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BIOMECÁNICA IBIOMECÁNICA I

Klgo. Jorge Muñoz V.Klgo. Jorge Muñoz V.Kinesiología UPVKinesiología UPV

Descripción de la AsignaturaDescripción de la Asignatura

• KINE 4017

• Línea de formación Especializada

• Hrs. semanales:- 2 hrs. Teóricas- 2 hrs. Prácticas (grupos)

• Pre-requisitos: Física I y Anatomía II

• Está orientada a la aplicación de las Leyes que rigen el movimiento y la estática

• El sistema articular no está ajeno a esas leyes, las que conocidas y aplicadas a la KINESIOLOGÍA ayudarán al estudiante a comprender en forma integral y racional las patologías relacionadas con su profesión

OBJETIVO GENERALOBJETIVO GENERAL

Reconocer y utilizar conceptos de mecánica básica y de la física que se utilizan para describir las fuerzas

internas y externas del cuerpo humano

OBJETIVO GENERALOBJETIVO GENERAL

�� Comprender y analizar las características Comprender y analizar las características del movimiento humano utilizando del movimiento humano utilizando conceptos de física, mecánica, fisiología conceptos de física, mecánica, fisiología articulararticular

�� Aplicar los conceptos en situaciones de Aplicar los conceptos en situaciones de normalidad o disfuncionalidadnormalidad o disfuncionalidad

OBJETIVOS ESPECIFICOSOBJETIVOS ESPECIFICOS

• Reconocer los conceptos básicos de la mecánica: escalares, vectores, leyes de Newton, fuerza, potencia, cinemática, cinética, palancas.

• Aplicar los conocimientos de anatomía humana para llegar a dominar la biomecánica de los tejidos.

• Comprender los mecanismos básicos del movimiento humano y la postura a nivel global y de cada unidad biomecánica.

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• Aplicar los conceptos biomecánicos al análisis de las cadena cinemáticas en el campo profesional del kinesiólogo

• Desarrollar las capacidades necesarias para aplicar esos conocimientos a los campos de la medicina, la ergonomía y los deportes

• Reconocer las propiedades de los diferentes tejidos del cuerpo (óseo, cartílago, tendón, ligamento, muscular y nervioso): deformaciones elásticas y plásticas, visco-elasticidad, solicitaciones, fatiga, resistencia, roturas etc.

�� Describir y analizar la Describir y analizar la fisiología articular, las fisiología articular, las características características biomecánicas y patobiomecánicas y pato--mecánicas de las mecánicas de las articulaciones de la articulaciones de la extremidad superior e extremidad superior e inferiorinferior

CONTENIDOSCONTENIDOS

PRIMERA UNIDAD: BMCA COMO CIENCIA BÁSICA Y CLÍNICA

• Definición de Biomecánica

• Introducción al análisis de los movimientos- Ejes y planos de movimiento

• Sistema biomecánico:- Cadenas biocinemáticas o gestomotoras, unidad biomecánica y cadenas óseas- Cadenas abiertas y cerradas

• Estudio funcional: osteocinemático, artrocinemático y biodinámico

• Mecánica: estática, cinemática y dinámica

• Dinámica: fuerzas- Palancas y poleas

• Equilibrio estático: - Primera condición de equilibrio: sistema de poleas.

- Segunda condición de equilibrio: sistema de palancas

• Leyes de Newton

• Trabajo. Potencia.

BMCA DE LOS TEJIDOS BIOLÓGICOSBMCA DE LOS TEJIDOS BIOLÓGICOS

• Biomecánica del tejido óseo• Biomecánica del tejido muscular• Biomecánica del tejido articular• Biomecánica del tejido ligamentoso• Biomecánica del tejido tendinoso• Biomecánica del tejido nervioso

(composición y estructura. Comportamiento biomecánico. Comportamiento bajo la carga. Análisis curva tensión/deformación)

SEGUNDA UNIDAD: BMCA DE LA EXTREMIDAD SEGUNDA UNIDAD: BMCA DE LA EXTREMIDAD SUPERIORSUPERIOR

�� Bmca de cintura escapularBmca de cintura escapular�� Bmca del codoBmca del codo�� Bmca de la muñecaBmca de la muñeca

�� Bmca de la manoBmca de la mano(conceptos anatómicos. Cinemática y cinética)(conceptos anatómicos. Cinemática y cinética)

�� Bmca patológica EESSBmca patológica EESS�� Bmca de ortesis y osteosíntesisBmca de ortesis y osteosíntesis

�� Presentaciones: análisis biomecánico de una patología EESSPresentaciones: análisis biomecánico de una patología EESS

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3ª UNIDAD: BIOMECÁNICA DE EXTREMIDAD 3ª UNIDAD: BIOMECÁNICA DE EXTREMIDAD INFERIOR.INFERIOR.

�� Biomecánica de la Cintura PélvicaBiomecánica de la Cintura Pélvica�� Biomecánica de la Rodilla Biomecánica de la Rodilla �� Biomecánica del TobilloBiomecánica del Tobillo

�� Biomecánica del PieBiomecánica del Pie(conceptos anatómicos. Cinemática y cinética)(conceptos anatómicos. Cinemática y cinética)

�� Biomecánica patológica EEIIBiomecánica patológica EEII�� Biomecánica de las ortesis de EEIIBiomecánica de las ortesis de EEII

�� Biomecánica del uso de las Ayudas técnicas: Bastones y Biomecánica del uso de las Ayudas técnicas: Bastones y Andadores articulados. Andadores articulados.

�� Presentaciones: análisis biomecánico de una patología EEIIPresentaciones: análisis biomecánico de una patología EEII

EVALUACIONEVALUACION

• 100 % a clase teóricas (75 % mínimo con justificación )• 100 % a prácticos (recuperación en situaciones

justificadas)

• 2 departamentales escritas (parciales) 60%I Departamental 30 %II Departamental 30 %

• 1 control (parcial) 10%• Prácticos 30% (????)

• Eximición con nota mínima de 5,5. sin rojos y sobre 75% asistencia.

• Nota de Presentación a Examen : 70 %• Examen : 30 %

• La nota de aprobación es 4,0 tanto en la parte práctica como en la parte teórica, de lo contrario reprueba.

• Si en el examen no se cumple con los requisitos mínimos, el alumno tendrá opción a un examen de repetición, dentro de los plazos establecidos por el Calendario Académico.

Examen de repeticiónExamen de repetición

�� Nota mínima de presentación a examen Nota mínima de presentación a examen de repetición es un 3.0de repetición es un 3.0

• Nota de Presentación a Examen : 70 %• Examen de repetición : 30 %

Pruebas teóricasPruebas teóricas

�� Respuestas con lápiz de pasta.Respuestas con lápiz de pasta.�� Prohibido prestarse cualquier objeto con Prohibido prestarse cualquier objeto con

sus compañerossus compañeros�� Alumno sorprendido copiando, en actitud Alumno sorprendido copiando, en actitud

de copia o en actitud sospechosa, será de copia o en actitud sospechosa, será evaluado con evaluado con nota mínima 1,0.nota mínima 1,0.

Prácticos Prácticos �� Extrema puntualidad.Extrema puntualidad.

�� Pruebillas al inicio del práctico.Pruebillas al inicio del práctico.

�� TodosTodos los alumnos deberán estar siempre los alumnos deberán estar siempre preparados con ropa adecuada y materiales de preparados con ropa adecuada y materiales de uso personal. Quien no cumpla con esta uso personal. Quien no cumpla con esta condición, condición, NO PUEDE INGRESAR AL NO PUEDE INGRESAR AL LABORATORIOLABORATORIO. Por ende quedará ausente, lo . Por ende quedará ausente, lo que implica reprobar el ramo. que implica reprobar el ramo.

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Prácticos Prácticos RopaRopa�� Buzo, short, polera con tirantes, zapatillas. Buzo, short, polera con tirantes, zapatillas. �� Varón: traje de baño tipo zunga, bóxer o ropa interior.Varón: traje de baño tipo zunga, bóxer o ropa interior.�� Dama: traje de baño tipo bikini o ropa interiorDama: traje de baño tipo bikini o ropa interiorMaterialesMateriales�� HuinchaHuincha�� Lápiz dérmico (lápiz de ojo) (saca punta)Lápiz dérmico (lápiz de ojo) (saca punta)�� ReglaRegla�� Materiales específicos dependiendo del paso prácticoMateriales específicos dependiendo del paso práctico

�� DISPOSICIÓN. DISPOSICIÓN.

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

• Kapandji, A.I. 2007 Fisiología Articular . Editorial Panamericana• Miralles, R. 2008 Biomecánica de los Tejidos y las

Articulaciones del Aparato Locomotor. Editorial Elsevier

• M. Nordin. 2004 Biomecánica Básica Editorial Mc Graw Hill

COMPLEMENTARIA

• Calliet., R. 2005 Anatomía Funcional y Biomecánica. Editorial Marban

• Miralles, R. 2007 Biomecánica Clínica de las Patologías del Aparato Locomotor. Editorial Elsevier-Masson

• Magge. D. 2005 Orthopedic Physical Assessment. Editorial Saunders Elsevier

BIOMECÁNICA IBIOMECÁNICA I

Klgo. Jorge Muñoz VKlgo. Jorge Muñoz VKinesiología UPVKinesiología UPV

¿Qué es la BIOMECÁNICA?¿Qué es la BIOMECÁNICA?

• Disciplina científica que estudia la mecánica biológica

• Se apoya en las CIENCIAS BIOMEDICAS, utilizando los conocimientos de la MECANICA, INGENIERIA, ANATOMIA, FISIOLOGIA y otras disciplinas, para estudiar el comportamiento del cuerpo humano y resolver los problemas derivados de las diversas condiciones a las que puede verse sometido.

• En Kinesiología, analiza el movimiento humano y la postura.

- Desde el punto de vista fisiológico- Desde el punto de vista mecánico- Desde el punto de vista neuromuscular

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BIOMECÁNICABIOMECÁNICA

CIENCIA QUE ESTUDIA LAS FUERZAS CIENCIA QUE ESTUDIA LAS FUERZAS INTERNAS Y EXTERNAS, Y CÓMO INTERNAS Y EXTERNAS, Y CÓMO INCIDEN ESTAS SOBRE EL CUERPO INCIDEN ESTAS SOBRE EL CUERPO HUMANOHUMANO

Hay, 1973Hay, 1973

SUB DICIPLINASSUB DICIPLINAS

MEDICINA:

-Diagnóstico de las patologías para generar soluciones en prevención, tratamiento y rehabilitación

- Uso de la simulación para la entrega de nuevas tecnologías en medicina, nuevos productos.

- Creación de prototipos virtuales para dar mejor respuesta las soluciones terapéuticas acordes a las necesidades

SUB DICIPLINASSUB DICIPLINAS

DEPORTE:

- Analiza la práctica deportiva para mejorar su rendimiento, desarrolla técnicas de entrenamiento y diseñar complementos, materiales y equipamiento de calidad

- Reducir el riesgo de lesiones.

- Investigación de las técnicas específicas del deporte, diseño del equipo deportivo, vestuario, y de identificar las prácticas que predisponen a una lesión.

SUB DICIPLINASSUB DICIPLINAS

LABORAL:

- Interacción del cuerpo humano con los elementos que se relaciona en diversos ámbitos (en el trabajo, en casa, en la conducción de automóviles, en el manejo de herramientas, etc.) para adaptarlos a sus necesidades y capacidades. (Ergonomía)

- Bases y herramientas para determinar la evolución de las industrias, con énfasis en la mejora de la eficiencia general de trabajo

- Prevención de lesiones relacionadas con el trabajo

PRINCIPIOS BIOMECANICOSPRINCIPIOS BIOMECANICOS

CINEMÁTICA Y CINÉTICACINÉTICA

Cinemática Cinemática

�� Estudio o análisis descriptivo de los factores de tiempo y Estudio o análisis descriptivo de los factores de tiempo y espacio del movimiento de un sistema, es decir, espacio del movimiento de un sistema, es decir, describe el movimiento de los cuerpos en términos de describe el movimiento de los cuerpos en términos de tiempo, desplazamiento, velocidad, y aceleracióntiempo, desplazamiento, velocidad, y aceleración. El . El análisis cinemático puede ser de tipo análisis cinemático puede ser de tipo linearlinear o o angularangular. El . El estudio de la estudio de la cinemática linearcinemática linear involucra la descripción involucra la descripción de un movimiento en línea recta. Por otro lado, la de un movimiento en línea recta. Por otro lado, la cinemática angularcinemática angular se refiere a la descripción de un se refiere a la descripción de un movimiento alrededor de un ángulo fijomovimiento alrededor de un ángulo fijo

�� Estudia los movimientos sin ocuparse de las causas que Estudia los movimientos sin ocuparse de las causas que los han producidolos han producido

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Cinética Cinética

�� Estudio causal o análisis kinesiológico de las fuerzas Estudio causal o análisis kinesiológico de las fuerzas que provocan que un sistema se mueva, es decir, que que provocan que un sistema se mueva, es decir, que produzcan o cambien el movimiento de un objetoproduzcan o cambien el movimiento de un objeto. . El estudio de las fuerzas que inducen el movimiento El estudio de las fuerzas que inducen el movimiento parte desde un movimiento parte desde un movimiento lineallineal o o angularangular. Tenemos, . Tenemos, entonces, que la entonces, que la cinética linealcinética lineal estudia las fuerzas que estudia las fuerzas que provocan el movimiento lineal (traslación); mientras que provocan el movimiento lineal (traslación); mientras que la la cinética angularcinética angular estudia las fuerzas que causan el estudia las fuerzas que causan el movimiento angular (torque)movimiento angular (torque)

Mecánica Mecánica

�� Estática: se ocupa de las fuerzas y su equilibrio.Estática: se ocupa de las fuerzas y su equilibrio.

Se asume que es una condición de equilibrio, en Se asume que es una condición de equilibrio, en donde la sumatoria de las fuerzas que actúan donde la sumatoria de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo suman cero.sobre un cuerpo suman cero.

equilibrio traslacional y rotacionalequilibrio traslacional y rotacional

�� Dinámica: estudia el movimiento y sus causas, Dinámica: estudia el movimiento y sus causas, es decir, las fuerzas.es decir, las fuerzas.

• RECTILINEOS O TRANSLATORIOS• ROTATORIOS O ANGULARES• CURVILINEOS

TIPOS DE MOVIMIENTO

LEYES DE NEWTON EN BIOMECANICALEYES DE NEWTON EN BIOMECANICA

� PRIMERA LEY DE INERCIA

� SEGUNDA LEY DE LA ACELERACIÓN

� TERCERA LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN

LEYES DE NEWTON EN BIOMECANICALEYES DE NEWTON EN BIOMECANICA

� PRIMERA LEY: Todo cuerpo persevera (permanece) en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser en tanto que sea obligado por fuerzas impresas a cambiar su estado.

� SEGUNDA LEY: Todo cuerpo capaz de moverse libremente, sometido a una fuerza, adquiere una aceleración proporcional a dicha fuerza. F=M x a

� TERCERA LEY: Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas

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• VECTORESCuantifican tensión muscular (magnitud + dirección + sentido + pto. aplicación)

• FUERZA MUSCULAR- Punto de Aplicación- Angulo de inserción- Longitud muscular en reposo

OTRAS GENERALIDADES PALANCAS

�� Es una máquina simple que tiene por Es una máquina simple que tiene por objetivo equilibrar o desplazar una fuerza objetivo equilibrar o desplazar una fuerza ((resistenciaresistencia)) por medio de otra fuerza por medio de otra fuerza ((potenciapotencia), mejorando la acción de la ), mejorando la acción de la potencia. potencia.

PALANCAS

� Interapoyo o primer género� Interresistencia o segundo género� Interpotencia o tercer género

DESCOMPOSICION DE FUERZA

- Componente fijador

- Componente rotatorio

CLASIFICACION DE ARTICULACIONESCLASIFICACION DE ARTICULACIONES

•• SINARTROSISSINARTROSISFibrosa Fibrosa -- SuturaSutura Suturas del cráneoSuturas del cráneo

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•• ANFIARTROSISANFIARTROSIS-- LigamentosaLigamentosa-- CartilaginosaCartilaginosa

-- Sinovial (Art. deslizable)Sinovial (Art. deslizable)

Arts. TibioperoneasArts. TibioperoneasCuerpos vertebralesCuerpos vertebralesArts. Intercarpianas e Arts. Intercarpianas e

intertarsianasintertarsianas

•• DIARTROSISDIARTROSISArt. en bisagraArt. en bisagraArt. en pivoteArt. en pivote

Art. ElipsoideaArt. ElipsoideaArt. condiloideaArt. condiloideaArt. de cabeza y cavidadArt. de cabeza y cavidadArt. de encaje recíprocoArt. de encaje recíproco

Uniaxial (Codo)Uniaxial (Codo)Uniaxial (Radiocubital Uniaxial (Radiocubital

prox)prox)

Biaxial (muñeca)Biaxial (muñeca)Biaxial (dedos)Biaxial (dedos)Triaxial (Hombro y cadera)Triaxial (Hombro y cadera)Triaxial (art. CarpoTriaxial (art. Carpo--

metacarpo pulgar)metacarpo pulgar)

EJES Y PLANOSEJES Y PLANOS

Planos:

•Frontal o coronal•Sagital•Transversal u horizontal

Ejes:

•Céfalo-caudal o longitudinal

•Anteroposterior•Perlateral

POSICIONESPOSICIONES

POSICIÓNANATÓMICA

BÍPEDO

SEDENTE

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SEDENTE LATERAL DECÚBITO SUPINO

DECÚBITO PRONO DECÚBITO LATERAL

TIPOS DE MOVIMIENTOSTIPOS DE MOVIMIENTOS

• FLEXIÓN: cuando un segmento acerca su cara anterior o posterior a la cara anterior o posterior del segmento adyacente, respectivamente

• EXTENSIÓN: volver de una flexión al punto neutro

• ABDUCCIÓN: cuando un segmento se aleja de la línea media

• ADUCCIÓN: retorno a la línea media luego de una Abducción

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• ROTACIÓN: movimiento realizado en torno al eje mayor del segmento (INT. O EXT.)

• CIRCUNDUCCIÓN: movimiento que describe un cono de base distal y vértice en la art.

• SUPINACIÓN: estando el codo flectado, la palma mira hacia arriba

• PRONACIÓN: estando el codo flectado, la palma mira hacia abajo

INTRODUCCION AL ANALISIS DE MOV.INTRODUCCION AL ANALISIS DE MOV.

• La fisiología Articular es la base del análisis de movimiento.• Es básico en Biomecánica• El movimiento, como forma de existencia en la materia, es tan

variado como variado es el mundo

• El movimiento mecánico de los seres vivos se manifiesta en:

- El Desplazamiento de todo el biosistema respecto a su entorno

- La deformación del biosistema mismo; el desplazamiento de alguna de sus partes respecto a otras

• El movimiento mecánico DEL HOMBRE, que estudia la BIOMECANICA, se produce bajo la acción de:

- Fuerzas mecánicas externas: Gravedad, Fricción entre otras- Fuerzas de tracción muscular: aspectos netamente mecánicos y netamente biológicos (SNC, Fisiología)

La mantención de una La mantención de una POSTURAPOSTURA se produce se produce gracias al equilibrio entre estas fuerzasgracias al equilibrio entre estas fuerzas

FUERZASINTERNAS

FUERZASEXTERNAS==

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• El objetivo general del estudio de los Mov del Hombre en la BIOMECANICA consiste en evaluar la EFECTIVIDAD de la aplicación de las Fuerzas en el logro más perfecto del objetivo planteado:

- DEPORTE: Mejorar la técnica deportiva

-- SALUD: SALUD: Prevención y Rehabilitación Prevención y Rehabilitación

- LABORAL: Optimización de las posturas de trabajo

TECNICAS Y METODOS DE EVALUACION:

• TEORICOS:

DESCRIPTIVOS

Permiten tener un patrón de referencia basado en las funciones teóricas de los músculos y de las posiciones de las palancas biológicas

• ANALITICOS:

• Se basan en el estudio del centro de gravedad como objeto de movimiento

• El Centro de Gravedad o Centro de Masa Corporal puede ser del cuerpo entero o de cada segmento a estudiar

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a) ESTATICOS:

Permiten realizar un análisis más correcto, sólo de una posición en especial y normalmente de un segmento en particular (Fotografía instantánea)

b) DINAMICOS: Utilizan medios visuales que captan el movimiento (Cine o video, 2D, 3D, etc.)

c) Mixtos: Utilizan los mejor de ambas técnicas para lograr realizar un análisis particular (Fotografías dinámicas)

• COMPUTACIONALES:

• Utilizan toda la tecnología al alcance para digitalizar imágenes, calcular desplazamientos, torques, velocidades, etc. por medio de computadores

MUCHAS GRACIAS