Tema 6: Anatomía funcional y
biomecánica del aparato
locomotor
Anatomía aplicada
Curso 2013-14
Profesor: Daniel Ferrer
La Biomecánica: concepto

La biomecánica es la disciplina que
estudia los modelos, fenómenos y leyes
que sean relevantes en el movimiento
(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.
¿Qué es la Biomecánica?

Esta área de conocimiento se apoya en diversas
ciencias biomédicas, utilizando los conocimientos
de:
–
–
–
–
Anatomía
Fisiología
Física
Ingeniería

El objeto de estudio es el movimiento humano.

CIENCIA INTERDISCIPLINAR
Utilidades de la Biomecánica
Comprensión de actividades y ejercicios.
 Prevención de lesiones.
 Mejora del rendimiento.
 Descripción y mejora de las técnicas de
ejecución.
 Desarrollo de nuevos materiales.
 Rehabilitación.

Clasificación de la Biomecánica
(según Aguado-Jodar, Izquierdo Redin 1995)
Clasificación
INTERNA
Característica
Biológica
Indicador
Fisiológica
Bioquímica
EXTERNA
Mecánica
Cinemática
Dinámica
Sub-indicadores
Fc
VO2 máx.
Otros
Lactato
Glucosa
Hemoglobina
Otros
Fotometría
Estática
Cinética
La Biomecánica externa
Cinemática: Estudia el movimiento de los
cuerpos en función de su recorrido, velocidad,
aceleración,..., sin considerar las causas que lo
originan.
 Dinámica: Estudia la relación entre las fuerzas y
los movimientos que producen.

– Cinética: Estudia las fuerzas que provocan el
movimiento.
– Estática: Estudia las fuerzas que determinan que los
cuerpos se mantengan en equilibrio.
Las fuerzas

Se entiende como fuerza a cualquier acción o
influencia que es capaz de modificar el estado
de movimiento o de reposo de un cuerpo, es
decir, de imprimirle una aceleración a ese
cuerpo.

Existen dos tipos de magnitudes:
– Escalares: se refiere a un valor numérico (masa,
temperatura, volumen,...)
– Vectoriales: es la forma de representar una fuerza
(velocidad, aceleración, peso,...)
Las Leyes de Newton



Ley de Inercia :Un cuerpo en descanso permanecerá en
descanso y un cuerpo en movimiento continuará
moviéndose a una velocidad constante y en la misma
dirección a menos que actúe sobre él mismo una fuerza
externa.
Ley de Aceleración :La aceleración de un cuerpo es
directamente proporcional a la fuerza que causa la
aceleración y es inversamente proporcional a la masa
de ese cuerpo y en la misma dirección de la fuerza.
Ecuación fundamental de la dinámica: F = m . A
El peso de un objeto no es la masa del mismo sino el
efecto de la aceleración por la gravedad en una masa.
Por lo tanto, el peso es una fuerza.
Ley de Acción-Reacción : Para cada acción siempre hay
una reacción igual y opuesta.
Los vectores

Un vector es la representación gráfica de una
fuerza. Se hace por medio de una flecha y
queda definido por 4 componentes:
– Dirección: Es la recta en la que está contenido el
vector.
– Sentido: Es hacia donde se aplica la fuerza, y se
representa por la flecha del vector.
– Punto de aplicación: Es el punto sobre el que se
ejerce la fuerza.
– Intensidad o módulo: Es la cuantía de la fuerza y se
corresponde con la longitud del vector.
Los componentes de un vector
Los sistemas de fuerzas




Cuando varias fuerzas actúan sobre puntos
invariablemente unidos, forman lo que se llama un
sistema de fuerzas. Cuando un sistema de fuerzas
puede sustituirse por una sola fuerza capaz de realizar el
mismo efecto, esta fuerza se denomina resultante (R).
Cuando unas fuerzas actúan en la misma dirección o en
direcciones paralelas, y en el mismo sentido, podemos
sumar las fuerzas para encontrar la fuerza resultante.
Si las fuerzas actúan en la misma dirección, pero con
sentido opuesto, las fuerzas se restan.
Si dos fuerzas actúan en ángulo: Regla del
paralelogramo.
Regla del paralelogramo
Si el ángulo entre las
fuerzas aumenta, la
fuerza resultante
disminuye.
 Si el ángulo entre las
fuerzas disminuye, la
fuerza resultante
aumenta.

Algunos ejemplos...
Las Fuerzas internas

Son aquellas generadas por la musculatura y se
fundamentan en el proceso de contracción muscular.
Trabajo
estático
Isométrica
Contracción
muscular
Concéntrica
Trabajo
dinámico
positivo
Excéntrica
Trabajo
dinámico
negativo
Isotónica
Las Fuerzas externas
La gravedad: Es la fuerza con que la Tierra atrae a los
cuerpos y depende de la masa de éstos (P=mxg).
 La fuerza normal: Es la fuerza ejercida por el suelo de
forma perpendicular sobre un cuerpo apoyado en él (Ley
de acción y reacción).
 La fuerza de rozamiento: Es la resistencia al movimiento
de dos superficies en contacto.
 Resistencia del aire: La resistencia que ofrece el aire (o
el agua) al desplazamiento de un cuerpo depende de la
forma del objeto, del área de la sección frontal y de la
velocidad a la que se desplaza.

El momento de una fuerza


Se llama momento de
una fuerza a la capacidad
de dicha fuerza para
producir un giro o
rotación alrededor de un
punto.
Matemáticamente es
igual al producto de la
intensidad de la fuerza
por la distancia desde el
punto de aplicación de la
fuerza hasta el eje de
giro: M = F • d

En una palanca, la
distancia entre el eje y
el punto de aplicación
de una fuerza se
denomina "brazo de
palanca". Así pues, el
principio de la palanca
afirma que una fuerza
pequeña puede estar
en equilibrio con una
fuerza grande si la
proporción entre los
brazos de palanca de
ambas fuerzas es la
adecuada.

La palanca es una máquina simple compuesta
por una barra rígida que puede girar
libremente alrededor de un punto de apoyo, o
eje. El ensamblaje del movimiento humano se
realiza mediante sistemas de palancas
músculo-hueso. La tensión de los músculos se
aprovecha al actuar en la serie de palancas
proporcionadas por los tejidos óseos rígidos.
Los componentes óseos actúan como brazos de
palanca y las articulaciones constituyen el eje
de movimiento (fulcro); la fuerza depende de
la contracción muscular.





Punto de apoyo: Representado por el eje de
giro de la articulación.
Potencia o fuerza para realizar el movimiento:
Fuerza desarrollada por los músculos.
Resistencia que hay que vencer: Es el
segmento óseo que hay que desplazar, incluso
con una carga externa (Pesa).
Brazo de potencia : Representa aquel trozo de
la palanca que se encuentra entre el punto
donde se aplica la fuerza y el eje de la
articulación.
Brazo de resistencia: es el trozo de la palanca
que se encuentra entre la resistencia y el punto
o eje de rotación articular.

Las palancas pueden ser de tres géneros
o tipos, dependiendo de la posición
relativa del fulcro y los puntos de
aplicación de las fuerzas de potencia y de
resistencia. El principio de la palanca es
válido indistintamente del tipo, pero el
efecto y forma de uso de cada tipo de
palanca cambia considerablemente.

El eje se encuentra entre la resistencia y
la potencia. En este tipo de palanca no se
puede predecir la ventaja mecánica ya
que dependera del lugar en que se
encuentre el eje. Ejemplo: Articulacion
atlanto-occipital.
Su función principal es la de conseguir el
equilibrio de los elementos corporales.

La resistencia se encuentra entre el eje y
la potencia. El brazo de potencia es
mayor que el largo del brazo de la
resistencia. Ventaja mecánica: Esta
palanca provee una ventaja de fuerza tal
que con poco esfuerzo se pueden
sostener resistencias grandes. Ejemplo:
Articulación tibiotarsiana o del tobillo.

La potencia se encuentra entre el el eje y
la resistencia. El brazo de la resistencia
es mayor al brazo de potencia. Es la más
común en el cuerpo y la encontramos en
la mayoría de los movimientos en cadena
cinética abierta. Este tipo de palanca no
es recomendable si queremos mover una
resistencia grande. Se utiliza para mover
pesos pequeños, grandes distancias y
con velocidad. Ejemplo: articulación del
codo.

Una cadena cinética es la utilización
coordinada de diferentes palancas con un
objetivo común de movimiento. Este
trabajo mediante cadenas es importante,
puesto que , permitirá al ser humano
moverse con gran coordinación y
economía Existen dos tipos de cadena
cinética:

El extremo final de la cadena es libre y por lo
tanto al trabajar con ella conseguiremos
movimiento en este extremo final y en las
cosas en contacto con él. Para que el extremo
de la cadena sea libre, se tiene que cumplir,
que no exista resistencia al movimiento , o que
la fuerza de resistencia sea menor , que la
fuerza conseguida al activar la cadena.
Un ejemplo de utilización de CCA sería al
mover una mesa, al lanzar una pelota etc.

Se caracteriza porque el último segmento
corporal está en contacto con el suelo
y/o levanta una carga muy elevada.
Ejemplo: Ejercicio de sentadilla.


Es el punto en el que
se supone toda la
masa concentrada del
cuerpo. En dicho
punto, se aplica la
resultante de todas las
fuerzas de gravedad
que actúan sobre un
cuerpo.
En posición
anatómica de pie el
centro de gravedad se
encuentra un poco
anterior a la segunda
vértebra sacral.

Para que exista estabilidad y en consecuecia, equilibrio,
el centro de gravedad de un cuerpo debe proyectarse
dentro de la base de sustentación.
El grado de estabilidad o movilidad de un cuerpo en
términos mecánicos va a depender de:
- El tamaño de la base de sustentación.
- La altura del centro de gravedad sobre la base de
sustentación.
- La localización de la línea de gravedad dentro de la
base de sustentación.
- La masa del cuerpo.
Estable: Alteramos la posición del centro de
gravedad levemente y el cuerpo puede hacer
los ajustes necesarios para lograr que el centro
de gravedad regrese a su posición original.
 No estable: Alteramos la posición del centro de
gravedad y el cuerpo no puede regresar a su
posición original y asume una posición nueva.
 Neutral: Cuando el centro de gravedad se
desplaza pero permanece a un mismo nivel (el
cuerpo ni se cae, ni regresa a la posición
original, sino que se desplaza el centro de
gravedad con su base de sustentación). Ej.:
Patinaje.
