Este documento trata sobre la biomecánica y cubre temas como la definición de biomecánica, las fuerzas que actúan en los seres vivos, la historia y desarrollo de la biomecánica, la circulación sanguínea, los huesos, la fuerza muscular, y la metodología utilizada en biomecánica como el análisis de movimiento y comportamiento tensión-deformación. Explica que la biomecánica estudia las fuerzas y movimientos en los organismos vivos usando conocimientos de mecánica, ingeniería

1. INSTITUCION EDUCATIVA
ARGENTINA
CURSO: CTA
INTEGRANTES:
Baylon Aguirre Jesarela
Sánchez cabezas Jannet
GRADO:5to
SECCIÓN: «D»

2. Biomecánica: fuerzas en los seres vivos
La biomecánica es un área de
conocimiento interdisciplinaria que estudia los modelos,
fenómenos y leyes que sean relevantes en el movimiento y
al equilibrio (incluyendo el estático) de los seres vivos. Es
una disciplina científica que tiene por objeto el estudio de
las estructuras de carácter mecánico que existen en los
seres vivos, fundamentalmente del cuerpo humano. Esta
área de conocimiento se apoya en diversas ciencia
biomédicas, utilizando los conocimientos de la mecánica,
la ingeniería, la anatomía, la fisiología 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.

4. ALGUNAS DEFINICIONES DE LA BIOMECÁNICA SON:
• 1.- La Biomecánica estudia las fuerzas y aceleraciones
que actúan sobre los organismos vivos. esta
relacionada íntimamente con su formal de manera
que se puede hablar de una morfología funcional.
2.- Conjunto de conocimientos interdisciplinarios
generados a partir de utilizar ,con el apoyo de otras
ciencias biomédicas ,los conocimientos de la mecánica
y distintas tecnologías :
a.- el estudio del comportamiento de los sistemas
biológicos y en particular del cuerpo humano.
b.- resolver los problemas que le provocan las distintas
condiciones a las que puede verse sometido.

6. HISTORIA Y DESARROLLO
La biomecánica se estableció como
disciplina reconocida y como área
de investigación autónoma en la
segunda mitad del siglo XX en gran
parte gracias a los trabajos de Y. C.
Fung cuyas investigaciones a lo largo
de cuatro décadas marcaron en gran
parte los temas de interés en cada
momento de esta disciplina.

7. CIRCULACIÓN
SANGUINEA
• Históricamente uno de los primeros problemas
abordados por el enfoque biomecánico
moderno, resultó de intento de aplicar
las ecuaciones de Navier-Stokes a la
comprensión del riego sanguíneo.3 Aunque
usualmente se considera a la sangre como un
fluido newtoniano incompresible, esta
modelización falla cuando se considera el flujo
sanguíneo en lasarteriolas o capilares. A la
escala de esas conducciones, los efectos del
tamaño finito de las células sanguíneas
oeritrocitos individuales son significativos, y la
sangre no puede ser modelada como un medio
continuo. Más concretamente, cuando el
diámetro del vaso sanguíneo es ligeramente
mayor que el diámetro del erotrocito, entonces
aparece el efecto Fahraeus–Lindquist y existe
una disminución en la tensión tangente al
vaso.

8. HUESOS
Otro desarrollo importante de la biomecánica
fue la búsqueda de ecuaciones constitutivas
que modelaran adecuadamente las
propiedades mecánicas de los huesos.
Mecánicamente los huesos son estructuras
mecánicas anisotropas, más exactamente
tienen propiedades diferentes en las
direcciones longitudinales y transversales.
Aunque sí son transversalmente isótropos, no
son globalmente isótropos. Las relaciones de
tensión-deformación en los huesos pueden
ser modeladas usando una generalización de
la ley de Hooke, para materiales ortotrópicos:

9. FUERZA MUSCULAR
Un musculo esta
generalmente unido en
sus extremos a dos huesos
diferentes por medio de
tendones .
La fuerza máxima que
ejerce un musculo
depende del área de su
sección transversal, y en el
hombre es de unos 30 a
40N/cm2

10. COMPOSICIÓN Y RESOLUCION DE
FUERZAS:
• Al resolver problemas de biomecánica debemos tomar en cuenta todas
las fuerzas que actúan sobre el objeto. El problema puede consistir en
analizar un solo sistema de fuerzas o una combinación de sistemas de
fuerzas para hacer este análisis se pueden utilizar los procedimientos
conocidos como:
• a.- composición de fuerzas. Se tienen dos o mas fuerzas que actúan en
un mismo plano y sobre un mismo punto ( concurrentes ) de dicho
sistema se obtiene una fuerza resultante.
• b.- resolución de fuerzas. Este sistema sirve para remplazar una fuerza
por sus componentes.
• Los dos sistemas se pueden resolver por medio de el método grafico o
el algebraico.
• proceso
• entrada
• salida
• Frontal
• Centro de masa de objetos simétricos y asimétricos.
• Centro de masa de todo el cuerpo humano

11. CAMBIOS DE TENSION
Nos referimos como tensión mecánica a al esfuerzo
interno por unidad de área que experimenta el
material frente a la aplicación de la fuerza,
cualquiera sea ésta y que corresponde a los
fenómenos descritos por la Tercera Ley de Newton
(Acción y Reacción). De acuerdo con este principio,
la aplicación de un nivel determinado de
deformación sobre un material flexible generará una
tensión más pequeña que en otro material más
rígido, que bajo la misma deformación
experimentará una mayor tensión. La relación entre
el esfuerzo aplicado y las deformaciones
experimentadas, recibe el nombre de rigidez, y
depende del tipo de esfuerzo que sea (de
compresión, de flexión, torsional, etc.).

12. CAMBIOS EN FORMA
• Cuando se somete a un objeto cualquiera a la aplicación de una fuerza, en
algún momento experimentará una deformación observable. Para los
objetos más bien elásticos, dicha deformación se alcanza con aplicaciones
de fuerza de baja magnitud, mientras que los materiales rígidos requieren
de aplicación de magnitudes de fuerza de mayor consideración. La gráfica
asociada al estudio de este fenómeno se conoce con el nombre de Curva
Tensión Deformación de cuyo estudio es posible inferir el comportamiento
del material. Un punto aparte en esta consideración lo representan los
materiales visco elásticos. Dichos materiales se caracterizan por presentar
un comportamiento diferente en el tiempo a pesar de que las condiciones
de carga o deformación a las que se les somete permanezcan constantes.
Esto quiere decir, por ejemplo, que si el material es sometido a una carga
constante, la deformación del material inicialmente ocurre a una cierta
velocidad y que con el paso del tiempo de carga mantenida, dicha
deformación tiende a ser constante (no experimentar variaciones). Un
ejemplo clásico de material visco elástico lo constituye el cartílago articular
que cubre las superficies óseas.

13. TEJIDO MUSCULAR
Existen tres tipos de músculo:
Músculo liso (no estriado): El estómago, el sistema
vascular, y la mayor parte del tracto digestivo están
formados por músculo liso. Este tipo de músculo se
mueve involuntariamente.
Músculo miocárdico (estriado): Los cardiomiocitos
son un tipo altamente especializado de célula. Estas
células se contraen involuntariamente y están
situadas en la pared del corazón, actúan
conjuntamente para producir latido sincronizados.
Músculo esquelético (estriado): Es un músculo que
desarrolla un esfuerzo sostenido y generalmente
voluntario. Un modelo ampliamente usado para este
tipo de músculo, es la ecuación de Hill que puede
simular
adecuadamente el tétanos:

14. Los primeros trabajos se concentraron en tejidos blandos
como los tendones, los ligamentos y el cartílago son
combinaciones de una matriz de proteínas y un fluido. En
cada uno de estos tejidos el principal elemento
importante es el colágeno, aunque la cantidad y la
calidad del colágeno varía de acuerdo con la función que
cada tejido realiza:
La función de los tendones es conectar el músculo con el
hueso y está sujeto a cargas de tracción. Los tendones
deben ser fuertes para facilitar el movimiento del
cuerpo, pero al mismo tiempo ser flexibles para prevenir
el daño a los tejidos musculares.
Los ligamentos conectan los huesos entre sí, y por tanto
son más rígidos que los tendones.
El cartílago, por otro lado, está solicitado primariamente
con compresión y actúa como almohadillado en las
articulaciones para distribuir las cargas entre los huesos.

15. ¿COMO SE PRODUCE EL MOVIMIENTO?
Cuando los músculos se
contraen se acortan
provocando el movimiento.
Al acortarse, tiran del hueso
al que están anclados y los
desplazan.
El movimiento de estos
músculos produce acciones
antagónicas o contrarias

16. Biomecánica computacional
• La biomecánica computacional se refiere a la simulación mediante
ordenadores de sistemas biomecánicos complejos. Usualmente se
usan tanto modelos de sólidos para simular comportamientos
cinemáticos, como modelos de elementos finitos para simular
propiedades de deformación y resistencia de los tejidos y elementos
biológicos. El tipo de análisis requerido en general es en régimen de
grandes deformaciones, por lo que en general los modelos
materiales usan relaciones no lineales entre tensiones y
deformaciones.
• Los tejidos blandos presentan comportamientos visco elásticos: gran
capacidad disipación de energía, histéresis, relajación de tensiones,
pre condicionado y "crep". Por lo que generalmente las ecuaciones
constitutivas adecuadas para modelarlos son de tipo visco elástico e
involucran tanto a tensiones y deformaciones, como a velocidades
de deformación. Algunos tejidos blandos incluso pueden ser pre
condicionados sometiéndolos a cargas cíclicas, hasta el punto que
las curvas de tensión-deformación para los tramos de carga y
descarga pueden llegar a prácticamente solaparse. El modelo más
comúnmente usado para modelar la visco elasticidad de los tejidos
blandos es la teoría de la visco elasticidad cuasi lineal

17. Relación entre la tecnología y la
biomecánica
• La tecnología biomecánica se refiere tanto a dispositivos artificiales fabricados a
partir de los resultados encontrados a partir de la investigación biomecánica, como a
los instrumentos y técnicas usados en la investigación y adquisición de nuevos
conocimientos en el ámbito de la biomecánica.
• Órganos artificiales
• Artículo principal: Órgano artificial
• Son dispositivos y tejidos creados para sustituir partes del organismo dañadas o que
funcionan de forma incorrecta. El análisis de un órgano artificial, debe considerarse
en la construcción de estos aspectos tales como materiales que requieren unas
particulares características para poder ser implantados e incorporados al organismo
vivo. Además de las características físicas y químicas de resistencia mecánica, se
necesita fiabilidad, duración y compatibilidad en un ambiente biológico que siempre
tiene una elevada agresividad.
• “El mayor problema que se plantea la construcción de una prótesis se refiere a la
relación entre el biomaterial y el tejido vital en el que se inserta ya que es muy
importante el control de las reacciones químicas de superficie y microestructura, el
tejido crece y tiende a incorporar incluso a nivel de los poros de la rugosidad
superficial, el material implantado.

18. METODOLOGIA:
Muchos de los conocimientos generados por la biomecánica se
basan en lo que se conoce como modelos biomecánicos. Estos
modelos permiten realizar predicciones sobre el
comportamiento, resistencia, fatiga y otros aspectos de
diferentes partes del cuerpo cuando están sometidos a unas
condiciones determinadas. Los estudios biomecánicos se sirven
de distintas técnicas para lograr sus objetivos. Algunas de las más
usuales son:
Análisis de fotogrametría. Análisis de movimientos en 3D basado
en tecnología de vídeo digital. Una vez procesadas las imágenes
capturadas, la aplicación proporciona información acerca del
movimiento tridimensional de las personas o de los objetos en el
espacio.
Análisis de comportamiento tensión-deformación directo. Este
tipo de análisis se ocupa de determinar la "resistencia" de un
material biológico ante la ejecución de una fuerza que actúa
sobre este. Estas fuerzas, en sentido general, pueden ser de tipo
compresivo o bien de tipo tracción y generarán en la estructura
dos cambios fundamentales.

19. PROTESIS
La sustitución de órganos por otros artificiales, constituye la frontera avanzada de la
ingeniería biónica. Dejando aparte las prótesis ortopédicas cuyo empleo ha tenido
un enorme desarrollo gracias a la aplicación de nuevos materiales y técnicas de
cálculo, así como a los avances en las técnicas de implantación por lo que cada día
es más amplia la gama de posibilidades de sustitución de órganos conocidos y
menos conocido, lo cual resulta de gran ayuda para pacientes y médicos un ejemplo
de esto es la fabricación de bombas de insulina para emplear en personas
diabéticas.
Electromiografía: análisis de la actividad eléctrica de los músculos.
Plantillas instrumentadas: registro de las presiones ejercidas por el pie durante la
marcha.
Baro podómetro electrónico: Pasillo instrumentado con sensores de presión que
registran las presiones plantares durante diferentes gestos de locomoción (marcha,
trote, carrera, etc.).
Plataformas de fuerza: plataformas dinamométricas diseñadas para registrar y
analizar las fuerzas de acción-reacción y momentos realizados por una persona
durante la realización de una actividad determinada.
Estudia las propiedades mecánicas, cinéticas y cinemáticas de los organismos,
tomando en cuenta sus características morfo-funcionales.
Implantes
Un implante es un dispositivo médico fabricado para reemplazar una estructura
biológica dañada o mejorar una estructura biológica existente. Los implantes
médicos son fabricados por el hombre, en contraste con un trasplante. La superficie
de estos, que contacta con el cuerpo es de un material biomédico, tal como el
titanio, silicona o apatita.

20. SENSORES
Para intervenir sobre cualquier órgano, se requiere el control y la medición continua de
la intensidad del fenómeno.
Los sensores que constituyen el primer elemento del sistema, son dispositivos que
permiten detectar los fenómenos físicos y químicos, ofreciendo seriales de salida
proporcionales a la intensidad de las entradas. Las señales de entrada de muy
diversos tipos y convertidas en la mayoría de los casos en magnitudes eléctricas
(ejemplo, variaciones de presión y variaciones de resistencia eléctrica ) corresponden a
variaciones de temperatura, de deformación muscular en los esfuerzos, de presión
venosa o arterial, etc.
Los sensores pueden ser electrodos directos capaces de captar las señales procedentes
de actividades celulares, o pueden consistir en detectores de concentraciones de
sustancias químicas.
Estimuladores
Los estimuladores artificiales son utilizados para activar ciertos órganos o funciones
que, aun estando sanos no funcionan como es debido a causa de lesiones del sistema
nervioso central; según Claude Villa: “Una función extremadamente delicada , es la
que se lleva a cabo para estimular el músculo cardíaco a través de un aparato marca
pasos, que permite regular los latidos cardíacos al proporcionar desde el exterior
impulsos de corriente y que resulta vital en algunos casos de arritmias cardíacas.”
El marca pasos consta de una batería, un generador y un modulador de impulsos
eléctricos y un electrodo que transmite los impulsos al tejido cardíaco. Existen muy
diversos tipos de marca pasos (en la actualidad se cuenta con más de 200 tipos
diferentes) Los impulsos eléctricos generados por el aparato pueden ser se frecuencia
fija, es decir producidos a una frecuencia predeterminada, sin ninguna relación con la
actividad del corazón, pero en la actualidad se emplean más los marcapasos a
demanda, o sea, mediante impulsos desencadenados cuando el propio aparato
reconoce un fallo en el ritmo cardíaco normal.

21. SUBDICIPLINAS
• La Biomecánica está presente en diversos ámbitos, aunque
cuatro de ellos son los más destacados en la actualidad:
• La biomecánica médica, evalúa las patologías que aquejan
al hombre para generar soluciones capaces de evaluarlas,
repararlas o paliarlas.
• La biomecánica fisioterapéutica, evalúa las disfunciones del
sistema musculo esquelético en el ser humano, para poder
observar, evaluar, tratar o disminuir dichas disfunciones.
Para realizar esta acción de una manera adecuada, la
biomecánica fisioterapéutica aborda la Anatomía desde un
punto de vista funcional, entiende el “por qué” y el “como”,
es decir, como funciona la articulación, analiza funciones
articulares como la estabilidad, la movilidad y la protección
analizando el equilibrio que se da entre ellas, todo esto,
siguiendo términos Anatómicos internacionales.
• La biomecánica deportiva, analiza la práctica deportiva para
mejorar su rendimiento, desarrollar técnicas de
entrenamiento y diseñar complementos, materiales y
equipamiento de altas prestaciones.
• La biomecánica ocupacional, estudia la interacción del
cuerpo humano con los elementos con que se relaciona en
diversos ámbitos (en el trabajo, en casa, en la conducción
de automóviles, en el manejo de herramientas, etc) para
adaptarlos a sus necesidades y capacidades.

22. Subcampos
1. Kinesiología.. El término kinesiología viene de la palabra
griega Kinéin 'mover[se]'. La kinesiología, conocida también
como la cinética humana, es el estudio científico del
movimiento humano. Aborda los mecanismos fisiológicos,
mecánicos y psicológicos. La aplicaciones de la kinesiología
de la salud humana incluyen la biomecánica y ortopedia;
fuerza y acondicionamiento; los métodos de rehabilitación,
como son la terapia física y ocupacional; y el deporte y el
ejercicio.
2. Rehabilitación.. La rehabilitación de la función motora y
cognitiva suele implicar métodos de entrenamiento de vías
neuronales ya existentes o formación de nuevas conexiones
neuronales para recuperar o mejorar el funcionamiento
neurocognitivo que se haya visto disminuido por alguna
patología o traumatismo.
3. Ergonomía.. La búsqueda de factores humanos y de
ergonomía es un campo multidisciplinario, con aportaciones
de la psicología, la ingeniería, la biomecánica, diseño
industrial, diseño gráfico, estadísticas, investigación y
operaciones de la antropometría. Consiste en diseñar
equipos y dispositivos que se ajusten al cuerpo humano y a
sus capacidades cognitivas.