Biomecánica

1. BIOMECÁNICA
Y KINESIOLOGÍA
LICENCIATURA EN
FISIOTERAPIA
EUTM - FMed - UdelaR

2. EQUIPO DOCENTE
Docente referente:
• Prof. Adj. Rodrigo Yarzábal
rodrigo.yarzabal.fisio@gmail.com
Docente colaborador:
• Ayud. Marcelo Lagos
marcelolr1989@gmail.com
Coordinación:
• Prof. Adj. Victoria Enssle (Montevideo)
enssle.fisioterapia@gmail.com
• Prof. Adj. Dirce Burkhart (Paysandú)

3. Evaluación y aprobación de la
asignatura
SE APRUEBA LA ASIGNATURA CON UN
MÍNIMO DE NOTA 3 (60%) O MÁS.
Esa nota provendrá de:
Nota del examen teórico: Modalidad POOM
(Prueba Objetiva de Opción Múltiple) ó V/F.
- Preguntas sobre los teóricos
- Preguntas sobre el análisis de un video
*TRABAJOS DE ANÁLISIS DEL MOVIMIENTO

4. Bibliografía
• Biomecánica Clínica del Aparato
Locomotor. R. C. Miralles. Ed.
Masson.
• Anatomía Funcional Biomecánica.
R. Cailliet.
• Fisiología Articular. A.I. Kapandji.
*Se irán agregando otras fuentes de
conocimiento (libros, artículos, enlaces
de Youtube), a medida que avancemos
con los temas de la asignatura.

5. BIOMECÁNICA Y
KINESIOLOGÍA
MÓDULO I – INTRODUCCIÓN
LIC. RODRIGO YARZÁBAL.

6. Introducción a la Biomecánica
y bases fundamentales
BIOMECÁNICA:
Es una rama de la ingeniería
biomédica que se encarga de
aplicar los principios y modelos de
la mecánica clásica en los sistemas
biológicos y fisiológicos.
Biomecánica

7. - Cinemática: estudia los movimientos
sin ocuparse de las causas que los
han producido.
- Dinámica: estudia el movimiento y sus
causas, es decir, las fuerzas.
- Estática: se ocupa de las fuerzas y su
equilibrio.
Mecánica

8. ALGO DE HISTORIA….

9. Vesalio
Biomecánica

10. Biomecánica

11. Leonardo Da Vinci
Biomecánica

12. Giovani Alfonso Borelli
Biomecánica

13. Biomecánica

14. Isaac Newton
Biomecánica

15. E.J. Marey
Biomecánica

16. Friedrich Pauwels
Biomecánica

17. “Dadme un punto
de apoyo y moveré
al mundo”.
Arquímedes

18. Palancas
Palanca de primer
género
Ej:Tijera
Palanca de segundo
género
Ej:Carretilla
Palanca de tercer
género
Ej:Pinza de cejas

19. BIOMECANICA HUMANA
1° Género 2° Género 3° Género

20. MAGNITUDES
Biomecánica
Escalares:
Son aquellas magnitudes que para su
definición solo se necesita conocer un
valor numérico y una unidad de medida
reconocida (ej: masa de un cuerpo que se
mide en kg)
Vectoriales:
Son aquellas magnitudes en las que
además de tener el valor numérico, se
necesita conocer una dirección, un
sentido y un punto de aplicación (ej:
velocidad y fuerza)

21. LEYES DE NEWTON
Biomecánica
La dinámica se basa en las tres leyes o principios de
Newton.
Las dos primeras tienen su origen en experiencias realizadas por
Galileo y la tercera es una aportación directa de Newton.
1. Primera ley o ley de inercia:
2. Segunda ley o ley de fuerza:
3. Tercera ley o ley de acción y reacción.

22. Primera ley o ley de inercia
“Todo cuerpo
permanece en su
estado de reposo o
movimiento
uniforme sobre una
línea recta, si no
hay ninguna fuerza
que lo saque de ese
estado.”

23. Segunda ley o ley de fuerza:
“todo cuerpo
capaz de
moverse
libremente en
el espacio,
sometido a una
fuerza,
adquiere una
aceleración
proporcional a
dicha fuerza,
esto es:

24. Tercera ley o ley de acción y reacción
“Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo,
este realiza una fuerza de igual intensidad, pero
de sentido contrario sobre el cuerpo que la
produjo. Es decir, los vectores de ambas fuerzas
son de la misma magnitud, misma dirección pero
sentido opuesto”.

26. VECTORES DE TORQUE Y DE
MOMENTO
Biomecánica
El efecto de una fuerza en el objeto al
que se le aplica, depende de cómo la
fuerza se aplica y cómo se mantiene el
objeto.
En general el torque se asocia con la
acción rotacional y de torsión de las
fuerzas aplicadas, mientras que el
momento se relaciona con la acción lineal.
Sin embargo, la definición de momento y
torque es la misma.

29. ESTRÉS Y
DEFORMACIÓN
Estrés mecánico, tensión o esfuerzo
mecánico se define como la fuerza por
unidad de área en un objeto o material.
Estrés = F / A
La unidad de estrés es el Pascal (Pa).
En la práctica normalmente se expresa
en megapascal (MPa).

32. ESTRÉS Y
DEFORMACIÓN
Estrés mecánico, tensión o esfuerzo mecánico se
define como la fuerza por unidad de área en un
objeto o material.
Estrés = F / A
La unidad de estrés es el Pascal (Pa). En la práctica
normalmente se expresa en megapascal (MPa).

33. ESTRÉS Y DEFORMACIÓN
Biomecánica
Existen tres tipos básicos de estrés:
1. Estrés en tensión o tracción cuando el objeto sobre
el que la fuerza actúa tiende a alargarse.
2. Estrés en compresión cuando el objeto sobre el
que actúa la fuerza tiende a acortarse.
En los casos de tracción y compresión el estrés es
perpendicular al plano de la sección.
3. Estrés en cizallamiento cuando la fuerza actúa en el
plano de la sección. Una forma de visualizarlo es
imaginar una baraja de cartas sobre una mesa y,con
una mano sobre la baraja, empujar en un plano
paralelo a la mesa.

35. PROPIEDADES DE LOS
MATERIALES
Biomecánica
Dureza: Generalmente la dureza de
un material se define como la
resistencia a ser rayado por otro
material. El material más duro que se
conoce es el diamante.
Ductilidad: Es la capacidad de un
material para ser deformado bajo una
fuerza. Un material con poca ductilidad
es quebradizo y tiene poca resistencia
a impactos. Por ejemplo, los huesos
en la infancia tienen más ductilidad
que los del adulto, por lo que tienden a
deformarse antes que a fracturarse.

36. Viscoelasticidad: Es la propiedad de l
o
s
materiales por la que la deformación bajo
una fuerza depende del estrés y de la
velocidad con que se aplica éste.
Biomecánica

37. Fragilidad
La fragilidad es la capacidad de un
material de fracturarse debido a su
escasa o nula deformación permanente

38. CURVA DE ELASTICIDAD
Biomecánica
La relación entre estrés mecánico y
deformación nos da una idea de la rigidez
de un objeto o material.
Si sometemos un objeto a un estrés,
incrementando éste mientras medimos la
deformación, obtendremos una curva de
estrés-deformación.
La relación entre estrés y deformación
viene dada por la pendiente de la curva, y
se llama módulo de elasticidad.

39. La curva de estrés deformación tiene 2
regiones distintas. En la primera parte la
relación entre carga y deformación es
rectilínea, y, si retiramos la fuerza, el objeto
recupera su dimensión original. Esta es la
región elástica.
A partir de cierto punto la deformación no
se recupera al retirar la fuerza. Este punto
se llama carga límite. Esta parte de la curva
se denomina región plástica.
Si continuamos aumentando la fuerza se
llegará a un punto de rotura.
Biomecánica

41. HISTERESIS
Se conoce como histéresis a la pérdida d
e
energía debido a que al cesar la fuerza
deformante, la pendiente de regreso a la
posición inicial no coincide con la primera,
esto es típico en el aparato locomotor.
Biomecánica

42. CINEMÁTICA LINEAL
Biomecánica
La cinemática se refiere al estudio del
movimiento de los cuerpos.
Vector posición: Para poder hacer
el estudio de los movimientos, que
no es más que un cambio de
posición de un cuerpo, hemos de
definir previamente una serie de
magnitudes físicas que se utilizan
como sistemas de referencia. Estas
son el espacio y el tiempo.

43. Espacio: lugar en el que se
encuentran los objetos. Se pueden
representar por coordenadas en una
gráfica a modo de modelo interpretativo
de la realidad (ejes x, y z)
Biomecánica
Tiempo: Magnitud física con la que
medimos la duración o separación de
acontecimientos, sujetos a cambio, de
los sistemas sujetos a observación.

44. Velocidad: Distancia recorrida
por unidad de tiempo. (m/s)
Biomecánica
Aceleración: “Cambio de
velocidad por unidad de
tiempo”.
Magnitud vectorial. Unidad
de medida: m/s2.

45. Velocidad angular
V angular =
ángulo del
desplazamiento por
unidad de tiempo
Biomecánica

46. Trabajo
W =M Fuerza x
recorrido angular

47. Potencia
P =W/t

48. MOVIMIENTO HUMANO
Organización biológica.
Integración sistemas del cuerpo para el
movimiento:
Musculoesquelético: miofascial, articular
(huesos, y partes blandas periarticulares).
Sistema Nervioso: información, procesamiento
respuesta.
Cardiorespiratorio y Vascular
OBJETIVOS:
1. Saciar necesidad.
2. Fin expresivo, relacionarse con los
demás.

49. Sistema
musculoesquelético

50. • Hueso
• Miofascial:
• Músculos
• Fascias
• Articular:
• Estructuras intraarticulares
• Periarticulares

54. Sistema
Nervioso

55. SNC

56. SNP

58. Sistema cardiorespiratorio y
vascular

62. En función del movimiento y las
características del mismo, serán las
respuestas y adaptaciones que se
producirán a nivel cardiovascular y
respiratorio.
EL SISTEMA CARDIOVASCULAR Y
RESPIRATORIO TAMBIÉN SE CONOCE
COMO EL SISTEMA DE SOSTÉN DEL
MOVIMIENTO HUMANO

66. Se analiza el movimiento
A partir de
La observación
Interpretación
ENTENDER QUE ES LO QUE ESTÁ
OCURRIENDO, TENIENDO EN CUENTA
LOS FACTORES QUE NO SON
DIRECTAMENTE VISIBLES

67. Necesitamos una nomenclatura y lenguaje
técnicos para describir un movimiento.
Ya que muchas veces se dan en múltiples
direcciones y con muchas articulaciones
implicadas.

69. MOVIMIENTO EN EL ESPACIO
EJES Y PLANOS, EJE DE MOVIMIENTO Y
DESPLAZAMIENTO DE DICHO EJE.
DESPLAZAMIENTOS (SENTIDO Y
DIRECCIÓN)
CONCEPTO ESPIRODIAGONAL (múltiples
ejes y centros de movimiento)

70. Para describir los movimientos se
han llegado a determinados
acuerdos…
- Componentes de cada articulación
- 3 planos
- Posición anatómica

73. Modelo de bisagra
Modelo
planar o del
centroide
CINEMATICA DE LA RODILLA COMO EJEMPLO

74. Mecanismo de unión cruzada de 4 barras

75. Desplazamientos de segmentos
corporales independientes o integrados.
Eso ocurre en relación a un proceso de
información, procesamiento y respuesta
EN BASE A UNA NECESIDAD
INTENCIONALIDAD

76. ¿PREGUNTAS?

77. AHORA A APLICAR LAS
FÓRMULAS…

78. • Unidades son N y metros.
• 𝑭 . 𝑩𝑭. 𝒔𝒆𝒏 𝒂 = 𝑹. 𝑩𝑹. 𝒔𝒆𝒏 α
• Pero es más sencillo expresar las cargas en Kg a efectos
prácticos en la vida diaria...
• Radián: distancia del arco que es igual al radio.
• Circunferencia: 2𝜋𝑟𝑎𝑑
• Velocidades: radianes x seg.
• Aceleraciones: m/seg
2
Calcular Fuerza Muscular

79. • Lo importante del
músculo es dónde aplica
la fuerza. El ángulo de
inserción y el brazo de
palanca, no tanto su
longitud o morfología.

80. Trabajo
W =M Fuerza xdist
Trabajo muscular
W =M Fuerza xrecorrido
angular

81. Trabajo muscular
1. Del eje de giro hasta la
resistencia es el radio.
2. Los cm siempre pasarlo a m.
3. Multiplico el radio por 2.pi.
4. Divido entre 360°
5. Multiplico por los grados
recorrido.

82. Trabajo siempre hay movimiento. En
contracciones isométricas no hay
movimiento. Pero cos 0° α = 1, por lo tanto
el trabajo equivale a la M Fuerza realizad
por el músculo.
Después de tener la distancia, ¿cómo
calculo el trabajo muscular en las
contracciones isotónicas?
multiplico F x dist. ??
El problema radica en que en cada
momento va cambiando el ángulo y el
brazo de palanca del músculo

84. Polea fija
Palanca de primer género
siempre equilibrada
Sirve para cambiar la
dirección de una fuerza.

85. Un deportista se
encuentra haciendo un
ejercicio isométrico con
una pesa en abducción
del hombro como se
indica en el dibujo.
Calcula la fuerza que
tiene que realizar el
deltoides si se inserta en
el húmero a 5 cm del eje
de giro del hombro y
formando un ángulo de
15º. El hombro se
encuentra abducido 78º
respecto a la posición
anatómica.

86. Calcular la fuerza que
tienen que realizar los
músculos flexores de
cadera para mantener la
posición de la figura.
Estos músculos se
insertan a 6 cm del eje
de giro de la cadera y
formando un ángulo de
15° con respecto al
fémur. La cadera se
encuentra flexionada
125°.

87. Calcula la fuerza que tiene
que realizar el músculo
triceps del deportista de la
figura para mantener la
posición mientras tira de
una máquina con sistema
de cuerda polea. Este
músculo se inserta a 3 cm
del eje de giro del codo y
forma un ángulo de 77°. El
codo se encuentra
flexionado 130°
anatómicos y la cuerda
forma un ángulo de 150°
respecto al antebrazo.