Biomecánica – conceptos, divisiones, aplicaciones, resumen

LA biomecánica es una ciencia multidisciplinar que estudia los movimientos humanos a partir de los estudios de anatomía, fisiología y mecánica, encargándose de la investigación y análisis físico de los sistemas biológicos, comprendiendo así los efectos de las fuerzas mecánicas que se ejercen sobre el cuerpo humano, ya sea en movimientos laborales, deportivos o incluso diarios Siendo esta una ciencia entre las ciencias, sus principales objetivos son describir, analizar y evaluar el movimiento humano.

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La biomecánica es una ciencia que estudia los movimientos del cuerpo humano. Ilustración: Valentyna Chukhlyebova / Shutterstock.com

Conceptos importantes de física

Cuando se habla de biomecánica, es muy importante tener unos conceptos muy claros para que la comprensión y los objetivos sean siempre más profundos. Entre los principales conceptos, podemos mencionar:

• Masa: cantidad de materia que compone el cuerpo u objeto, medida en kg;
• Inercia: tendencia de un cuerpo a permanecer en su estado actual, con velocidad constante, que puede presentar movimiento o permanecer estático;
• Fuerza: impulso o tracción que actúa sobre el cuerpo, definida como el producto de la masa de un cuerpo por la aceleración del cuerpo, resultando así en la aplicación de fuerza (F=ma), presentada en Newton (N);
• Centro de gravedad: punto donde la masa de la materia se encuentra en equilibrio, distribuyendo las cargas en todas las direcciones, respondiendo así a fuerzas externas;
• Volumen: cantidad de espacio que ocupa un cuerpo, presentando siempre tres dimensiones (ancho, alto, profundidad);
• Torque: también conocido como momento angular de una fuerza específica. Consiste en el producto de la fuerza por la distancia perpendicular, desde la línea de acción hasta el eje de movimiento;

Divisiones de Biomecánica

La biomecánica se ramifica en aspectos amplios que la hacen más específica en sus estudios:

• biomecánica estática: estudia los cuerpos en equilibrio; consta de movimiento constante;
• biomecánica dinámica: estudia cuerpos sujetos a aceleración;
• cinemática: describe los movimientos, que pueden ser lineales o angulares, en función de la posición, la velocidad y la aceleración;
• cinética: estudia las causas del movimiento, que puede ser lineal (específicamente relacionado con la fuerza aplicada) o angular (específicamente relacionado con el par);

La cinética es el estudio del movimiento en respuesta a un estímulo. Sin embargo, se entiende que el cuerpo está formado por varios segmentos. Por ello, también es importante aclarar los conceptos referentes a los tipos de cadena cinética, de manera que podamos asociar todos los conceptos para que el análisis del movimiento se realice con mayor profundidad, ampliando así la comprensión de lo que se busca tratar o prevenir:

• Cadena cinética abierta (OCC): se refiere al movimiento cuando la extremidad se realiza libremente, con pocas articulaciones que se utilizan durante el movimiento;
• Cadena cinética cerrada: se refiere al movimiento donde las extremidades del cuerpo encuentran resistencia o permanecen fijas.

Con respecto al análisis del movimiento, cada una de las características mencionadas en las sillas puede ser un gran diferencial a la hora de priorizar la prevención y tratamiento de las adaptaciones posturales. Cada una de las cadenas ofrece pros y contras de usar ambas.

estudios de biomecánica

En cuanto a los estudios de biomecánica, se puede dividir en:

• biomecánica interna: dirigido a la comprensión de las fuerzas internas, relacionadas con las estructuras articulares, musculares, tendinosas y fasciales;
• biomecánica externa: dirigido a comprender las fuerzas generadas por el cuerpo y observadas externamente en el organismo;

A partir de la comprensión de los conceptos básicos relacionados con la biomecánica, se plantean los objetivos que implican comprender el funcionamiento del aparato locomotor, optimizar el rendimiento tanto deportivo como del movimiento funcional y reducir la incidencia de lesiones, con la visión clínica de prevención y rehabilitación. Por ser una ciencia que estudia el movimiento de manera amplia, se realizan análisis de movimiento con el fin de comprender el mecanismo de lesión de cada individuo, los cuales se pueden analizar de la siguiente manera:

• Cualitativo: análisis realizado en función de la naturaleza de la actividad, sin ninguna medición. Suele utilizarse inicialmente para comprender los patrones de movimiento que se presentan antes y después de posibles intervenciones;
• Cuantitativo: análisis realizado involucrando patrones comparativos, así como mediciones para que los datos sean confrontados teniendo en cuenta los patrones de “normalidad” de movimiento. Consiste en el análisis más utilizado en los procesos de investigación, ya que los datos terminan siendo más confiables.

Otra posibilidad de evaluación en el área de la biomecánica es la antropometría. Esta se caracteriza por ofrecer información sobre las dimensiones corporales convencionales, así como las proporciones, dimensiones y distribución de las masas corporales. La cinemetría, por su parte, se utiliza para medir parámetros cinemáticos de movimiento, donde los métodos de la técnica buscan evaluar posición, orientación, velocidad y aceleración. En este método se utilizan cámaras de video para registrar los movimientos y posteriormente se evalúan y calculan las variables cinemáticas de interés para el evaluador.

La dinamometría involucra todo tipo de mediciones de fuerza y ​​presión. Las fuerzas normalmente medidas son las fuerzas externas, denominándose fuerzas de reacción aquellas en las que se produce transmisión entre el cuerpo y el medio. Para registrar los datos para la evaluación, se utiliza una plataforma de fuerza que mide la fuerza de reacción del suelo y el punto exacto de aplicación de la fuerza ejercida. Por el contrario, la electromiografía funciona con registros eléctricos de actividades asociadas con las contracciones musculares. Los electrodos utilizados miden la actividad eléctrica de los músculos.

Aplicaciones de la biomecánica

De todos los análisis realizados a través de los estudios de biomecánica, se pueden identificar diferentes patrones de movimientos patológicos, que pueden ser estáticos o dinámicos. Con el análisis de los movimientos se pueden identificar los tipos de contracción, que consisten en concéntrica (tensión que proporciona acortamiento muscular), excéntrica (tensión con estiramiento muscular) e isométrica (tensión que no genera un cambio en la longitud del músculo). Conociendo los tipos de contracción que se presentan a partir de los análisis, se pueden identificar patrones de contracción que se pueden observar claramente en las siguientes situaciones:

• Insuficiencia activa: incapacidad muscular para producir fuerza en dos articulaciones simultáneamente;
• Insuficiencia pasiva: incapacidad del músculo para extenderse lo suficiente como para lograr el máximo ROM en movimiento en la dirección opuesta de todas las articulaciones cruzadas.

Con la comprensión de los tipos de contracción y las posibles limitaciones que pueden derivarse de las insuficiencias, entendemos que los músculos tienen funciones específicas, que pueden ser motoras primarias, motoras secundarias, agonistas, antagonistas, estabilizadoras o neutralizadoras. Las palancas, que también se observarán según la función que esté realizando el músculo, harán que el rendimiento de la fuerza sea mayor o menor, dependiendo únicamente de la especificidad del análisis que se esté haciendo. Estas palancas que asistirán en el desempeño de la fuerza se clasifican como: palancas de primera clase (interfijadas), palancas de segunda clase (interresistentes), palancas de tercera clase (interpotentes).

Por lo tanto, los objetivos reales de los métodos de evaluación propuestos deben ser tomados en cuenta durante el estudio, ya que debemos respetar algunas particularidades de cada individuo, buscando siempre promover la salud y mejorar la calidad de vida en cualquier conducta trazada.

Fuentes:

Hamill J, Knutzen KM. Bases biomecánicas del movimiento humano. Manolé: São Paulo, 1999.

Enoka RM. Bases neuromecánicas de la kinesiología. 2ª ed. Manole: São Paulo, 2000.

Salón S. Biomecánica Básica. 5.ed.McGrow Hill: Boston, 2007.