historia de la biomecÁnica

DIANA MARCELA NIÑO

DOCENTE

HISTORIA DE LA BIOMECÁNICA

Antecedentes, definición, áreas y campos de aplicación

ANTECEDENTES HISTÓRICOS

• ANTIGÜEDAD

• PITÁGORAS: TEOREMA DE PITÁGORAS

• HIPÓCRATES. CIENCIA RACIONAL. EL AZAR NO EXISTE.

• PLATÓN. DIVINO CREADOR. LOS MOVIMIENTOS Y LOS PLANETAS ERAN ESPIRITUALES.

• ARISTÓTELES. CUATRO ELEMENTOS OBSERVABLES. FUEGO, AIRE, AGUA Y LA TIERRA.

PRIMER ANÁLISIS CIENTÍFICO DE LA MARCHA Y PRIMER ANÁLISIS GEOMÉTRICO DE LA

ACCIÓN MUSCULAR. “MOVIMIENTO DE LOS ANIMALES”

• GALENO. DISTINGUIÓ ENTRE MÚSCULO AGONISTA Y ANTAGONISTA Y ENTRE NERVIO

MOTOR Y SENSORIAL

• EDAD MEDIA

• LEONARDO DA VINCI. ESTUDIO LA MECÁNICA: FUERZAS, FRICCION O ROZAMIENTO, PREPARO LA

TERCERA LEY DE NEWTON. ORIGEN E INSERCIÓN DE LOS MÚSCULOS.

• VERSALIO. ESTUDIO EL MÚSCULO Y SU ACORTAMIENTO EN LA CONTRACCIÓN MUSCULAR.

FUNDADOR DE LA ANATOMIA MODERNA.

• REVOLUCIÓN CIENTIFICA.

• GALILEO GALILEI. BIOMECANICA DEL SALTO HUMANO, ANALISIS DE LA MARCHA EN ANIMALES,

RESISTENCIA DE ALGUNOS MATERIALES APLICADOS AL HUESO. CONSIDERADO EL PADRE DE LA

BIOMECANICA.

• WILLIAM HARVEY. DESCUBRIÓ LA CIRCULACIÓN SANGUÍNEA. PRIMER BIOMECÁNICO CARDIACO.

• ISAAC NEWTON. LEYES DEL MOVIMIENTO: INERCIA, ACELERACIÓN, ACCIÓN-REACCIÓN Y

GRAVEDAD.

• ILUSTRACIÓN

• LEONARD EULER. APORTÓ CONOCIMIENTO A LAS LEYES DE NEWTON.

• JAMES KEILL. NÚMERO DE FIBRAS EN CADA MÚSCULO Y LA CANTIDAD DE TENSIÓN POR FIBRA

QUE REQUIERE LEVANTAR UN PESO.

• SIGLO DE LA MARCHA.

• ETIENNE JULES MAREY. PIONERO DE LA CINEMATOGRAFIA DE LA MARCHA. ANÁLISIS DE

MOVIMIENTO DE ADULTOS Y NIÑOS EN EL DEPORTE Y TRABAJO.

• MUYBRIDGE. IMÁGENES PARA DOCUMENTAR EL MOVIMIENTO, ESCRIBIÓ VARIOS LIBROS.

TENIAN MUCHAS IMPRECISIONES POR CARECER DE METODOLOGÍA CIENTÍFICA.

• FRIEDRICH TRENDELENBURD. MEDICIÓN EN LA CINEMATICA Y CINETICA DEL MOVIMIENTO Y

SU APLICACIÓN EN LA MARCHA HUMANA

• SIGLO XX

• SHERRINGTON. PREMIO NOBEL DE MEDICINA. REFLEJOS E INERVACIÓN DE LOS

MÚSCULOS.

• HUXLEY. “MODELO DE FILAMENTOS DESLIZANTES”: ACORTAMIENTO MUSCULAR DE LA

CONTRACCIÓN MUSCULAR. (RECORDAR FISIOLOGÍA CONTRACCIÓN).

• DÉCADA DE LOS 70. PRIMERA SOCIEDAD DE BIOMECÁNICA. (ISB) INTERNATIONAL

SOCIETY OF BIOMECHANICS.

• PRINCIPIOS DE LOS 80. INTERNATIONAL SOCIETY OF BIOMECHANICS IN SPORTS (ISBS)

DEFINICIONES

BIOMECÁNICA:

Estudio del movimiento

humano utilizando la ciencia

de la mecánica y las leyes

biológicas

KINESIOLOGÍA:

Estudio del

movimiento

“ Ciencia que estudia las fuerzas internas o externas que actúan sobre el cuerpo humano y los

efectos que produce (HOCHMUTH, 1973)

“La Biomecánica es la ciencia de las leyes del movimiento mecánico en los sistemas vivos”

(DONSKOJ & ZATSIORSKI, 1988)

Concejo internacional de deporte y

educación física

BIOMECÁNICA

KNUDSON D, 2007; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012; HALL SJ, 2012.

CINEMÁTICA

Implica el estudio de la

secuencia, tiempo, tipo de

movimiento,

desplazamiento, velocidad y

aceleración del movimiento

No tiene en cuenta las

fuerzas que provocan el

movimiento.

KNUDSON D, 2007; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012; HALL SJ, 2012.

SE DIVIDE

• MOVIMIENTOS DE TRANSLACIÓN. RECTILÍNEOS PARALELOS A LA SUPERFICIE.

• MOVIMIENTOS DE ROTACIÓN. SOBRE EJES.

CINÉTICA

Análisis de las fuerzas

que provocan que un

sistema se mueva.

Estática

Dinámica.

“Fuerzas en los diferentes

deportes”

KNUDSON D, 2007; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012; HALL SJ, 2012.

APLICACIONES

KNUDSON D, 2007; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012; HALL SJ, 2012.

BIOMECÁNICA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE

“Aplicación de la mecánica en la

investigación de los movimientos

del deportista” Baumler (1989)

“Estudia la interacción del deportista

con otras personas, fluidos,

pavimentos y/o objetos inanimados”Schneirder (1989)

KNUDSON D, 2007; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012; HALL SJ, 2012.

OBJETIVOS DE LA BIOMECÁNICA DEPORTIVA

DEPORTISTA

• Describir la técnica deportiva.

• Ofrecer nuevos aparatos y

metodologías de registro

• Corregir defectos de la técnica y

ayudar en el entrenamiento

• Prevenir lesiones, realizando la

técnica de forma segura.

• Proponer técnicas mas eficaces

KNUDSON D, 2007; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012; HALL SJ, 2012.

OBJETIVOS DE LA BIOMECÁNICA DEPORTIVA

MEDIO

• Minimizar las fuerzas de resistencia.

• Definir la eficacia de la técnica en

función de las fuerzas de reacción.

• Estudiar la fuerza de reacción del

suelo en relación con las lesiones

deportivas

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OBJETIVOS DE LA BIOMECÁNICA DEPORTIVA

MATERIAL DEPORTIVO

• Reducir el peso del material

deportivo.

• Aumentar la durabilidad del material

• Conseguir materiales que permiten

lograr mejores marcas

• Conseguir materiales mas seguros

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TERMINOLOGÍA BÁSICA

ESQUELETO

ESQUELETO APENDICULAR:

MÓVIL

Miembros superiores e inferiores

ESQUELETO AXIAL:

RÍGIDO. PROTEGE ORGANOS.

Cráneo, Tronco, columna vertebral

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CUALES TÉRMINOS NECESITO?

Anterior Posterior

Línea

media

MedialLateral

Superior Inferior

Proximal Distal

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TÉRMINOS DE LATERALIDAD

PLANO FRONTAL

Divide el cuerpo en anterior y posterior

Eje antero - posterior

Abducción Aducción

PLANO SAGITAL

Divide al cuerpo en derecha e izquierda

Eje medio – lateral

Flexión Extensión

PLANO TRANSVERSAL U HORIZONTAL

Divide el cuerpo en superior e inferior

Eje vertical

Rotación

internaRotación

externa

TIPOS DE MOVIMIENTOS

FLEXIÓNMovimiento por el cual las

estructuras se aproximan

entre sí y disminuye el

Angulo articular

EXTENSIÓNMovimiento de separación

entre huesos o partes del

cuerpo aumentando el

Angulo articular

MOVIMIENTOS FUNDAMENTALES

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012

PLANTIFLEXIÓN

La planta del pie se dirige hacia el suelo

DORSIFLEXIÓN

El dorso del pie se mueve hacia la

superficie anterior de la tibia

TIPOS DE MOVIMIENTOS

ABDUCCIÓNMovimiento de separación

de una parte del cuerpo

con respecto a la línea

media

ADUCCIÓNMovimiento por el cual un

segmento se acerca al

plano medio del cuerpo.

TIPOS DE MOVIMIENTOS

ROTACIÓN

INTERNAMovimiento que permite

rotar una parte ósea hacia

adentro partiendo de la

posición anatómica y

tomando como eje el

punto articular

ROTACIÓN

EXTERNAMovimiento que permite a

partir de la posición

anatómica, rotar una

parte ósea externamente,

tomando como eje de

rotación el punto articular.

PLANO EJE MOVIMIENTOS

BÁSICOS

Frontal Antero posterior Abd – add

Sagital Medio lateral Flexión – extensión

Horizontal Longitudinal Rotación

CUADRO COMPARATIVO

BIOMECÁNICA DEL TEJIDO ÓSEO

GENERALIDADES

Tejido vivo y dinámico

Está en constante remodelación

( Factores hormonales y

mecánicos)

Tejido conjuntivo o conectivo

Formado por células y material

extracelular calcificado

Material duro y firme

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012, PEREZ P (2012)

COMPOSICIÓN

Orgánica20- 25% En su mayoría esta compuesto por Colágeno tipo I

Células Oseas (2%)

Característica de flexibilidad y elasticidad

Inorgánica 75% Sales de calcio como fosforo, magnesio, sodio,

potasio

Hidroxiapatita cálcica ( Ca2 - P04)

Característica de Dureza – Rigidez- Resistencia

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FUNCIONES

• 1 PROTEGER ÓRGANOS INTERNOS Y SOPORTE

• 2. OFRECER LUGARES DE INSERCIÓN MUSCULAR

• 3. ALMACENAMIENTO DE SALES MINERALES

CARATERÍSTICAS DEL TEJIDO ÓSEO

- Es un tejido que tiene una tasa de remodelación

fisiológica constante.

- Potencial de regeneración mayor comparado con

otros tejidos. (Rico en tejido vascular)

- Posee la habilidad para mineralizarse de manera

constante.

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012

ESTRUCTURA MACROSCÓPICA DEL HUESO

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012

TIPOS DE HUESO

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HUESO CORTICAL

- Organizado ( laminas de colágeno tipo I calcificadas

- Se ubica principalmente en la diáfisis ( hacia lateral)

- Resistencia y rigidez al hueso

- Elasticidad del 3% ( baja)

- Soporte a impactos

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012

HUESO ESPONJOSO

- Menos rígido

- Ubicado principalmente en la epífisis

- Soportan altas cargas, gracias a la malla de

trabéculas

- Trabéculas : Se adaptan al estrés mecánico gracias

a las fibras de colágeno tipo I.

- Beneficios de las trabéculas: Distribución adecuada

de la carga, transmisión de las cargas y absorción

de las cargas.

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012

HUESO ESPONJOSO vs HUESO COMPACTO

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012

CLASIFICACIÓN DE LOS HUESOS

Según su forma

Huesos largos Huesos

cortos

Huesos

planos Huesos

irregulares Huesos

sesamoideos

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- Célula responsable de la síntesis y

organización del colágeno y de las proteínas no

colágenas

- Desarrollo y Crecimiento del hueso.

CÉLULAS DEL TEJIDO ÓSEO

OSTEOBLASTOS

- Célula propia del hueso

- Se ubican en la periferia del hueso

( hueso cortical)

CÉLULAS DEL TEJIDO ÓSEO

OSTEOCITO

• Célula que se encarga de mantener el

equilibrio y la tasa de remodelación del

tejido óseo.

• Permite la liberación de calcio a la matriz

extracelular.

CÉLULAS DEL TEJIDO ÓSEO

OSTEOCLASTOS

Proceso fisiológico que describe los

mecanismos que posibilitan que el hueso

sometido a tensiones incorpore los medios

necesarios para producir una respuesta y

adaptarse a las nuevas cargas mecánicas.

MECANOTRANSDUCCIÓN

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012

TIPOS DE CARGA

Soporte

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012

TIPOS DE CARGA

Dos fuerzas iguales

Opuestas

Hueso se acorta y se

ensancha

Ejm : aplastamiento

vertebrales

Fuerza que mayor

soporta el hueso

Dos fuerzas iguales

Sentido contrario

Hueso se alarga y se

hace mas estrecho

Ejm : arrancamiento del

calcáneo por tracción

del tendón de Aquiles

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012

TIPOS DE CARGA

Fuerza perpendicular a

la superficie del hueso

Hueso se separa en

dos partes

Ejm : fractura

intercondílea del fémur

Es la fuerza que menos

resiste el hueso.

El hueso se dobla

sobre su eje

Ejm : fracturas de los

hueso antebrazo

cuando cae sobre el

suelo

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012

TIPOS DE CARGA

El hueso rota sobre su eje

Hueso se separa en dos

partes

Ejm : fractura intercondílea

del fémur

NEUMANN M, 2014; HOUGLUM PA & BERTOTI DB, 2012

PROPIEDADES BIOMECÁNICAS DEL HUESO

• RIGIDEZ O DUREZA

• FLEXIBILIDAD

• ELASTICIDAD

• RESISTENCIA

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL HUESO

Grafica curva vs deformación

CURVA CARGA VS DEFORMACIÓN DEL HUESO.

Una vez se retira la carga no

vuelve a su forma inicial

Ley de

Hooke

Características para determinar

la rigidez

a) Carga que resiste.

b) Deformación antes de la

ruptura.

d) Energía que almacena antes

de la ruptura.

BIBLIOGRAFÍA

• NORDIN MARGARITA, FRANKER VICTO H. BIOMECÁNICA BÁSICA DEL SISTEMA

MUSCULOESQUELÉTICO. TERCERA EDICIÓN. EDITORIAL MC GRAW-HILL INTERAMERICANA 2004.

VIDEOS

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