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Biomecánica del Movimiento Humano.

Teoría Unidad 1

Unidad 1: INTRODUCCIÓN A LA BIOMECÁNICA DEL MOVIMIENTO HUMANO. El objetivo de este bloque es mostrar los fundamentos que sustentan la Biomecánica y describir el contexto en el que evoluciona esta disciplina en el marco de las Ciencias de la Actividad Física y del Deporte.

BIOMECÁNICA DEL MOVIMIENTO HUMANO TEMA 1. CONCEPTUALIZACIÓN E HISTORIA DE LA BIOMECÁNICA El objetivo es conocer conceptos básicos sobre Biomecánica, así como, la historia y la situación actual de esta disciplina en las Ciencias de la Actividad Física y del Deporte. 1.1.- Definiciones, clasificaciones y conceptos: 1.1.1.- Biomecánica y Cinesiología: Biomecánica: Etimológicamente significaría ver a los seres vivos como si fueran herramientas. Hay, J.G. "La biomecánica es la ciencia que examina las fuerzas interiores y exteriores que actúan sobre el cuerpo humano y los efectos producidas por ellas".  Las fuerzas internas son aquellas que actúan dentro de un objeto, cuerpo o sistema (formado por varios cuerpos).  Las fuerzas externas son aquellas que actúan sobre un objeto, cuerpo o sistema como resultado dela interacción con el medio.(Consecuencias; Movimiento, deformación…) Vera, P. (IBV) "Conjunto de conocimientos interdisciplinares generados a partir de utilizar, con el apoyo de otras ciencias biomédicas, los conocimientos 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". Cinesiología: Etimológicamente significaría el tratado o estudio del movimiento  La Cinesiología se ocupa principalmente de la mecánica bioestructural o interna.  La Biomecánica y la Cinesiología tienen mucho en común y en algunos casos llegan a confundirse. La Cinesiología supone el antecedente a partir del cual se ha desarrollado la Biomecánica Deportiva 1.1.2.- Componentes de la mecánica: Mecánica de los sólidos rígidos. Útil para estudiar el movimiento del cuerpo humano y de los implementos deportivos enel ejercicio físico y el deporte. Se divide en:  Cinemática: estudia el movimiento sin considerarlas fuerzas que lo producen.  Dinámica: estudia las fuerzas, es decir, las causas físicas del movimiento o de la ausencia de este.  Cinética: estudia las fuerzas que provocan el movimiento de los cuerpos.  Estática: estudia las fuerzas que actúan sobre los cuerpos en reposo, es decir, sin movimiento aparente.

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Mecánica de los cuerpos deformables. Útil para estudiar la respuesta de los materiales a las cargas. Mecánica de fluidos. Mecánica de los líquidos y los gases (aerodinámica, hidrodinámica). Mecánica relativista (Teoría de la Relatividad de Einstein). Mecánica cuántica. Estudio de la materia a escala muy pequeña. 1.1.3.- Áreas de la Biomecánica Humana ( Aguado ): Biomecánica de la Actividad Física y del Deporte:  Describir las técnicas deportivas desde un punto de vista mecánico y buscar las más eficaces y seguras.  Desarrollar nuevos materiales deportivos y mejorar los ya existentes.  Conocer el medio o entorno en el que se produce el movimiento.  Desarrollar métodos e instrumentos de medición de variables biomecánicas  Prevenir la aparición de patologías y mejorar la calidad de vida. Biomecánica Médica:  Estudiar aquellos factores mecánicos relacionados con las patologías y su tratamiento.  Diseñar máquinas y aparatos destinados a la rehabilitación. Biomecánica Ocupacional:  Analizar la relación hombre-máquina con el fin de conseguir un mayor rendimiento laboral.  Diseñar máquinas que se adapten al trabajador.  Educar o reeducar al trabajador para que utilice adecuadamente las máquinas. 1.2.- Antecedentes y nacimiento de la Biomecánica: 1.2.1.- Orígenes lejanos: ARISTÓTELES (384-322 a.C.)  Estudia de forma independiente las partes corporales de los animales y las relaciona con el desplazamiento.  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". LEONARDO DA VINCI (1452-1519)  Estudios del cuerpo humano: artísticos y científicos.  Estudia el vuelo de los animales y los principios que rigen el movimiento en el medio aéreo y acuático. VESALIO (1514-1564)  Anatomista: disección de cadáveres.  Leyes mecánicas aplicadas al aparato locomotor.  Obra: "Humanicorporis fabrica libriseptem"(1543)

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GALILEO GALILEI (1564-1642)  Aplica las matemáticas al estudio de la naturaleza.  Enuncia las leyes de los movimientos de caída libre y parabólico. GIOVANNI ALFONSO BORELLI (1608-1679)  Aplica las leyes mecánicas al aparato locomotor: estudios de las articulaciones considerándolas palancas, estudios del equilibrio postural de distintos animales, etc.  Sugiere que la base de la contracción muscular se produce en las fibras musculares.  Obra: "De Motu Animaliun" (1680) ISAAC NEWTON (1642-1727)  Enuncia las tres leyes de Newton y la ley de la gravitación universal.  Descubre el cálculo infinitesimal(derivadas e integrales).  Obra: "PhilosophiaeNaturalisPrincipia Mathematica" (1687). 1.2.2.- Historia contemporánea: EADWEARD JAMES MUYBRIDGE (1831-1904)  Fotoseriaciones del movimiento humano y animal (batería de cámaras fotográficas).  Obra:"Animal Locomotion" (1877), “Human figure inmotion” (1901). ÉTIENNE JULES MAREY (1830-1904)  Desarrolla la fotografía cronocíclica con la que capta en una sola fotografía varios instantes de un movimiento.  Obra: “La machine animale” (1873) y "Du Mouvementdans les functions de la vie" (1892)  Utilizó cámaras y sensores de presión para el estudio delmovimiento y de las fuerzas producidas por el hombre y poranimales.  Su laboratorio, bien instrumentado, fue el precursor de loslaboratorios modernos de biomecánica y fisiología del ejercicio. ARCHIBALD VIVIAN HILL (1886-1977)  Modelo mecánico de la contracción muscular que explica de forma muy sencilla y eficaz el funcionamiento mecánico del músculo (sigue vigente hoy en día).  Obra: “Living Machinery” (La maquinaria de la vida, 1927), “Adventures in Biophysics” (Aventuras en biofísica, 1931) y “First and lastexperiments in musclemecanics” (Primeros y últimos experimentossobre la mecánica de los músculos, 1970).  Nobel de Medicina (1922) MORITZ BENEDIKT (1835-1920)  Usa probablemente por primera vez la palabra biomecánica en un seminario científico en Wiesbaden (Alemania) en 1878 y posteriormente en 1910 publica los contenidos, en la primera publicación sobre biomecánica. NICHOLAS BERNSTEIN (1896-1966)  En los años 30 desarrollo los análisis cinemáticos en 3D, iniciados por Wilhelm Braune y Otto Fischer en 1891.

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1.2.3.- Nacimiento y estado actual de la Biomecánica: Congresos y asociaciones:      

1967 primer seminario de Biomecánica (Zürich) 1967 primer congreso internacional sobre Biomecánica Deportiva(Leipzig) 1973 nace la International Society of Biomechanics (ISB) 1976 nace la European Society of Biomechanics (ESB) 1977 nace la Sociedad Ibérica de Biomecánica y Biomateriales(SIBB) 1983 nace la International Society of Biomechanics in Sport (ISBS)

Revistas y libros: Gerard Hochmuth: Enuncia principios biomecánicos aplicables al movimiento deportivo en el libro “Biomechanik sportlicher Bewegungen” (1967), traducido al español en 1973 y utilizado posteriormente en los INEFs como libro básico de la asignatura de Biomecánica JOURNAL OF BIOMECHANICS (inicio 1968) Marcado carácter matemático y más centrado en la ingeniería que en la actividad física. CLINICAL BIOMECHANICS (inicio 1984) Marcado carácter matemático y terapéutico. JOURNAL OF SPORTS BIOMECHANICS (inicio 1985)  Actualmente, JOURNAL OF APPLIED BIOMECHANICS (1992).  Contenidos relacionados y muy aplicables a la Actividad Física y el Deporte. JOURNAL OF ELECTROMYOGRAPHY AND KINESIOLOGY (inicio 1991)  Se centra sobre todo en el estudio de la contracción muscular y el movimiento humano mediante técnicas eléctricas y mecánicas.  Estudios relacionados con la neurofisiología, la bioingeniería, la rehabilitación y el ejercicio físico y el deporte. 1.3.- Biomecánica en España: 1.3.1.- Centros e instituciones:  Institutos Tecnológicos (Ingenierías): Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV), Centro de Estudios e Investigaciones Técnicas de Gipuzkoa (CEIT).  Laboratorios de las Facultades de CAFyD e INEFs, donde se ha desarrollado principalmente la Biomecánica Deportiva.  Laboratorios de Facultades de Medicina (Dpto. de Anatomía: Biomecánica Estructural o Interna que junto a la neurofisiología son la base principal de la Kinesiología).

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1.3.2.- Investigación en Biomecánica: Laboratorios de Biomecánica:  Grupo de Biomecánica del Movimiento Humano y el Deporte de la Facultad de Ciencias del Deporte de la Universidad de Castilla la Mancha. Dr. Xavier Aguado Jódar.  Grupo de Investigación de Biomecánica de la Facultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte de la Universidad de Granada. Dr. Marcos Gutiérrez Dávila.  Grupo de Análisis Biomecánico de la Facultad de Ciencias del Deporte de la Universidad Politécnica de Madrid (INEF de Madrid). Dr. Enrique Navarro Cabello.  Grupo BIOMEC de Investigación en Biomecánica para la Salud y el Rendimiento Deportivo del Centro de Investigación del Deporte de la UMH. Dr. Francisco J. Vera-García y Dr. José L.L. Elvira.  La investigación es un factor decisivo para la evolución de la biomecánica, ya que aporta conocimiento y mejora las técnicas y materiales utilizados en esta disciplina. Fases del proceso de investigación en Biomecánica: 1. Preguntas. Inquietud de los investigadores que quieren resolver dudas o controversias. 2. Elaboración de proyectos y adquisición de los recursos materiales y humanos para llevar a cabo el trabajo de investigación. 3. Registro (de campo o de laboratorio), procesado y análisis de los datos. 4. Divulgación de los resultados de las investigaciones en congresos, revistas y libros.

¿Qué harías para favorecer la evolución y el desarrollo de la Biomecánica? 1.3.3.- Factores decisivos para la evolución de la Biomecánica en España:  Proyectos, becas y subvenciones para la creación de laboratorios, adquisición y mejora de materiales y técnicas para la investigación, formación de los investigadores en centros extranjeros y nacionales, etc.  Congresos y seminarios para divulgar de los avances realizados en los diferentes laboratorios y centros de investigación, así como para establecer relaciones profesionales que fomenten la interdisciplinariedad.  Revistas y libros para la divulgación de información.  Asociaciones que sirvan de foro, de divulgación de conocimientos, de fomento de la investigación, de defensa de la biomecánica y de sus profesionales, etc.

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