biomecania y ergonomia

1. BIOMECANICA Y
ANTROPOMETRIA
DR RAFAEL A SENIOR S
SOC COLOMBIANA DE
ERGONOMIA

2. BIOMECANICA
• ES EL ESTUDIO DE LOS ASPECTOS
MECANICOS DEL CUERPO HUMANO
• TIENE APLICACIONES ERGONOMI
CAS PRINCIPALMENTE EN LOS
PUNTOS DE UNION DE LOS SEGMEN
TOS DEL CUERPO Y SU MUSCULATU
RA.
• TAMBIEN EN EL VINCULO DEL HOM
BRE CON EL MEDIO AMBIENTE.

3. BIOMECANICA:
CONSIDERACIONES
• FORMA COMO SE ACOMODA EL TRA
BAJADOR EN SU LUGAR DE TRABA
JO.
• COMO OPERA LOS CONTROLES.
• COMO EFECTUA LAS FUERZAS
• RELACION: POSTURA-MOVIMIENTO-
ACTIVIDAD MUSCULAR Y FUERZA.
• REGISTRO: VIDEOSOMATOGRAFIA.

4. ANATOMIA VS MECANICA
• HUESOS-
PALANCAS
• TENDONES-
CABLES
• ARTICULACIONES-
BIZAGRAS
• LIGAMENTOS-
CIERRES
• MUSCULOS-
MOTORES

5. BIOMECANICA:POSTURAS
DEL CUERPO
• PLANO MEDIO
SAGITAL.
• PLANO FRONTAL
• PLANO HORIZON
TAL

6. BIOMECANICA: MVTOS
• EXTENSION
• FLEXION
• ABDUCCION
• ADUCCION
• CIRCUNDUCCION
• PRONACION
• SUPINACION
• ROTACION
• TORSION

8. SISTEMA DE PALANCAS
• ESTRUCTURA SOLI
DA Y RIGIDA : HUE
SOS
• PUNTO DE APOYO:
ARTICULACION
• ACCION DE
FUERZA:
MUSCULO
1CTM2 4KG

9. SISTEMA DE PALANCAS
• PALANCA DE PRI
MER GRADO:
• CABEZA
• TRONCO
• RODILLA
A
R P

10. SISTEMAS DE PALANCAS
• PALANCA DE SE
GUNDO GRADO:
• EJEM: PIERNA:
1 CTM DE
CONTRACCION
15CTMS DE
DESPLAZAMIENTO
A
P R

11. SISTEMAS DE PALANCAS
• PALANCA DE
TERCER GRADO:
• EJEM: EL ANTE
BRAZO
A
P
R

12. CARGA FISICA
• La gravedad influye en nosotros con una fuerza.
• Todos los segmentos del cuerpo tienen su centro de
gravedad
• Tensión: Para equilibrar el Sistema tiene que existir
una fuerza en dirección contraria que es igual a la
suma de los pesos por la resistencia.
• El hecho que el Stma este en equilibrio no quiere
decir que no sigan actuando las fuerzas

13. DISCO INTERVERTEBRAL
• ELEMENTO ESTABI
LIZADOR MAS IM
PORTANTE DEL
COMPLEJO TRIAR
TICULAR VERTE
BRAL.
• NUCLEO PULPOSO,
ANILLO FIBROSO Y
PLACAS LIMITAN
TES.

14. DISCO INTERVERTEBRAL
• COMPLEJO TRIARTICULAR PERMI
TE:
• MVTOS ANGULARES EN 6 PLANOS,
SOBRE 3 EJES.
• ESTABILIDAD EN DESPLAZAMIEN
TOS HORIZONTALES
• CAPACIDAD EFICAZ DE TRANSMITIR
CARGAS

15. TENSION DEL DISCO
L5
D
L5
Fuerza
paralela
Fuerza 2/3
anteriores
S1
S1
D
Limite de fuerza de compresión
340Kg

18. CENTRO DE
GRAVEDAD:
L5 S1

19. P x M : R x N

20. N: 33cm
M: 31cm

21. R x N : M x P

22. TENSIÒN
• PARA EQUILIBRAR EL SISTEMA
TIENE QUE EXISTIR UNA FUERZA EN
DIRECIÒN CONTRARIA QUE ES LA
SUMA DEL PESO Y LA RESISTENCIA

24. MOMENTO
• PRODUCTO DE
UNA FUERZA POR
UNA DISTANCIA.

25. 4kg x 33ctm= M1
1,95kg x16ctm= M2
MT: M1 +M2
Mt: 4Kgx33ctm+1,95Kgx16ctm
Mt:163,2Kgctm

26. • PARA QUE NO
HAYA
DESPLAZAMIENTO
VERTICAL TODAS
LAS FUERZAS
ACTUANTES
TIENEN QUE SER
NULAS.
• (EQUILIBRIO DE
FUERZAS)

27. • PARA QUE NO HAYA GIRO EN EL
SISTEMA COMO LAS MANECILLAS
DEL RELOJ SE TIENE QUE ANULAR EL
EFECTO DE LAS 2 PALANCAS QUE SE
FORMAN AL CONSIDERAR DE FORMA
INDEPENDIENTE LA CARGA
EXTERNAY EL PESO DEL SEGMENTO
CONSIDERADO.(EQUILIBRIO DE
MOMENTOS)

28. 4kg x 33ctm= M1
1,95kg x16ctm= M2
MT: M1 +M2
Mt: 4Kgx33ctm+1,95Kgx16ctm
Mt:163,2Kgctm

29. Mt=163,2Kgcm=Fm(Kg)x5ctm
Fm: 32Kg

30. EQUILIBRIO DE FUERZAS: 5,95KG +2,27KG: 8,22KG

31. EQUILIBRIO DE MOMENTOS
Momento segmento antebrazo mano:163,2Kgcm
Brazo 5,95kg x 31 ctm: 184,45kgctm
Brazo2,27kg x 12 ctm: 27,24kgctm
Total: 374,9Kgctm FM: 74,9 KG Hombro

32. • TENEMOS QUE TENER EN CUENTA
QUE LOS MUSCULOS NO TIENEN LA
MISMA DISPOSICIÒN ESPACIAL, POR
LO QUE LOS ESFUERZOS NO ESTAN
LIMITADOS SOLO A LAS CARGAS Y
CASI SIEMPRE LOS ESFUERZOS SON 5
VECES SUPERIOR A LA CARGA.

33. HP`h = HPh x cos A
HC`= HC x cos A

34. Mc: Pe x CM x cos Aa +Pa xCGa xcosAa
160,6Kgcm
Mh= (Pe +Pa) xHCxcosAb+PbxHGbxcosAB+Mc
310,2Kgcm

36. LEVANTAMIENTO DE PESOS
• 16 Kilos = Sin problema
• 16-34 Kilos = Procedimientos
administrativos. Capacidad Biomecánica
del trabajador. ( Marco Legal)
• 35-55Kilos:Personal supervisado y
entrenado (Ayuda mecánica)
• + de 55 Kilos: Manipulación mecánica

37. VARIABLES PARA EL MANEJO
DE CARGAS
• -Peso y forma del objeto
• -Su posición frente al disco lumbosacro
• -Postura adoptada
• -Cantidad de tarea
• -Velocidad de realización (Agregación y
segregación)
• -Aptitud Física
• Trabajo mecánico: Peso x Frecuencia x
Desplazamiento vertical

38. DISCO INTERVERTEBRAL
• PLACA LIMITANTE
VERTEBRAL: FINA
LAMINA DE HUESO
Y DE CARTILAGO.
• FORMA UNA IN
TERFASE ENTRE EL
DISCO Y EL
CUERPO VERTE
BRAL.

39. PLACA LIMITANTE
VERTEBRAL
• EN BIPEDESTACION SE TORNA
CONCAVA.
• 2 FUNCIONES: 1. DISTRIBUCION DEL
STRESS MECANICO DEL DISCO Y
2.DIFUSION PARA LA NUTRICION
DEL DISCO.( CON LOS AÑOS DISMI
NUYE)

40. NUCLEO PULPOSO
• FORMADO POR:
• FIBRILLAS DE COLAGENO
• MUCOPROTEINAS DEL 40 A 60%
• H2O DEL 70 AL 80% DE SU PESO.
• FUNCIONES:1.DISTRIBUYE EL STRESS
MECANICO. 2.TRANSFORMA FUERZA
AXIAL EN TANGENCIAL.

41. NUCLEO PULPOSO
• FUNCIONES: 3.ACTUA COMO PELOTA EN
MVTOS LATERALES. 4.MANTIENE SU
ALTURA POR PRESION HIDROSTATICA Y
OSMOTICA.
• ENVEJECIMIENTO NATURAL: PIERDE H2O
Y SE HACE FIBROTICO
• VARIA DE CONDRITIN SULFATO EN EL 80%
Y PROTEOGLICANOS; CON LA EDAD A
QUERATOSULFATO.

42. ANILLO FIBROSO
• ESTRUCTURA ESTABILIZADORA EN
TODOS LOS PLANOS Y FUERZAS
• FORMADO POR LAMINILLAS
CONCENTRICAS DE COLAGENO DE
12 A 20 CAPAS.
• POSEE TERMINACIONES NERVIOSAS

43. FUNCIONES DEL DISCO:
• FLEXIBILIDAD DE LA COLUMNA
• AMORTIGUADOR DE FUERZAS
COMO LAS DE TENSION Y TORSION.
• EN EL NUCLEO 1,5 VECES LA
PRESION Y EN EL ANILLO 3,5 VECES.
• SE CONSIDERA ESTRUCTURA VISCO
ELASTICA.

44. NUTRICION DEL DISCO
• SE PRODUCE POR DIFUSION PASIVA
DESDE LAS PLACAS LIMITANTES Y LA
PERIFERIA DEL ANILLO.
• LA PRESION ALTA NO DEJA NUTRIR AL
DISCO.
• LAACTIVIDAD FAVORECE SU META
BOLISMO.
• 5 SEMANAS DE REPOSO HA DEMOSTRADO,
LA DISMINUCION DE TAMAÑO DEL
NUCLEO.

45. NUTRICION DEL DISCO
• FACTORES FISICOS Y QUIMICOS,
COMO LAS VIBRACIONES Y EL
TABAQUISMO REDUCEN EL TRANS
PORTE DE SOLUTOS AL DISCO Y SU
TENSION DE O2 Y AUMENTA LA
ACUMULACION DE LACTATO.

46. • EL TRAUMA REPETITIVO
CONTRIBUYE CON EL 20% DE
PATOLOGIAS OSTEOMUSCULARES.
• EL TRABAJO MECANICO ESTA
DETERMINADO POR EL PESO POR LA
FRECUENCIA Y EL DESPLAZAMIENTO
VERTICAL DE LA CARGA.

69. BIOMECANICA: FATIGA
• ESFUERZO-
RECUPERACION:
• FUERZA MAXIMA:
TIEMPO QUE SE
PUEDE MANTE
NER UN ESFUER
ZO.
• CURVA DE MONOD

70. CURVA DE MONOD
100%
50%
20%
0
0 1 5 10’

71. ESFUERZO ESTATICO Y
DINAMICO
A B
A B A B
A: SANGRE NECESARIA ESFUERZO ESFUERZO
B: SANGRE SUMINIS DINAMICO ESTATICO
TRADA

72. CONCEPTO DE
ENDURANCE:
LA MAXIMA DURACION QUE SE PUEDE MANTE
NER DE FORMA CONTINUADA UNA POSTURA ES
TATICA..
SI HACEMOS EJERCICIO INTERMITENTE, LOS ES
FUERZOS SE INTERRUMPEN PARA ALTERNARLOS
CON PERIODOS DE RECUPERACION, DE AHÍ QUE
LOS PERIODOS DE ESFUERZOS PUEDEN LLEGAR
A SER MAYORES QUE EL TIEMPO MAXIMO DE
MANTENIMIENTO. (TMM).

73. CUANDO EL TIEMPO DE ESFUERZO NO SE
COMPLETA EL TMM , SE DENOMINA:
“CAPACIDAD DE ENDURANCE REMANENTE”
( C E R )
ES EL % DE TIEMPO Y DE ESFUERZO QUE
TODAVIA SE PUEDE EMPLEAR.

74. EJEMPLO:
SI ACTUAMOS DURANTE 24 SEG, CON UNA FUER
ZA QUE SUPONE EL 40% DE LA MAX.
VEMOS CURVA DE MONOD: TMM ES DE 1 MIN.
POR LO TANTO LO QUE FALTA SON 36 SEG QUE
CORRESPONDE AL 60% DE CER.

75. CONCEPTO DE
RECUPERACION:
ESFUERZO -- AGOTAMIENTO--RECUPERACION
AGOTAMIENTO TOTAL: C E R : 0
RECUPERACION TOTAL DE ESFUERZO MAX:
10 MINT

76. LOS ESFUERZOS REPETITIVOS REQUIEREN
RECUPERACION.
SI EL TIEMPO DE RECUPERACION REAL ES
INFERIOR AL NECESARIO, EL ( C E R ) CADA
VEZ VA DISMINUYENDO EN % ; HASTA DISMI
NUIR EN MAS DEL 50 % EN DONDE SEGÚN LA
ESCALA DE B O R G ES UN DISCONFORT FUERTE.

77. RELACION
C E R Y DISCONFORT:
ESCALA DE BORG
DISCONFORT CER %
NADA 0 100
MOD SUAVE 1 90
SUAVE 2 80
MODERADO 3 70
MOD FUERTE 4 60
FUERTE 5-6 50-40
MUY FUERTE 7-8-9 30-20-10
EXTREMO 10 0

78. FATIGA-ECUACION DE UNA
RECTA
• UN CICLO DE TRABAJO DURA 3 MIN, EL
TRABAJADOR EJERCE DURANTE UN MIN
UNA FUERZA DE INTENSIDAD DEL 30%
DE LA FUERZA MAXIMA. ESTA 2 MIN SIN
EJERCER ESFUERZO Y VUELVE Y SE
REPITE EL CICLO. QUEREMOS CONOCER?
A)EVOLUCION DE LA FATIGA Y
B)TIEMPO HASTA QUE LA FATIGA ES
FUERTE.

79. ECUACION DE UNA RECTA
• TM: 30%- CURVA DE MONOD 4 MIN
• TF: 1 MIN
• TD: 2 MIN

80. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 MIN
90
80
100
70
60
50
40
30
20
10
%
C
E
R
DIAGRAMA- ESFUERZO-RECUPERACION
50%

81. ANGULOS DE CONFORT DE
WISNER
• A1-TRONCO-VERT
10-20GRD
• A2-TRONCO-CADE
RA-90-110GRD
• A3-CADERA-PIER
NA-95-120GRD
• A4-PIERNA-APOYO
PIE-90-110GRD
A2
A1
A3
A4

82. ANGULOS DE CONFORT DE
WISNER
• A5-BRAZO-VERT-
FLEXION-ABD-8-
35G
• A6-BRAZO-ANTE
BRAZO-80-160GRD
• A7-ANTEBRAZO-
MANO-FLEX E IN
CLIN LAT-170-190
GRD
A5
A6
A7

83. FORMULA - FATIGA
• TF: TIEMPO EN QUE SE EJERCE FUER
ZA,TD: TIEMPO DE RECUPERACION Y
TM:TIEMPO MAXIMO DE MTTO.
• TF
• 100 -------- - 50
• TM
• T.D FG: (TF+TD)(---------------------) +TF EJEM: 16 MIN
• TF
• 10TD - 100------
• TM

84. CARGA POSTURAL:
ESTADISTICAS
TRABAJO DE PIES ANDANDO: 39,3%
SENTADO LEVANTANDOSE: 35,1%
POSTURAS FATIGANTES 15’
O MAS : 19,3%
MOLESTIAS DE ESPALDA: 41,8%
MOLESTIAS EN LA NUCA: 19,1%
MOLESTIAS EN LAS PIERNAS: 11,8%

85. ANTROPOMETRIA
• LA RECOLECCION, ANALISIS Y TABU
LACION DE DATOS NUMERICOS SO
BRE LAS DIMENSIONES DEL CUERPO
HUMANO.
• ANTROPOMETRIA ESTATICA
• ANTROPOMETRIA DINAMICA

86. VARIABLES
ANTROPOMETRICAS
• LARGURAS
• ANCHURAS
• HOLGURAS
• ALTURAS
• GRASURAS

87. DETERMINACION DE
PERCENTILES
EST FREC ARRASTRE
PERCT
1,57 3 3
1,58 5 8
1,59 5 13
1,60 12 25
1,61 13 38
1,62 14 52
1,63 14 66
1,5

88. DETERMINACION DE
PERCENTILES
EST FREC ARRASTRE
PERCT
1,57 3 3 4,5
1,58 5 8 12
1,59 5 13 19,5
1,60 12 25 37,5
1,61 13 38 57
1,62 14 52 78
1,63 14 66 99

89. DISEÑE
• ALCANCES: PERCENTIL 5
• HUECOS: PERCENTIL 95

90. VARIABLES ANTROPOMETRICAS
DE DISEÑO EN CTMS
VARIABLE PER 5 PER
95
ANCHURA BIACROMIAL 31 43
ANCHURA SENTADO
CADERA
44
ALCANCE DE AGARRE
ADELANTE
60,5
DISTANCIA NALGA-
ABDOMEN
19
EJE VERTICAL-MUSLO 12,5 18,5
LONGITUD MUSLO 58,7

91. VARIABLE P 5 P 95
LONGITUD PIE 28,5
DIAMETRO BRAZO 12,1 21
ESTATURA 1,88
ALTURA NIVEL CODO 93 119
ALTURA NIVEL BASE
PELVIS
66,5 90
ALTURA NIVEL TOBILLO 9,6 9,6
ALTURA DESDE POSICION
SENTADA
79 100
ALTURAA OJOS DESDE
POSICION SENTADA
68 87
ALTURAA NIVEL DE
HOMBROS DE SENTADO
50,5

92. VARIABLE P5 P95
LONGITUD PIERNA 34 50,5
DIST PUÑO SUPERFICIE DE
ASIENTO
5 5
ALCANCE ANTEBRAZO 17
ALCANCE BRAZO HACIA
UN COSTADO
49,5

93. METODOS DE A P T
• MAS DE 50
• GENERALES Y ESPECIFICOS
• GENERALES : LEST ( 4 BLOQUES)
DTA ( ING ESTRADA,
POR OFICIOS )
ESPECIFICOS: RULA- RENAULT
HUDSON.