Biomecánica Generalidades

Definición de Biomecánica

• La Biomecánica es un área de conocimiento interdisciplinaria que estudia los modelos, fenómenos y leyes que son relevantes en el movimiento y el mantenimiento del equilibrio de los seres vivos.
• Utiliza las aplicaciones de la mecánica clásica para el análisis de los sistemas biológicos y fisiológicos.
• Se apoya en diversas ciencias biosanitarias, como la anatomía, la fisiología y la ingeniería.

Ramas de la Mecánica

• Estática: estudia las condiciones que deben producirse para que un cuerpo o sistema esté en equilibrio.
• Dinámica: estudia el movimiento, sus características y causas.
• Cinemática: ciencia que proporciona una descripción matemática del movimiento y sus características sin tener en cuenta las causas que lo producen.
• Cinética: estudio de las causas modificadoras de los movimientos.

Conceptos Básicos

• El objetivo de la Biomecánica es mejorar el conocimiento de la estructura y funcionamiento del cuerpo humano.
• Se miden los resultados mediante escalares (magnitud y unidades específicas) y vectoriales (magnitud, fuerza, velocidad, aceleración, etc.).
• La Biomecánica se basa en la mecánica Newtoniana, que se fundamenta en la longitud, el tiempo y la masa.

Leyes de Newton

• 1ª Ley de Newton: un objeto en reposo permanecerá en reposo o un objeto en movimiento se moverá en una línea recta con una velocidad constante si la fuerza neta que actúa sobre él es cero.
• 2ª Ley de Newton: F = m x a, donde F es la fuerza aplicada, m es la masa del objeto y a es la aceleración lineal del objeto.
• 3ª Ley de Newton: para cada acción existe una fuerza de reacción y que las fuerzas de acción y reacción entre los objetos que interactúan son idénticas en magnitud, opuestas en sentido y tienen la misma línea de acción (o dirección).

Concepto de Fuerzas

• Toda causa capaz de provocar variaciones en el movimiento de los cuerpos o deformaciones en los mismos.
• Tipos: interna o externa, gravitacional, compresiva, de cizallamiento, etc.

Momento de una Fuerza

• Efecto de una fuerza que produce una rotación sobre un eje determinado.
• El concepto mecánico de momento puede aplicarse a todas aquellas articulaciones que por la contracción muscular tienden a girar.

Centro de Gravedad

• La combinación de las fuerzas actuantes sobre cada una de las partículas de un cuerpo hacia la tierra nos da una resultante, cuya dirección será vertical en sentido de arriba abajo y la intensidad la suma de todas esas fuerzas.
• El punto de aplicación de esa fuerza es el centro de gravedad.

Concepto de Palanca

• Barra rígida que gira sobre un punto fijo llamado eje o punto de apoyo, sometida a la acción de dos fuerzas, la potencia o fuerza motora y la resistencia.
• Tipos de palancas:
  • De tipo 1: palancas de equilibrio.
  • De tipo 2: donde se coge por los pies.
  • De tipo 3: las más frecuentes en el cuerpo humano, utilizadas para mover los miembros fuera del centro de gravedad.

Biomecánica

• La biomecánica estudia los modelos, fenómenos y leyes que rigen el movimiento y el mantenimiento del equilibrio en los seres vivos.
• Utiliza las aplicaciones de la mecánica clásica para el análisis de los sistemas biológicos y fisiológicos.

Estática y Dinámica

• La estática estudia las condiciones para que un cuerpo o sistema esté en equilibrio.
• La dinámica estudia el movimiento, sus características y causas.
• La cinemática describe el movimiento y sus características sin considerar las causas que lo producen.
• La cinética estudia las causas modificadoras de los movimientos.

Conceptos Básicos

• La mecánica es la parte de la Física que se ocupa del movimiento y deformación de los cuerpos materiales.
• La biomecánica es un área de conocimiento interdisciplinaria que se apoya en diversas ciencias biosanitarias.

Medición de Resultados

• Escalares: magnitud con una cantidad exacta y unidades específicas (e.g. masa, temperatura).
• Vectoriales: magnitud con características como fuerza, velocidad y aceleración.

Leyes de Newton

• 1ª Ley de Newton: un objeto en reposo permanecerá en reposo o un objeto en movimiento se moverá en una línea recta con una velocidad constante si la fuerza neta que actúa sobre él es cero.
• 2ª Ley de Newton: F = m x a, donde F es la fuerza aplicada, m es la masa del objeto y a es la aceleración lineal del objeto sobre la que se aplica la fuerza.

Centro de Gravedad

• Es el punto fijo de un cuerpo material donde actúa la fuerza gravitatoria resultante.
• Se calcula como la suma de las fuerzas actuantes sobre cada una de las partículas de un cuerpo hacia la tierra.

Palancas

• Definición: barra rígida que gira sobre un punto fijo llamado eje o punto de apoyo, sometida a la acción de dos fuerzas.
• Tipos de palancas:
  • De equilibrio: músculos suboccipitales - potencia, peso de la cabeza - resistencia, columna cervical - eje.
  • Tipo 2: brazo de potencia < resistencia o brazo de potencia > resistencia.
  • Tipo 3: las más frecuentes en el cuerpo humano, se utilizan para mover los miembros fuera del centro de gravedad.