidad.
LOS PARES CINEMATICOS
DE TRASALACION: Un miembro puede
desplazarse paralelamente al otro
DE ROTACION: (Los giros en las articulaciones cilíndricas y
esferoideas.)
HELICOIDALES: Cuando se combinan los movimientos
de traslación y rotación.
Es la unión sucesiva o ramificada de una serie de pares cinemáticos. Combinación de varias articulaciones consecutivas y los correspondientes músculos, como unidades funcionales motoras de complejos procesos de movimientos y acciones motoras, las que mediante una acción en conjunto al sistema nervioso central y periférico posibilitan el desarrollo motor
Cadena Cinética abierta.- Es la cadena cinemática que tiene el miembro final libre, las uniones son posibles movimientos aislados, estos movimientos son geométricamente independiente de las otras uniones. Estas cadenas pueden cerrarse y lo hacen a través del apoyo. Permite la realización de todos los movimientos articulares, implica coordinación de movimiento.
Cadena Cinética cerrada.- Es la cadena cinemática que no tiene ningún miembro final libre, no se puede producir un movimiento aislado único en las uniones, los movimientos se caracterizan por una independencia relativa de los miembros, los movimientos de unos miembros influyen sobre los movimientos de otros, inclusive sobre os miembros más lejanos. Permite análisis de distal a proximal, con análisis muscular más complejo, de máximo reclutamiento
Cadena Cinética cerrada.- Es cuando el ultimo eslabón o distal, debe vencer una resistencia agregada al peso corporal o del segmento, puede realizarse contracción o excéntrica puede ser una cadena abierta o cerrada.
Grados de libertad de los movimientos
Los grados de libertad de los movimientos dependen a los posibles desplazamientos angulares, y lineales del cuerpo.
El movimiento del cuerpo libre se puede dar en 3 direcciones fundamentales, tanto como en los ejes de coordenadas y alrededor de 3 ejes.
Para la ejecución de cada movimiento determinado de un grado de libertad se requiere:
a) La elección de la trayectoria necesaria.b) La dirección del movimiento según la trayectoria.c) La regulación del movimiento, entendido como la lucha contra las interferencias
que influyen sobre la trayectoria.
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Geometría de los movimientos
El plano del movimiento de las articulaciones es perpendicular al eje de rotación. En el movimiento articular se distinguen el eje, el plano y la amplitud.
Los ejes geométricos de rotación no son constantes y la cantidad de ejes de articulación son solo el número de grados de libertad de movimiento y no de los ejes de rotación geométrico constantes.
Los ejes longitudinales no son completamente perpendiculares a los ejes geométricos de rotación. Los puntos de los miembros se mueven en planos paralelos y el eje longitudinal del miembro describe superficies semejantes a las cónicas.
La movilidad en las articulaciones se mide mediante la amplitud de los movimientos. Hay una mayor amplitud en los movimientos pasivos cuando se aumenta la carga externa y se distienden los tejidos blandos.
La amplitud en los movimientos activos es menor q en los pasivos. En los movimientos activos los músculos tienen un límite de fuerza.
La flexibilidad de toda la cadena cinemática está dada por la movilidad de los miembros vecinos en las articulaciones de cada par.
La amplitud total del movimiento resulta menor que la suma de las amplitudes de los movimientos aislados en las articulaciones.
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Los miembros como palancas
El esqueleto es la base rígida de las cadenas biocinemáticas. Los miembros de las cadenas al aplicarle fuerza se analizan en biomecánica como un sistema de palancas compuestas. Un sistema de transmisión de energía constituido por un elemento capas de rotar o girar en torno a un eje o punto de giro, determinando un momento de las fuerzas que sobre ella actúan, ejerciendo un efecto de torque, dándole la capacidad de transmitir dicho efecto a otros cuerpos con los cuales interactúas.
Palancas Oseas
“Los huesos del esqueleto, al moverse en giro, ejercen acción de palanca, tras la acción de las fuerzas musculares que sobre ellos actúan, en contra de las fuerzas de resistencias que sobre ellos también actúan”
Tipos de palancas en el cuerpo humano
La palanca es un cuerpo rígido que al aplicarle fuerza puede rotar alrededor de un apoyo en 2 sentidos opuestos o puede conservar su posición.
Sirve para transmitir los movimientos y las fuerzas a distancias.
Los tipos de palancas pueden ser:
a) De un brazob) De dos brazos
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Condiciones para la conservación de la posición de los miembros y de sus movimientos como palancas
Para el equilibrio de la palanca debe de haber igualdad al momento de aplicar las fuerzas de acción opuesta respecto al eje de palanca y para que haya una aceleración debe de haber una desigualdad al momento de las fuerzas.
El resultado de la acción de las fuerzas opuestas, el miembro como palanca puede:
a) Conservar la posición o continuar el movimiento con la velocidad existente.b) Recibir aceleración por parte de una u otra fuerza.
La “REGLA DE ORO” de la mecánica en los movimientos humanos
El trabajo, realizado por una fuerza aplicada a un brazo de la palanca, se transmite al otro brazo.
Cuando las cargas son grandes se ponen tenso todos los músculos q rodean la articulación, se pierde la tracción total del musculo pero se fija la articulación, al trabajar regularmente con la carga necesaria se gana fuerza en el musculo y también velocidad.
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BIODINÁMICA DE LOS MÚSCULOS
La función fundamental de los músculos consiste en transformar la energía química en trabajo mecánico o fuerza. Los indicadores biomecánicos fundamentales que caracterizan la actividad del músculo son:
La fuerza que se registra en su extremo (esta fuerza se denomina tensión o fuerza de tracción muscular)
La velocidad de variación de la longitud.
Propiedades biomecánicas de los músculos
Los músculos poseen una serie de propiedades mecánicas:
1) Elasticidad2) Viscosidad3) Escurrimiento4) Relajación
Las propiedades biológicas de los músculos son de excitabilidad y contractibilidad.
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Propiedades mecánicas de los músculos
La elasticidad si al musculo en reposo, se le aplica en su extremo una fuerza externa, se distiende, aumenta su longitud, después de que cesa la carga externa recupera su longitud inicial. Esta dependencia no es proporcional. (No sigue la ley de Hooke) La viscosidad se puede observar cuando la deformación es más lenta por acción de las fuerzas internas.
El escurrimiento es la propiedad que tiene el musculo para variar su longitud a medida que pase el tiempo, si se mantiene la carga la longitud del musculo aumenta.
La relajación consiste en la disminución de la fuerza de deformación elástica en el transcurso del tiempo después
de una pausa no se aprovechan las fuerzas elásticas previas que al estirarse el musculo y al conservar su longitud esta disminuye su tensión en un tiempo determinado.
Elasticidad del musculo es el conjunto de todas estas propiedades mecánicas en diferentes condiciones.
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EL MUSCULO ALTAMENTE ELASTICO Una
considerable capacidad a la
distensión.
Una gran rigidez durante una
gran distensión.
Pequeñas pérdidas
energéticas durante las
deformaciones.
Regímenes de trabajo muscular
La acción de los músculos en las cadenas biocinematicas en condiciones normales nunca se produce aisladamente. Los músculos participan en los movimientos en grupos, interactuando de manera compleja, tanto entre los grupos, como internamente en cada uno de ellos.
La variación es la que determina el régimen de trabajo en el musculo, ya sea de su longitud o de su tensión o ambas simultáneamente.
La excitabilidad del musculo se pone de manifiesto en la variación, tanto en su tensión como en las propiedades mecánicas. Resultado de la excitabilidad la energía química del musculo se convierte en energía mecánica. Responde a estímulos mediante potenciales de acción.
Acción mecánica de los músculos
La tracción muscular caracteriza la magnitud de la fuerza aplicada y su dirección, se forman al sumarse las fuerzas de tracción de sus fibras.
Magnitud y dirección de la tracción muscular
La tracción muscular depende de un conjunto de condiciones mecánicas, anatómicas y fisiológicas.
Resultado de la tracción muscular
El resultado depende de:
1. La fijación de los miembros.2. La correlación entre las fuerzas que provocan el movimiento y las fuerzas de
resistencia.3. Las condiciones iniciales de rotación.
No es suficiente determinar la magnitud y la dirección de la tracción para determinar el resultado de la tracción muscular.
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Tipos y variedades del trabajo muscular
Se distinguen 2 tipos de trabajo:
a) Estático: la longitud del musculo no varía.b) Dinámico: el musculo puede acortarse o puede alargarse.
Durante la ejecución de una misma acción, pueden producirse sustituciones de las variedades de trabajo en un mismo músculo.
Interacción muscular en grupo
Los músculos q participan en el movimiento siempre funcionan en grupo y no de forma aislada y se realiza de diferentes grupos musculares.
Tensiones de apoyo y de trabajo
Las tensiones de trabajo posibilitan los movimientos y las tensiones de apoyo crean el apoyo necesario para realizarlos.
Los miembros del cuerpo tienen relación con el apoyo total del cuerpo.
Los músculos que desarrollan tensiones de apoyo ejecutan un trabajo estático, y los músculos que desarrollan las tensiones de trabajo realizan un trabajo dinámico.
Si las tensiones de los músculos q provocan el movimiento son grande, entonces las tensiones de apoyo q fijan los miembros inmóviles también deben ser grande. Estos estas directamente relacionados entre sí.
Grupos musculares interactuantes
Función de los músculos
Los músculos que rodean las articulaciones, se dividen en 2 grupos funcionales:
a) Los agonistas.- son los músculos que se contraen para provocar el movimiento.b) Antagonistas.- Son los músculos que hacen la función (acción contraria).c) Sinergistas.- Son los músculos que ayudan a los agonista a realizar el
movimiento, pero esa no es su función principal (acción conjunta).d) Los Estabilizadores.- dan punto fijo a las zonas adyacentes.
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Interacción de los grupos musculares cuando existen diferentes resistencias
La tensión de los Sinergistas varía de acuerdo con la variación de la resistencia, en cambio los antagonistas se ponen tensos cuando varía la resistencia.
Las resistencias del movimiento pueden dividirse según su magnitud en:
1. Constantes: Pueden ser el peso, la fuerza de fricción, etc.2. Aumento: Las fuerzas de incremento de la deformación elástica.3. Disminución: La fuerza de inercia durante el impulso de un implemento.
Redistribución de las tensiones musculares
Los momentos de inclusión y exclusión de los músculos en el trabajo, están determinados por la zona de su actividad y por la zona optima, lo que conduce a medida que transcurre el movimiento a la variación continua de la tracción muscular, a la redistribución de las tensiones.
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SISTEMAS BIOMECÁNICOS
Organización del sistema biomecánico del aparato locomotor
Para la biomecánica resulta muy beneficioso este enfoque sobre todo en el estudio de los movimientos del hombre como leyes que rigen su dirección. Analiza un modelo simplificado del cuerpo humano: sistema biomecánico.
De esta forma, el sistema biomecánico es una copia simplificada, un modelo del cuerpo humano en el cual se pueden estudiar las leyes del movimiento.
Las propiedades y regímenes del aparato locomotor dependen de las particularidades de los miembros de las cadenas biocinemáticas, de los mecanismos de uniones y de las sinergias musculares que se forman en ellos.
Los miembros de las cadenas biocinemáticas
Las cadenas biocinemáticas del aparato locomotor constan de miembros duros, elásticos-viscosos y flexibles, unidos en forma móvil, donde la composición de los miembros motores, la longitud y la forma de la cadena son variables.
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Mecanismos de las uniones
Se caracterizan por la transformación de uniones multiaxiales en mecanismos biomecánicamente coherentes, con variaciones dirigidas de la dirección y de la amplitud de los movimientos.
Sinergias musculares
Son las tracciones coordinadas de los grupos musculares de acción alterna que dirigen un grupo de miembros.
La distribución y el carácter de la acción dependen de la organización de las cadenas cinemáticas y de las uniones de los miembros en ellas.
PROPIEDADES DEL SISTEMA BIOMECÁNICO
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Disipación y suministro de energía
La energía del sistema biomecánico se consume tanto de una forma efectiva (en los movimientos dados), como en una forma no efectiva (disipación de la energía), como también puede ser suministrada al sistema desde afuera (trabajo de las fuerzas externas) y desde adentro (transformación de la energía química).
La deformación postural es cuando varía la postura o la disposición reciproca de los miembros del cuerpo.
La deformación muscular es cuando los músculos varían su longitud y su sección anatómica.
Retardo del efecto
Siempre encontraremos un retardo del efecto mecánico, como respuesta a la acción, debido a las causas mecánicas y biológicas.
Todos los factores que provocan el retardo del efecto mecánico, como respuesta a una acción, no son constantes; ellos pueden variar dentro de amplios límites y en un tiempo muy corto.
Acción de la fuerza en el campo variable de fuerza
El sistema biomecánico sufre la acción de multitud de cuerpos circundantes del apoyo y del medio. Todas estas acciones son variables por su magnitud, dirección y punto de aplicación.
Actividad de adaptación del sistema biomecánico
Las propiedades del sistema biomecánico, que lo diferencian de un sistema mecánico de cuerpos rígidos, crean dificultades en la dirección de los movimientos, que se superan gracias a una serie de procesos de adaptación.
Particularidades del régimen de los movimientos del sistema biomecánico
Se llama regímenes de los movimientos a las condiciones bajo las cuales se realiza la actividad motora del hombre. El régimen estático es cuando se conservan las posiciones y el régimen dinámico es cuando varían las posiciones del cuerpo.
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Régimen oscilatorio en los movimientos
Oscilación es la repetición múltiple de los movimientos en un determinado intervalo de tiempo.
El régimen oscilatorio se caracteriza por la conmutación repetida del sentido del movimiento.
Estos pueden tener una serie de variantes:
a) Las oscilaciones pueden durar mucho tiempo.b) El ciclo puede ser ejecutado una sola vez.c) El ciclo puede ser cortado.
Conservación y acumulación de energía
En los movimientos de oscilación es posible no solo conservar, sino también acumular energía, para la cual se aprovecha el fenómeno de la resonancia.
La resonancia es el aumento de la amplitud de las oscilaciones bajo la influencia de fuerzas externas.
Elevación del nivel de energía del movimiento
Para elevar el nivel de energía del movimiento es conveniente emplear la zona de grandes distensiones de los músculos, al pasar el trabajo dinámico resistente al trabajo dinámico motor, con esto se garantiza la preparación de los músculos y el perfeccionamiento de la técnica de los movimientos.
Cuando se aumenta la velocidad del movimiento, la fuerza de tracción disminuye y las resistencias internas de los músculos aumentan.
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Conclusiones
El objetivo primordial de este trabajo, y de los libros leídos era examinar con detalle el funcionamiento de los principales músculos y segmentos corporales, su actuación fisiológica, mecánica y las aplicaciones prácticas que se dan en un movimiento especifico; debido a que el campo de la biomecánica es tan amplio, en el estudio de las materias concernientes a la asignatura, aun así hecho mi mayor esfuerzo y he utilizado todos los medios posibles para presentar este material para que sea comprendido en una forma que sea fácilmente comprensible para ser entendido por cualquier persona con conocimientos básico en disciplinas tales como anatomía, fisiología y principalmente educación física.
Para llevar a efecto el objetivo, que es el de entregar la información lo más precisa y entendible posible, he subdividido el trabajo en diferentes tópicos de acuerdo a las características especiales que de dio análisis.
De esta forma, hemos divido nuestro trabajo en las siguientes clasificaciones: Aspectos Teóricos. Descripción del movimiento. Ejes y Planos. Palancas Corporales. Acciones Articulares y Musculares en el movimiento.- Tipos de Contracción.
Se pudo realizar un estudio más profundo de los movimientos del cuerpo humano a través de los sistemas biomecánicos que se encuentran es estos libros y conocer cada una de las estructuras mecánicas que participan al momento de ejecutar cualquier acción de movimiento.
Bibliografía
Biomecánica con fundamentos de la técnica deportiva.D. Donskoi
Biomecánica de los ejercicios físicosD. Donskoi – V. Zatsiorki
PAOLA RIVERA BRIONES
