Biomecánica I - Movimiento Humano y Fundamentos

Hitoss Históricos en Biomecánica

• Aristóteles, Arquímedes y Galeno sentaron las bases fundamentales en matemáticas, mecánica y anatomía que llevaron al desarrollo de la biomecánica.
• Pitágoras definió relaciones entre formas, números, y el cuerpo humano, considerándolo un instrumento musical que refleja tensiones y equilibrio.
• Hipócrates, considerado el padre de la medicina, enfatizó la observación y experimentación como pilares del conocimiento médico.
• Leonardo da Vinci combinó arte y anatomía, estudiando la fuerza, fricción y movimiento del cuerpo humano.
• Giovanni Alfonso Borelli es conocido como el "padre de la biomecánica", destacando el estudio de palancas y centros de gravedad.
• Newton formuló leyes físicas cruciales, incluyendo la ley de la gravedad y principios de acción-reacción.

Biomecánica y Movimiento Humano

• La biomecánica estudia el movimiento humano desde una perspectiva que integra la anatomía musculo-esquelética y la fisiología neuromuscular.
• Utiliza principios de mecánica y ciencias biomédicas para analizar fuerzas internas y externas que afectan al cuerpo humano.
• Componentes del movimiento incluyen: espacio, velocidad, aceleración, fuerza, y equilibrio.

Conceptos Fundamentales de Biomecánica

• Mecánica: Rama de la física que estudia el movimiento en función de magnitudes escalares y vectoriales.
• Dinámica y Cinemática: La dinámica se ocupa del estudio de las causas del movimiento, mientras que la cinemática describe el movimiento sin considerar sus causas.
• Estática: Analiza las fuerzas en sistemas en equilibrio.

Cuerpos como Sistemas Físicos

• Un cuerpo humano puede estar en reposo o en movimiento, siendo la fuerza la condición clave para provocar movimiento.
• Fuerzas internas, como la contracción muscular, y fuerzas externas, como la gravedad, son fundamentales en el estudio del movimiento.

Leyes de Newton

• Primera Ley: Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme a menos que actúe sobre él una fuerza externa.
• Segunda Ley: La fuerza es igual a la masa multiplicada por la aceleración del cuerpo.
• Tercera Ley: A toda acción le corresponde una reacción igual y opuesta.

Deformación y Estrés

• La deformación es el cambio de forma de un cuerpo debido al estrés aplicado, que puede ser bajo tensión de tracción, compresión, o corte.
• La curva estrés-deformación describe cómo un tejido se comporta bajo tensión, incluyendo el punto de ruptura.
• Las fracturas por estrés se producen por acumulación de fatiga en los huesos, y las fracturas por fragilidad ocurren sin antecedentes de traumas.

Estructura y Funciones del Cuerpo Humano

• Compuesto por células organizadas en niveles atómicos, celulares, tejidos, órganos, sistemas y aparatos, el cuerpo humano es una compleja estructura física y orgánica.
• Altura media del adulto: 1,7 m; peso entre 50 y 90 kg; cubierto por una piel con espesor variable.
• Funciones del cuerpo incluyen adaptación a cambios (sistema nervioso), obtención de energía (nutrición) y reproducción.

Componentes del Sistema Locomotor

• Huesos: Proporcionan soporte y protegen órganos vitales.
• Articulaciones: Permiten el movimiento entre huesos.
• Músculos: Tiran de los tendones para mover los huesos y mantener la postura.
• Tendones y Ligamentos: Conectan músculos a huesos y unen elementos óseos, respectivamente.

Palancas en el Cuerpo

• Clasificación de palancas:
  • Primer género: Fulcro entre potencia y resistencia (Ej: balancín).
  • Segundo género: Resistencia entre potencia y fulcro (Ej: carretilla).
  • Tercer género: Potencia entre resistencia y fulcro (Ej: caña de pescar).

Planos y Ejes del Cuerpo

• Plano Frontal: Divide el cuerpo en anterior y posterior.
• Plano Sagital: Divide el cuerpo en lado derecho e izquierdo.
• Plano Transversal: Divide el cuerpo en parte superior e inferior.
• Ejes corporales son líneas de referencia que ayudan a describir la alineación del cuerpo: antero-posterior, vertical, y transversal.

Estrés y Estrés Biomecánico

• El estrés se refiere a la tensión que soporta el cuerpo debido a demandas internas y externas.
• Estrés mecánico es la fuerza ejercida en los tejidos, siendo crítico en actividades deportivas para prevenir lesiones.

Consejos para Gestionar el Estrés Muscular

• Mantener una buena alimentación e hidratación.
• Realizar ejercicio físico regular para aliviar la tensión y mejorar el bienestar.
• Evitar sobrecargas y lesiones mediante el calentamiento adecuado antes de actividades físicas.### Sistemas del Cuerpo Humano
• Existen varios sistemas esenciales con origen embrionario común, que incluyen sistemas nervioso, circulatorio, endocrino, tegumentario, linfático, óseo, y muscular.
• Cada sistema tiene funciones específicas que contribuyen al mantenimiento de la salud y el funcionamiento del organismo.

Aparato Locomotor

• Incluye los órganos que permiten la movilidad y están formados por diferentes tejidos y sistemas.
• El sistema locomotor es fundamental para el desplazamiento y está compuesto por huesos, músculos, ligamentos y articulaciones.

Movimiento Humano

• Los movimientos del cuerpo son el resultado de estímulos del entorno y del sistema nervioso.
• La bipedestación es la forma de locomoción característica del ser humano.
• Los movimientos se clasifican por su trayectoria y pueden incluir desplazamientos en línea recta, curva y circular.

Biomecánica y Movimiento

• La biomecánica se ocupa de estudiar los movimientos y las fuerzas involucradas en ellos.
• Las palancas y péndulos son fundamentales en el análisis de los movimientos del cuerpo humano.
• La posición, dirección y tipo de movimiento son esenciales para entender el funcionamiento biomecánico.

Estructura del Cuerpo

• Estructuralmente, el cuerpo humano se divide en cabeza, tronco y extremidades (superiores e inferiores).
• Los huesos y articulaciones permiten el movimiento, mientras que los músculos son responsables de la fuerza.

Tipos de Movimientos

• La cinemática describe el movimiento de los cuerpos mediante trayectorias como rectilíneas, parabólicas, elípticas y circulares.
• La osteocinemática se enfoca en los desplazamientos óseos, analizando movimientos como flexión, extensión, rotación, y desviación.

Análisis de Movimiento

• Se estudian diferentes tipos de movimientos:
  • Rotación: Giro de una parte del cuerpo sobre un eje.
  • Traslación: Desplazamiento de todas las partes del cuerpo de manera uniforme.
  • Artrocinemática: Movimientos accesorios entre superficies articulares que facilitan los movimientos fisiológicos.

Leyes de la Mecánica

• El estudio de la biomecánica se fundamenta en leyes como la inercia, la acción y reacción de Newton, y la ley de Hooke.
• Las cargas aplicadas al cuerpo provocan deformaciones que afectan el movimiento.

Beneficios del Movimiento

• El movimiento unifica las partes del cuerpo y ayuda a construir patrones motores efectivos.
• Favorece la salud física general, minimiza lesiones, y mejora la economía del movimiento.
• La coordinación y el equilibrio son esenciales para un movimiento fluido y efectivo.

Ejes y Planos

• Los movimientos se analizan en relación a planos anatómicos: sagital, frontal, y transversal, cada uno con sus respectivos ejes.
• La nomenclatura espacial ayuda a describir posiciones y movimientos con términos como cefálico, caudal, medial, y lateral.

Resumen

• La comprensión del cuerpo humano y sus movimientos es esencial en campos como la medicina, la fisioterapia, y el entrenamiento físico.
• Un estudio exhaustivo de la anatomía y la mecánica permite una mejor aplicación en la rehabilitación y mejora del rendimiento físico.### Regla Cóncavo-Convexa
• La Ley de Freddy Kaltenborn se basa en la regla de la palanca y el comportamiento de las superficies articulares en los movimientos de rodamiento y deslizamiento.
• El rodamiento ocurre entre superficies incongruentes con diferentes grados de curvatura; una superficie cóncava puede rodar sobre una convexa y viceversa.
• El deslizamiento se lleva a cabo entre superficies congruentes, ya sean planas o curvas.
• Los movimientos articulares involucran tanto rodar como desplazar, dependiendo de la congruencia de las superficies.

Características de las Superficies

• Cóncava: superficie ahuecada hacia adentro.
• Convexa: superficie curvada hacia afuera.
• En la regla convexa, si el hueso fijo es cóncavo y el móvil es convexo, se produce rodamiento en el mismo sentido y desplazamiento en sentido contrario (ejemplo: articulación glenohumeral).
• En la regla cóncava, si el hueso fijo es convexo y el móvil cóncavo, hay rodamiento y desplazamiento en la misma dirección (ejemplo: articulación fémoro-tibial).

Posiciones Articulares

• Posición cero: posición neutra o anatómica del cuerpo.
• Posición funcional: estructuras periarticulares relajadas, permite un mayor rango de movimiento con mínimo contacto articular.
• Posición actual de reposo: alteraciones por estados patológicos, usada cuando no se puede colocar la articulación en su posición óptima.
• Posición de bloqueo: máxima congruencia articular, contacto total y compresión fuerte, sin líquido sinovial por la presión ejercida.

Tipos de Articulaciones

• Trocleares: permiten movimientos como en una bisagra (ejemplo: codo).
• Trocoides: permiten rotación (ejemplo: pivote).
• Artrodias: superficies planas (ejemplo: tibio-peronea).
• Condíleas: permiten flexión y extensión.
• Enartrosis: articulaciones esféricas (ejemplo: cabeza del fémur).
• Silla de montar: movimientos en dos ejes (ejemplo: articulación del pulgar).

Equilibrio en Biomecánica

• El equilibrio se refiere a la capacidad de mantener la orientación del cuerpo y su relación con el espacio.
• Factores que influyen en el equilibrio:
  • Neurológicos y biológicos: visión, propiocepción y sentido vestibular.
  • Biomecánicos: gravedad, línea de gravedad, centro de gravedad y base de sustentación.
  • Psicológicos: experiencia y confianza.

Estabilidad Postural

• Definida como la habilidad de mantener el cuerpo en equilibrio dentro de los límites de la base de sustentación.
• Clasificaciones:
  • Estática: equilibrio sobre una base firme.
  • Dinámica: equilibrio tras un cambio de posición.

Prueba de Romberg

• Evaluación de equilibrio donde el paciente debe estar de pie con los pies juntos, primero con los ojos abiertos y luego cerrados.
• Considerada positiva si hay desbalance significativo al cerrar los ojos.

Fuerzas en Equilibrio

• Fuerzas angulares: se aplican en un ángulo sobre un mismo punto.
• Fuerzas colineales: fuerzas en la misma dirección sobre un objeto.
• Fuerzas paralelas: fuerzas que actúan en direcciones paralelas, ya sean en la misma dirección o en sentido contrario.

Base de Sustentación

• Es la extensión del apoyo del cuerpo. A mayor separación de las piernas, mayor base de sustentación y estabilidad.
• Equilibrios:
  • Estable: retorna a la posición original tras la perturbación.
  • Inestable: no puede retornar a la posición de equilibrio.
  • Indiferente: adopta una nueva posición de equilibrio.

Características de Buena Postura

• Mantener la columna con las tres curvas naturales: cervical (lordosis), torácica (cifosis) y lumbar.
• Cabeza alineada sobre los hombros, los cuales se deben alinear con las caderas.

Postura Incorrecta

• Resulta del forzamiento en la posición, generando tensión muscular excesiva y riesgos de compresión nerviosa en hombros y cuello.

Centros de Gravedad

• El centro de gravedad del cuerpo humano se sitúa en la pelvis, variando según la postura y características individuales.
• Línea de gravedad: debe atravesar vértebras cervicales y lumbares manteniendo la postura adecuada.