Biomecánica de la marcha

1. HALF
Tema: Biomecánica del MEK. Biomecánica de
la marcha.
Autor: Dr. Orlando Rodríguez (MR1)
Tutor: Dr. Sotelo (MB)

2. Conceptos Básicos
• Mecánica: es la ciencia de la fuerza y la materia. Es el
estudio de las fuerzas y los efectos de las mismas.
• Se divide en mecánica estática (estudio de los
cuerpos en reposo o en equilibrio) y mecánica
dinámica (estudio de los cuerpos en movimiento).

3. • Fuerza: se define como la energía capaz de cambiar
el estado de reposo o movimiento de un cuerpo y
cuando éste es bloqueado, produce una deformidad.
• Biomecánica: es el estudio de fuerzas mecánicas que
son aplicadas a los organismos vivos, incluyendo
fuerzas que tienen un origen externo o interno al
cuerpo.

4. • Esfuerzo (Stress): es la combinación de fuerzas
aplicadas en una unidad de área, capaces de
producir una deformación, por lo que una sola fuerza
aplicada a un cuerpo no será capaz de deformarlo.
• Tipos de Esfuerzo:
• Compresión: Cuando dos fuerzas actúan de manera
encontrada, es decir una en contra de la otra en la
misma dirección pero en sentido opuesto
(centrípeta)

5. • Tensión: Cuando dos fuerzas actúan en sentido
opuesto y se alejan entre sí (centrífuga)
• Esfuerzos cortantes: cuando se aplica una o más
fuerzas en sentido tangencial al eje de carga y
provocan deslizamiento paralelo en sentido contrario
entre los planos de un cuerpo
(compresión, tensión o
combinados)

6. • Las unidades de stress son las fuerzas por área
dada y se miden en newton x m2 o libras por
pulgadas 2 (psi)
•El hueso maduro adulto tiene resistencia a ser
jalado o deformado
•Fuerza de compresion (18,000-27,700 psi)
•Fuerza de tension: (13,200-17,700 psi)
•Tendones mantienen tension 8,600-18,00 psi
•Musculos mantienen tension 77 psi
•“El tejido fibroso le da al hueso dureza y
elasticidad y las sales minerales le dan su solidez y
rigidez”

7. • Solicitación: es la deformidad sufrida por el hueso de
acuerdo a los esfuerzos a que se encuentra
sometido; por lo tanto, las solicitaciones pueden ser:
• a) Solicitación en Compresión: cuando se ejercen
esfuerzos de compresión en el centro de una
columna recta o entre fragmentos. Esto produce
acortamiento y el cuerpo se ensancha.

8. • b) Solicitación en Flexión: cuando se ejercen
esfuerzos de compresión de manera excéntrica en
una columna curva, al igual que al ejercerse
esfuerzos cortantes, la solicitación es en flexión,
provocando esfuerzos de compresión en la
concavidad y de tensión en la convexidad del hueso.

9. • c) Solicitación en Cizallamiento: la oblicuidad en la
aplicación de los esfuerzos con respecto a los ejes
longitudinal y transversal, condicionan corte en la
estructura molecular (cizallamiento).

10. • d) En Tensión: los esfuerzos en
sentido opuesto en el plano
longitudinal, provocan
solicitaciones en tensión.
• e) En Torsión: los esfuerzos de
tensión en sentido opuesto en
el plano transversal y
tangenciales al hueso, provocan
solicitaciones en torsión.

11. • Fricción:
• La fricción es la fuerza de rozamiento que se opone
al movimiento entre dos cuerpos y es directamente
proporcional al área de contacto, a la carga entre sus
superficies y a la irregularidad de estas, es decir, al
aumentar cualquiera de estas condiciones, aumenta
la fricción.

12. Movimientos del Cuerpo

13. Articulaciones
• Es la unión entre 2 o más huesos o partes rígidas del
esqueleto. Algunas no tienen movimiento mientras
que otras permiten leve movimiento.
• Clasificación:
• Sinoviales: Planas, en bisagra, silla de montar,
condíleas, esferoideas y pivote.
• Fibrosas: sindesmosis y dentoalveolar.
• Cartilaginosas: primarias (hialino) y secundarias
(fibrocartilago; sínfisis).

15. Conceptos y Términos mecánicos:
• “Todas las actividades de caminar, correr, saltar,
levantar, empujar, jalar y tirar, son ejemplos de
mecanismos dinamicos del sistema mek”
•Energía: es el poder para trabajar o actuar. La
energía corporal es aquella que supera la
resistencia al movimiento, para así producir un
efecto físico y trabajo.

16. • Centro de la masa: es el centro de gravedad de un
cuerpo. Se comporta como si en él estuviera aplicada
la resultante de las fuerzas externas En el ser
humano es frente a s2.

17. Leyes de Newton
• Primera Ley de Newton:
• Establece que Todo cuerpo persevera en su estado de
reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser
que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas
impresas sobre él.

18. • Segunda Ley de Newton:
• El cambio de movimiento es directamente
proporcional a la fuerza motriz impresa o
inversamente proporcional a la masa del objeto y
ocurre según la línea recta a lo largo de la cual
aquella fuerza se imprime.

19. • Tercera Ley de Newton:
• Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y
contraria: quiere decir que las acciones mutuas de
dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en
sentido opuesto

20. Tejidos Biológicos en ortopedia.
Huesos.
Composición estructural: formado por dos tipos de materiales.
Matriz orgánica extracelular.
•Constituye el 30 al 35% del peso seco del hueso.
•Confiere flexibilidad y resistencia.
Sales de Calcio y Fosfato.
•Constituye el 65 al 70% del peso seco del hueso.
•Contribuye a su dureza y rigidez.

21. Desde el punto de vista microscópico se divide en:
Hueso Fibroso:
•Se caracteriza por la disposición al azar de células y
colágeno.
•Muestra característica mecánicas isotrópicas.
•Participa en etapas de remodelación rápida.
Hueso Laminar:
•Se caracteriza por la distribución celular ordenada y por
orientación regular del colágeno.
•Muestra características mecánicas anisotrópicas.

22. Desde el punto de vista macroscópico se divide en:
Tejido Cortical:
•Su porosidad varía entre 5 a 30%.
•Su densidad es casi de 1.8 g/cm.
Tejido Trabecular:
•Su porosidad varía entre 30 a 90%.
•Su densidad varía entre 0.1 a 1 g/cm.

23. Conducta Biomecánica:
La resistencia del tejido óseo a fuerzas compresivas es
proporcional al cuadrado de la densidad aparente, y el
modulo elástico o dureza material, es proporcional al
cubo de la densidad aparente.
La carga tensil es la aplicación de fuerzas iguales y
opuestas por fuera de la superficie, la deformidad tiene
lugar en el plano perpendicular donde se aplica la carga,
como resultado el material se alarga.

24. La carga compresiva es la aplicación de fuerzas iguales
y opuestas hacia la superficie, bajo compresión el
material se acorta y se ensancha.
La carga deslizante es la aplicación de una carga
paralela a la superficie donde la deformación es angular.

25. La velocidad de la deformación influye sobre el patrón
de fractura y en el daño a los tejidos blandos, una
deformación con poca velocidad y de baja energía,
produce fracturas no desplazada y sin daño a tejidos
blandos.
Una deformación de alta velocidad y energía producen
daño masivo al hueso ya a los tejidos blandos.

26.  Mecanismos de Remodelación:
Ley de Wolff:

27. Biomecánica de la Marcha
• La marcha humana es un proceso de locomoción en
el que el cuerpo humano, en posición erguida, se
mueve hacia delante, siendo su peso soportado
alternativamente por ambas piernas.

28. • Mientras el cuerpo se desplaza sobre la pierna de
soporte, la otra pierna se balancea hacia delante
como preparación para el siguiente apoyo.

29. • Uno de los pies se encuentra siempre en el suelo y,
en el período de transferencia de peso del cuerpo de
la pierna retrasada a la adelantada, existe un breve
intervalo de tiempo durante el cual ambos pies
descansan sobre el suelo.

30. • Al aumentar su velocidad el individuo, dichos
períodos de apoyo bipodal se reducen
progresivamente, en relación al ciclo de la marcha,
hasta que el sujeto comienza a correr, siendo
entonces reemplazados por breves intervalos de
tiempo en que ambos pies se encuentran en el aire.

31. Ciclos de la Marcha
• La marcha es un ejemplo de movimiento períodico,
es decir, se repite el mismo ciclo infinitas veces;
• Como es necesario definir el principio y el final de
uno de estos ciclos, definiremos zancada como la
secuencia de acontecimientos que tiene lugar entre
dos repeticiones consecutivas de uno cualquiera de
los sucesos de la marcha.

32. • En una zancada, cada pie pasa por dos fases
distintas: fase de apoyo en la que el pie está en
contacto con el suelo, y la fase de oscilación en la
que el pie se encuentra en el aire.

33. • Fase de apoyo (constituye el 60% del ciclo completo
de zancada):
• 1. Fase de contacto inicial o choque de talón
• 2. Fase inicial de apoyo o respuesta de carga en el
que hay apoyo plantar completo o apoyo medio
• 3. Fase de apoyo medio: apoyo del antepié y apoyo
fugaz del borde externo.
• 4. Fase final de apoyo: se realiza el impulso hacia
delante con elevación del talón.
• 5. Fase previa a la oscilación: Despegue del antepié
finalizando con el dedo gordo, tras apoyarse en la
cabeza del primer metatarsiano

34. • Fase de oscilación:
• 6. Fase inicial de oscilación: se realiza flexión de
rodilla con inicio de la oscilación hacia delante.
• 7. Fase media de oscilación: la pierna oscilante se
dirige hacia delante cruzando la vertical.
• 8. Fase final de oscilación: frenado y preparación
para el siguiente apoyo de talón.

36. Biomecánica en la fase de apoyo de la
marcha
• Esta fase de apoyo influye de la siguiente manera en
las distintas partes del cuerpo:
• 1. Columna vertebral y pelvis: Rotación de la pelvis
hacia el mismo lado del apoyo y la columna hacia el
lado contrario, Inclinación lateral de la pierna de
apoyo.

37. • 2. Cadera (los 3 glúteos): Los movimientos que se
producen son la reducción de la rotación externa,
después de una inclinación interna, impide la
aducción del muslo y descenso de la pelvis hacia el
lado contrario. En la última parte de esta fase se
contraen los abductores.
Descenso de la Pélvis
(Trendelembur Fisiológico)
5 grados

38. • 3. Rodilla (el cuádriceps e isquiotibiales): Los
movimientos que se producen son ligera flexión
durante el contacto, que continúa hacia la fase
media, seguida por la extensión hasta que el talón
despega cuando se flexiona la rodilla para comenzar
con el impulso.

39. • 4. Tobillo y pie (tibial anterior y extensor largo de
los dedos y del dedo gordo): Los movimientos
producidos en este fase son la ligera flexión plantar
seguida de una ligera flexión dorsal.

40. Biomecánica en fase de oscilación de
la marcha
• Comienza con el despegue de los dedos y termina
con el choque del talón. Participando las siguientes
partes del cuerpo:
• 1. Columna y pelvis (semiespinales, oblicuo externo
abdominal, elevador de la columna): Los
movimientos que se producen son la rotación de la
pelvis en sentido contrario a la pierna que se apoya y
a la columna, con ligera rotación lateral de la pelvis
hacia la pierna que no se ha apoyado.

41. • 2. Cadera: Los movimientos son de flexión, rotación
externa (por la rotación de la pelvis), abducción al
comienzo y al final de la fase.
• 3. Rodilla: Los movimientos son la flexión en la
primera mitad y extensión en la segunda parte.
• 4. Tobillo y pie: Hay dorsiflexión y trabajan el tibial
anterior, extensor largo de los dedos y del pulgar que
se contraen al comienzo de la fase de oscilación y
que disminuye durante la parte media de esta fase.
Al final de la misma este grupo de músculos se
contraen otra vez potentemente como preparación
del contacto del talón.

43. Gracias por su atención