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Unidad Temática 1. Generalidades

Tema 1Introducción a la BiomecánicaConceptualizaciónEvolución Histórica de la Biomecánica

BIOMECÁNICA

Etimológicamente: Bio + Mecánica (mekhaniké)

Autores: Hay, 1973.“La biomecánica es la Ciencia que examina las fuerzas interiores

y exteriores que actúan sobre el cuerpo humano y los efectos producidas por ellas.”

Engels, Miller y Nelson“Ciencia que investiga las fuerzas internas y externas que actúan

sobre los cuerpos vivientes, considerando las propiedades y supuestos mecánicos del aparato locomotor, que a su vez depende funcionalmente de las condiciones biológicas del mismos.”

Fuerzas Internas + externas, y sus efectos (Ciencia)

Conceptualización

Autores:

Vera, P.“Conjunto de conocimientos interdisciplinares generados a partir

de utilizar, con el apoyo de otras ciencias biomédicas, los conocimiento de la mecánica y distintas tecnologías en, primero, el estudio del comportamiento de los sistemas biológicos y, en particular, del cuerpo humano y, segundo, resolver los problemas que le provocan las distintas condiciones a las que puede verse sometido”.

Apoyo de ciencias biomédicas y tecnológicasSistemas biológicos y cuerpo humano

Conceptualización

BIOMECÁNICA

Autores: Miralles y Heras“La anatomía nos muestra, en reposo y en un momento dado, las

formas de un proceso fisiológico y la biomecánica nos permite comprender cómo actúan las fuerzas internas y externas sobre estas estructuras”

Conceptualización

Anatomía = estáticaBiomecánica = quién y cómo se mueve la anatomía

Pragmatismo = aquello que funciona, mundo real objetivo

Conceptualización

trasladar

Clasificación

- En f(x) de los seres que estudia

- En f(x) de la invasividad (si vs no)

- En f(x) de la piel como frontera (Interna vs externa)

- En f(x) de la mecánica

Vegetal

Animal (humana, …)

Cinemática

Cinética Dinámica

Estática

Clasificación

Mecánica, se divide en:

Cinemática: estudio del movimiento lineal y angular sin tener en cuenta el origen de las fuerzas. En este apartado encontramos desplazamiento, aceleración, velocidad, etc.

Cinética: estudio de las fuerzas que generan el movimiento o postura. Se subdivide en estática (estudio de la fuerza en una posición determinada) y dinámica (estudio de la fuerza que produce el movimiento). En este apartado encontramos fuerzas, contracción muscular, ecografía, arquitectura, etc.

Clasificación

Movimiento = cambio de posición

Hay 2 tipos:

Linear (traslación): movimiento a lo largo de un trazado recto o curvo en el cual todos los puntos de un cuerpo recorren la misma distancia en el mismo tiempo. Diferentes parámetros de medida (velocidad-aceleración lineal, etc.)

Angular: movimiento alrededor de un punto (eje de rotación) de manera que distintos puntos del mismo segmento del objeto no recorren la misma distancia en un tiempo determinado. Típico de las articulaciones. Diferentes parámetros de medida (velocidad-aceleración angular, etc.)

[En biomecánica lo más frecuente es que se realice un análisis del movimiento linear característico de una actividad, para luego hacer un estudio angular]

CIENCIAS Y TECNOLOGÍAS QUE PARTICIPAN

Mismos sujetos de estudio y objetivos Sus sujetos de estudio es lo biológico, desde células, pasando por sistemas hasta seres vivos y entre ellos el hombre Como objetivos están por un lado desarrollar metodologías de análisis y por otro lado desarrollar aplicaciones

La biomecánica se plantea diferentes objetivos:

Tanto aplicaciones (puntos 1 a 4) 1. Describir, explicar. 2. Adaptar el movimiento a diferentes necesidades de la persona, el medio o el material deportivo. 3. Mejorar la eficacia del movimiento. 4. Evitar lesiones.

Como básicos (puntos 5 y 6) 5. Estructurar conocimientos y establecer leyes 6. Desarrollar metodologías de análisis

OBJETIVOS DE LA BIOMECÁNICA DEL MOVIMIENTO

Concepto de cinesiología

Concepto y clasificación de las cadenas cinéticas

Circuitos de acción muscular

Cinesiología:

Es la ciencia que estudia el movimiento humano empleando los principios de las ciencias físicas

¿Un solo músculo es capaz de realizar una función?

Concepto y clasificación de las cadenas cinéticas

La existencia de diferentes funciones en cada movimiento (agonistas, antagonistas, sinergistas, estabilizadores,…) así como la existencia de músculos que realizan diferentes funciones, obligan a realizar un examen global de los músculos.

CADENAS CINÉTICAS

Cadena cinética muscular es el conjunto de músculos, tanto mono como poli-articulares, responsables de la movilidad de los diferentes eslabones óseas de las articulaciones

La realización de cada gesto exige el trabajo organizado de varias cadenas cinéticas, cada una de ellas con una función determinada

Cadena Muscular VS Cadena Cinética Muscular

Tipos de cadenas cinéticas

Cadena cinética abierta:

El extremo distal de la cadena es libre (dar una patada)

Elementos: dos palancas óseas, una articulación y el sistema muscular motor

Biomecánica: en función de los grados de libertad de movimiento de la articulación

Importancia de las sinergias musculares (agonistas, antagonistas, sinergistas, estabilizadores)

Reclutamiento muscular próximo-distal

Cadena cinética cerrada: El extremo distal de la cadena permanece fijo, y el proximal es el que va a

realizar el desplazamiento con el movimiento (dominadas en barra)

Elementos: dos palancas óseas, una articulación y el sistema muscular motor

Biomecánica: inversión del sentido de la fuerza muscular

Importancia de las sinergias musculares (agonistas, antagonistas, sinergistas, estabilizadores)

Reclutamiento muscular en sentido distal-proximal

Tipos de cadenas cinéticas

Tipos de cadenas cinéticas

Cadena cinética frenada (semiabierta-semicerrada): Ambos extremos de la cadena, proximal y distal son móviles

(ciclista de pie sobre la bicicleta)

Tipos de cadenas cinéticas

Cadena cinética facilitadora: Debido a la organización funcional en conjunto, la acción de los músculos débiles puede verse reforzada por la acción de los músculos fuertes de la misma cadena cinética, pasando así las cadenas cinéticas a ser cadena cinéticas facilitadoras o de refuerzo, sean éstas abiertas, cerradas o frenadas. Este concepto será de gran utilidad en la terapia de las cadenas.

Homolaterales: sólo trabajan los músculos de un miembro

Contralaterales: donde se obtienen contracciones de los músculos de un miembro desde el homónimo del lado contrario.

Evolución Histórica de la Biomecánica

1. ORÍGENES LEJANOS

2. ORÍGENES CERCANOS

3. REVISTAS Y LIBROS

- Congresos. - Revistas y libros. - Sub-comisión de biomecánica y fisiología del COI

Evolución Histórica de la Biomecánica

ORÍGENES LEJANOS

ARISTÓTELES (384-322 aJC)

-Estudia diferentes partes corporales y el desplazamiento de animales

-El movimiento se produce por interacción con el suelo.

Obras:

"Del movimiento de los animales" "De la marcha de los animales" "De las partes de los animales"

Evolución Histórica de la Biomecánica

LEONARDO DA VINCI (1452-1519) -Estudia el vuelo y leyes del medio aéreo y acuático

Evolución Histórica de la Biomecánica

VESALIO (1514-1564)

- Leyes mecánicas aplicadas al sistema osteomuscular

- 1543 "De Humani Corpori Fabrica libri"

Evolución Histórica de la Biomecánica

GALILEO GALILEI (1564-1642)

- Aplica matemáticas al estudio de la naturaleza

- Leyes de caída libre y parábolas

Evolución Histórica de la Biomecánica

GIOVANNI ALFONSO BORELLI (1608-1679)

- Leyes mecánicas en el sistema osteomuscular

- 1680 "De Motu Animaliun"

Evolución Histórica de la Biomecánica

ISAAC NEWTON (1642-1727)

- Leyes de Newton

- 1687 "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica"

Evolución Histórica de la Biomecánica

ORÍGENES CERCANOS

EADWEARD MUYBRIDGE (1831-1904)

-Foto-seriaciones del movimiento humano y animal

- 1877 "Animal Locomotion"

Evolución Histórica de la Biomecánica

ETIENNE JULES MAREY (1830-1904)

- Fotografía cronocíclica movimiento humano

- 1892 "Du Mouvement dans les functions de la vie"

Evolución Histórica de la Biomecánica

ETIENNE JULES MAREY (1830-1904)

Nace en 1830

Defiende su tesis sobre circulación cardíaca en 1859

En 1880-82 se diseña y construye la “estación fisiológica”

En 1882 construye el fusil fotográfico

1895 Presidente de la Academia de Ciencias

En el Congreso de fisiología de Cambridge (1898) se crea una comisión presidida por él para unificar los métodos de estudio de la fisiología.

1899 fusil fotográfico eléctrico

Página web: http://www.expo-marey.com/home.html

Evolución Histórica de la Biomecánica

Evolución Histórica de la Biomecánica

BRAUNE Y FISCHER

-Realizan los primeros análisis cinemáticos 3D, estudiando la marcha humana, entre los años 1895 y 1904.

Evolución Histórica de la Biomecánica

MORITZ BENEDIKT (1887 y 1910)

-Usa probablemente por primera vez la palabra biomecánica en un seminario científico en Wiesbaden (Alemania) en 1887 y posteriormente en 1910 publica los contenidos, en la primera publicación sobre biomecánica.

Evolución Histórica de la Biomecánica

ARCHIBALD VIVIAN HILL (1886-1977)

- Modelo mecánico de la contracción muscular

- 1929 Nobel de Medicina

- 1931 "Adventures in biophysics"

Evolución Histórica de la Biomecánica

NICHOLAS BERSTEIN (1896- 1966)

-Estudia fisiología y medicina.

- Investiga en el laboratorio de biomecánica del Instituto central de Ergonomía de Moscú.

- Realiza análisis cinemáticos 3D para estudiar la coordinación en la biomecánica de la marcha y la carrera.

- Estudia la eficacia y coordinación de diferentes movimiento. Postula diferentes teorías sobre el control motor de los movimientos.

REVISTAS Y LIBROS

JOURNAL OF BIOMECHANICS

1968 Nueva York

(http://www.jbiomech.com/)

BIOMECHANIK SPORTLICHER BEWEGUNGEN 1970 Gerard Hochmuth 1973

Biomecánica de los movimientos deportivos

JOURNAL OF SPORTS BIOMECHANICS 1984, después pasa a denominarse JOURNAL OF APPLIED BIOMECHANICS (http://www.humankinetics.com/products/journals/journal.cfm?id=JAB)

ALGUNOS ENLACES INTERESANTES:

1- Instituto de Biomecánica de Valencia : (http://www.ibv.org/) 2- International Society of Biomechanics:( http://www.isbweb.org/) 3- International Society of Biomechanics in Sports:( http://www.uni-stuttgart.de/isbs/) 4- European Society of Biomechanics :( http://www.utc.fr/esb/) 5- Biomechanics World Wide Web:( http://www.per.ualberta.ca/biomechanics/) 6- Consejo Superior de Deportes :( http://www.csd.mec.es/) 7- Federación Española de Medicina del Deporte :( http://www.femede.es/) 8- Todo sobre Muybridge :( http://www.ediblebrain.com/muybridge.htm) 9- Exposición de Marey (http://www.expo-marey.com/) 10- Jesús Dapena : (http://www.indiana.edu/) 11-American Academy of Podiatric Medicine (calzado deportivo) (http://www.aapsm.org/) 12- Jessica Hodgins :(http://www.cc.gatech.edu/gvu/animation/) 13- STT :( http://www.simtechniques.com) 14- Peak Performance: (http://www.peakperform.com/sitemap.htm) 15- KISTLER:- (http://www.kistler.com/web/kistler_portal.nsf/?Open) 16- BYOMEDIC:- (http://www.byomedic.com/Byomedic) 17- SPORTMETRICS:- (http://www.sportmetrics.net/) 18- Sistemas de análisis de movimiento ARIEL: (http:// www.arielnet.com)