Biomecanica Ocupacional

Desde tiempos inmemoriales la raza humana se ha caracterizado por entender que las

cosas que nos rodean han sido siempre as, esto es, usando unos cuentos llamados

mitos que asocian los cambios a dioses y dems seres mitolgicos. Pero hace unos

2600 aos todo esto cambi, naci la Filosofa (Del griego "philos=sabidura" +

"sophos=amor"), en un principio sta se encargaba de pensarlo todo, desde el

significado de la vida hasta el porqu de la lluvia. Ms tarde, la filosofa se dividi en

dos debido a la evolucin del conocimiento humano y su gran abanico de

especialidades, aparecieron las primeras ciencias y la filosofa se ocup desde entonces

de lo referente al origen del universo, el porqu de nuestra existencia y el destino

ltimo del universo. Una ciencia se caracteriza por intentar producir un conocimiento

mediante reglas de experimientacin para producir leyes universales, y con esos

conocimientos la tecnologa desarrolla tcnicas para hacer ms fcil y previsible la vida

del ser humano en nuestro mundo.

Tomado de Alberto Roura, 2006

Que es Biomecanica?

Una de las aplicaciones con gran auge en nuestros das es, sin duda, la Biomecnica,

un conglomerado de conocimientos sobre las estructuras mecnicas del ser humano

apoyados en ciencias como la mecnica, la ingeniera, la anatoma y la fisiologa entre

otras, buscando resolver las diferentes deficiencias existentes en los individuos. Para

bien o para mal, la seleccin natural no existe hoy en da en la raza humana, algo que

nos diferencia por poco de los animales, por lo que si hay alguien "no perfecto"

necesitado de algo para mejorar su calidad de vida, all estar la biomecnica, si hay

un deportista que quiere mejorar sus marcas en las competiciones, tambin estar all

la biomecnica. la Biomecnica es, en definitiva, necesaria si no queremos padecer

problemas por malas posturas o simples molestias fsicas.

Tambien la biomecnica es una disciplina cientfica que tiene por objeto el estudio de

las estructuras de carcter mecnico que existen en los seres vivos

(fundamentalmente del cuerpo humano). Esta rea de conocimiento se apoya en

diversasciencias biomdicas, utilizando los conocimientos de la mecnica, la ingeniera,

la anatoma, la fisiologa 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.

Dentro de algunos terminos importantes de la definicion anterior encontramos:

La mecnica (Griego y de latn mechanca o arte de construir una mquina)

es la rama de la fsica que describe el movimiento de los cuerpos, y su evolucin en el

tiempo, bajo la accin de fuerzas. El conjunto de disciplinas que abarca la mecnica

convencional es muy amplio y es posible agruparlas en cuatro bloques principales:

Mecnica clsica Mecnica cuntica

Mecnica relativista Teora cuntica de campos

La ingeniera es (definicin de la Real Academia Espaola) el estudio y aplicacin, por

especialistas, de las diversas ramas de la tecnologa.

Es la profesin que aplica conocimientos y experiencias para que mediante diseos,

modelos y tcnicas se resuelvan problemas que afectan a los seres vivos con

creatividad e ingenio.

La ingeniera es la profesin en la que el conocimiento de las matemticas y ciencias

naturales, obtenido mediante estudio, experiencia y prctica, se aplica con juicio para

desarrollar formas de utilizar, econmicamente los materiales y las fuerzas de la

naturaleza para beneficio de la humanidad y del ambiente. (Placa conmemorativa,

Edificio 401 Facultad de ingeniera, Universidad Nacional de Colombia)

La anatoma (del griego, anatom, "diseccin"), es la rama de las Ciencias Naturales

relativa a la organizacin estructural de los seres vivos. Es una ciencia muy antigua,

que fue padre de las Ciencias Mdicas o Medicina y cuyos orgenes se remontan a la

prehistoria. Durante siglos los conocimientos anatmicos se han basado en la

observacin de plantas y animales diseccionados La fisiologa (del griego physis,

naturaleza, y logos, conocimiento, estudio) es la ciencia biolgica que estudia las

funciones de los seres orgnicos.

Esta forma de estudio que rene los principios de las matemticas, la fsica y la

qumica, dando sentido a aquellas interacciones de los elementos bsicos de un ser

vivo con su entorno y explicando el porqu de cada diferente situacin en que se

puedan encontrar estos elementos. Igualmente se basa en conceptos no tan

relacionados con los seres vivos como pueden ser leyes termodinmicas, de

electricidad, gravitatorias, meteorolgicas, etc.

El cuerpo humano es la estructura fsica y material del hombre.

Se compone de tres partes principales que son la cabeza, el tronco y las extremidades.

Los brazos son las extremidades superiores y las piernas son las extremidades

inferiores.

La biomecnica est presente en muchos ambitos perfeccionando la experiencia del

ser humano, pero existen tres disciplinas que destacan sobre las dems.

La biomecnica mdica

Esta subdisciplina trata de buscar soluciones para curar o paliar patologas que hagan

sufrir al cuerpo humano.

La biomecnica deportiva

Esta subdisciplina trata de disear complementos para la prctica deportiva,

desarrollar tcnicas saludables y herramientas de altas prestaciones, se torna muy

importante para ello la implementacin de la ergonoma.

La biomecnica ocupacional

Esta subdisciplina se ocupa de lo mismo que la deportiva, con la nica diferencia que

sta trata de disear, desarrollar y construir para la vida de un ciudadano medio en su

casa, la oficina, etc...

Como se recogen los movimientos del ser humano?

Para disear cualquier herramienta o adoptar una tcnica hace falta saber a que zonas

del cuerpo van dirigidas y porqu. Los pasos a seguir para digitalizar y almacenar un

movimiento de una persona en una actividad deportiva son los siguientes: todo

comienza con unas cmaras que captan las actividades deportivas, los movimientos

son grabados preferiblemente en alta velocidad, para de sta manera digitalizar los

fotogramas uno a uno y reducir a unas treinta imgenes por segundo el resultado,

disminuyendo los errores humanos de la digitalizacin, el proceso de digitalizacin se

hace con ordenadores, en un vdeo explicativo creado por CEIT (Centro de Estudios e

Investigaciones Tcnicas de Gipuzkoa) observ que un grupo de unas quince personas

controlaban unos Apple Macintosh conectados entre s, despus enviaban la

informacin a otro ordenador dedicado para grficos 3D de "Silicon Graphics", donde

se renderizaban las simulaciones en tiempo real de los atletas con texturas y paisajes

de fondo. Hoy en da las mquinas vistas en el vdeo son antiguas, pero entonces

(1993) era lo ms avanzado, se comenta que el equipo con el que se estudiaron a los

atletas de Barcelona92 rond los 50.000.000 de pesetas de aquella poca.

Muchos de los conocimientos generados por la biomecnica se basan en lo que se

conoce como modelos biomecnicos. Estos modelos permiten realizar predicciones

sobre el comportamiento, resistencia, fatiga y otros aspectos de diferentes segmentos

corporales cuando estn sometidos a unas condiciones determinadas. As, por ejemplo,

esta disciplina se ocupa de determinar la resistencia de un material biolgico ante la

ejecucin de una fuerza que acta sobre este. Estas fuerzas, en sentido general,

pueden ser de tipo compresivo o bien de tipo traccin y generarn en la estuctura

dos cambios fundamentales

Nos referimos como tensin mecnica a al esfuerzo interno por unidad de rea que

experimenta el material frente a la aplicacin de la fuerza, cualquiera sea sta y que

corresponde a los fenmenos descritos por la Tercera Ley de Newton (Accin y

Reaccin). De acuerdo con este principio, materiales de naturaleza ms bien

deformables presentarn menores niveles de aumento de la tensin frente a la

aplicacin de una fuerza y materiales ms bien rgidos, experimentarn mayores

niveles de aumento de la tensin interna frente a la aplicacin de la fuerza. La relacin

entre el esfuerzo aplicado y las deformaciones experimentadas, recibe el nombre

de rigidez, y depende del tipo de esfuerzo que sea (de compresin,

de flexin, torsional, etc...).

Dentro de los terminos que se destacan en el parrafo anterior tenemos:

Se denomina la tensin mecnica al valor de la distribucin de fuerzas por unidad de

rea en el entorno de un punto material dentro de un cuerpo material o medio

continuo.

Los esfuerzos internos son magnitudes fsicas con unidades de fuerza sobre rea

utilizadas en el clculo de piezas prismticas como vigas o pilares y tambin en el

clculo de placas y lminas.

Los esfuerzos internos sobre una seccin plana se definen como un conjunto de

fuerzas y momentos estticamente equivalentes a la distribucin de tensiones internas

sobre el rea de esa seccin. As, por ejemplo, los esfuerzos sobre una seccin

transversal plana de una viga es igual a la integral de las tensiones t sobre se rea

plana. Normalmente se distingue entre los esfuerzos perpendiculares a la seccin de la

viga (o espesor de la placa o lmina) y los tangentes a la seccin de la viga (o

superficie de la placa o lmina):

Esfuerzo normal (normal o perpendicular al plano considerado), es el que viene

dado por la resultante de tensiones normales , es decir, perpendiculares, al

rea para la cual pretendemos determinar el esfuerzo normal.

Esfuerzo cortante (tangencial al plano considerado), es el que viene dado por la

resultante de tensiones cortantes , es decir, tangenciales, al rea para la cual

pretendemos determinar el esfuerzo cortante.

La rigidez es la capacidad de un objeto slido o elemento estructural para soportar

esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones o desplazamientos.

Se denomina flexin al tipo de deformacin que presenta un elemento estructural

alargado en una direccin perpendicular a su eje longitudinal. El trmino "alargado" se

aplica cuando una dimensin es dominante frente a las otras.

En ingeniera, torsin es la solicitacin que se presenta cuando se aplica un momento

sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecnico, como pueden

ser ejes o, en general, elementos donde una dimensin predomina sobre las otras dos,

aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.

Cambios en la Forma

Cuando se somete a un objeto cualquiera a la aplicacin de una fuerza, en algn

momento experimentar una deformacin observable. Para los objetos ms bien

elsticos, dicha deformacin se alcanza con aplicaciones de fuerza de baja magnitud,

mientras que los materiales rgidos requieren de aplicacin de magnitudes de fuerza de

mayor consideracin. La grfica asociada al estudio de este fenmeno se conoce con el

nombre de Curva Tensin Deformacin de cuyo estudio es posible inferir el

comportamiento del material. Un punto aparte en esta consideracin lo representan los

materiales viscoelsticos. Dichos materiales se caracterizan por presentar un

comportamiento diferente en el tiempo a pesar de que las condiciones de carga o

deformacin a las que se les somete permanezcan constantes. Esto quiere decir, por

ejemplo, que si el material es sometido a una carga constante, la deformacin del

material inicialmente ocurre a una cierta velocidad y que con el paso del tiempo de

carga mantenida, dicha deformacin tiende a ser constante (no experimentar

variaciones). Un ejemplo clsico de material viscoelstico lo constituye el cartlago

articular que cubre las superficies seas.

Los estudios biomecnicos se sirven de distintas tcnicas para lograr sus objetivos.

Algunas de las ms usuales son:

Fotogrametra: anlisis de movimientos en 3D basado en tecnologa de vdeo

digital. Una vez procesadas las imgenes capturadas, la aplicacin proporciona

informacin acerca del movimiento tridimensional de las personas o de los

objetos en el espacio.

La fotogrametra es la ciencia o tcnica cuyo objetivo es el conocimiento de las

dimensiones y posicin de objetos en el espacio, a travs de la medida o medidas

realizadas sobre dos o ms fotografas.

La palabra fotogrametra se deriva del vocablo "fotograma" (de "phos", "phots", luz, y

"gramma", trazado, dibujo), como algo listo, disponible (una foto), y "metrn", medir.

Por lo que resulta que el concepto de fotogrametra es: "medir sobre fotos".

Si trabajamos con una foto podemos obtener informacin en primera instancia de la

geometra del objeto, es decir, informacin bidimensional.Si trabajamos con dos fotos,

en la zona comn a stas (zona de solape), podremos tener visin estereoscpica; o

dicho de otro modo, informacin tridimensional.

La implementacin de laboratorio es habitualmente costosa y requiere de algunos

requisitos:

Frecuencia

Los fenmenos tal cual ocurren en nuestro entorno, estn caracterizados por que

tienen una determinada ocurrencia en el tiempo. Por ejemplo, la marcha normal de un

sujeto es de aproximadamente un paso por segundo, de manera que la frecuencia de

este fenmeno se sita alrededor de 1 Hz (un ciclo por segundo). Si el elemento que

pretende caracterizar este fenmeno (normalmente una videocmara) filma al sujeto a

una frecuencia menor, existirn partes del movimiento que no queden fielmente

representadas en la filmacin.

Ruido

El traspaso o la conversin anlogo-digital, involucra la existencia de "ruido"

proveniente de la multiplicidad de campos electromagnticos en nuestro ambiente que

pueden deteriorar o modificar las condiciones de la imagen que se obtiene.

Sistema de coordenadas

El anlisis del movimiento requiere de un sistema de coordenadas sobre las cuales

poder establecer los cambios de posicin (linear o angular) que experimenta el sujeto

de estudio. Este sistema de coordenadas representa el espacio global en el que el

sujeto se desplazar. El sujeto en s, adems debe estar provistto de algn tipo de

marcador que caracterice el o los segmentos de estudio. Dichos marcadores puden ser

pasivos o activos y se transforman en un nuevo sistema de referencia: Sistema de

Referencia Local.

Electromiografa: anlisis de la actividad elctrica de los msculos.

Plantillas instrumentadas: registro de las presiones ejercidas por el pie

durante la marcha.

Plataformas de fuerza: plataformas dinamomtricas diseadas para registrar

y analizar las fuerzas de accin-reaccin y momentos realizados por una

persona durante la realizacin de una actividad determinada.

Estudia las propiedades mecnicas, cinticas y cinemticas de los organismos,

tomando en cuenta sus caractersticas morfo-funcionales.

Electromiografa

Estudio neurofisiolgico de la actividad bioelctrica muscular.

Clsicamente, el mismo trmino EMG engloba tambin a la electroneurografa, si bien

en la actualidad se usa cada vez ms en este sentido la palabra electroneuromiografa

(ENMG).

Informacin bsica

La electromiografa es una prueba mdica, realizada por un mdico especialista

neurofisilogo, que permite el estudio del sistema nervioso perifrico y muscular, y as

saber si el paciente tiene alguna enfermedad a ese nivel, localizacin y gravedad. Por

tanto, se utiliza para conocer el diagnstico y la localizacin de la enfermedad, y en

muchos casos la intensidad de la lesin. De esta forma, se puede orientar al mdico

especialista sobre el diagnstico y tratamiento a seguir.

Para llevar a cabo la exploracin es necesario dar unos pequeos estmulos en

diferentes nervios del cuerpo. Suele ser necesario completar la exploracin con la

introduccin de una pequea aguja desechable de exploracin, en las zonas afectadas.

Se trata de una prueba molesta, aunque no es ms dolorosa que un anlisis de sangre.

No se inyectan contrastes ni ningn tipo de sustancias, ni se extrae sangre.

Los riesgos son prcticamente inexistentes, excepto en los siguientes casos:

Tratamiento con anticoagulantes (p. ej. SINTROM).

Hemoflicos y enfermedades de las plaquetas de la sangre.

Enfermedades que producen "disminucin de las defensas"

(SIDA, extirpacin del bazo, diabticos, trastornos de la inmunidad).

Enfermos con marcapasos.

Alergia a las aleaciones utilizadas en la fabricacin de los electrodos.

Predisposicin a reacciones vagales intensas con prdida de conocimiento.

Lesiones infecciosas activas en zona de puncin

Insuficiencia venosa crnica severa (riesgo de infeccin)

En estas situaciones, la prueba no est absolutamente contraindicada, aunque se han

descrito, en algunos casos, complicaciones (hemorragias, infecciones, erosiones en la

piel e interferencias con el marcapasos), que tambin son posibles, aunque muy poco

frecuentes en personas aparentemente sanas.

En las zonas exploradas con aguja, puede aparecer un pequeo hematoma sin

importancia que se reabsorber normalmente en unas dos semanas. Tambin pueden

quedar doloridos los msculos explorados durante unos das (excepcionalmente, puede

durar meses) pero en todo caso, el dolor, que responde bien a analgsicos comunes,

ir desapareciendo lentamente

Dentro de los cuales se puede definir algunos terminos utilizados en la

Electromiografa:

La Neurofisiologa es la parte de la Fisiologa que estudia el sistema nervioso, siendo

la fisiologa la ciencia biolgica que estudia la dinmica de los organismos vivos. En la

prctica la Neurofisiologa estudia la dinmica de la actividad bioelctrica del sistema

nervioso.

Msculo es cada uno de los rganos contrctiles del cuerpo humano y de otros

animales, formados por tejido muscular. Los msculos se relacionan con el esqueleto -

msculos esquelticos-, o bien forman parte de la estructura de diversos rganos y

aparatos -msculos viscerales-.

La palabra "msculo" proviene del diminutivo

latino musculus, mus (ratn) culus (pequeo), porque en el momento de la

contraccin, los romanos decan que pareca un pequeo ratn por la forma.

Los msculos estan envueltos por una membrana de tejido conjuntivo llamada

"Aponeurosis".

La unidad funcional y estructural del msculo es la fibra muscular.

El sistema nervioso perifrico o SNP, sistema nervioso formado por nervios y

neuronas que residen o extienden fuera del sistema nervioso central hacia los

miembros y rganos. La diferencia con el sistema nervioso central est en que el

sistema nervioso perifrico no est protegido por huesos o por barrera

hematoenceflica, permitiendo la exposicin a toxinas y a daos mecnicos. El SNP

est compuesto por el sistema nervioso somtico y el sistema nervioso autnomo o

vegetativo.

En medicina y farmacia, un anticoagulante es una sustancia endgena o exgena

que interfiere o inhibe la coagulacin de la sangre, creando un estado prohemorrgico.

Dentro de las sustancias endgenas:

antitrombina

anticoagulante lpico

inhibidores de factores de coagulacin de las paraprotenas

Las sustancias exgenas, frmacos:

Heparinas no fraccionadas (heparina sdica)

Heparinas de bajo peso molecular (HBPM)

anticoagulantes orales

La hemofilia es una enfermedad gentica que consiste en la incapacidad de la sangre

para coagularse. Se caracteriza por la aparicin de hemorragias internas y externas

debido a la deficiencia total o parcial de una protena coagulante denominada globulina

antihemoflica (factor de coagulacin). Los factores de coagulacin son un grupo de

protenas responsables de activar el proceso de coagulacin. Hay identificados 13

factores ( I, II, ..., XIII). Los factores de coagulacin actan en cascada, es decir, uno

activa al siguiente; si se es deficitario de un factor, no se produce la coagulacin o se

retrasa mucho.

El bazo es una vscera abdominal de los vertebrados, de color rojo oscuro, que

desempea diversas funciones relacionadas con la sangre y el sistema inmunitario

El marcapasos es un aparato elctrico empleado en medicina capaz de acelerar el

ritmo cardaco en caso de una ralentizacin (bradicardia).

Un electrodo es un conductor utilizado para hacer contacto con una parte no

metlica de un circuito, por ejemplo un semiconductor, un electrolito, el vaco (en una

vlvula termoinica), un gas (en una lmpara de nen), etc. La palabra fue acuada

por el cientfico Michael Faraday y procede de las voces griegas elektron, que

significa mbar y de la que proviene la palabra electricidad y hodos, que

significa camino

A nivel qumico, se entiende por electrodo, cada una de las superficies donde se

produce un proceso redox.

Un hematoma es una acumulacin de sangre que aparece generalmente como

respuesta corporal a una hemorragia resultante de un golpe.