Bases Anatómicas y Fisiológicas II -...

BIOMECÁNICA

Bases Anatómicas y Fisiológicas II

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RECORDATORIO NIVEL I

� Posición anatómica.

� Los ejes básicos de movimiento.

� Planos principales.

BIOMECÁNICA

� Biomecánica: se encarga de la aplicación de leyes y principios de la mecánica al cuerpo humano. La B. Deportiva, las aplica al gesto deportivo.

� Mecánica: parte de la Física que estudia el estado de reposo o de movimiento de los cuerpos bajo la acción de las fuerzas.

MECÁNICA

Se divide en:� Cinemática: describe toda clase de movimientos,

relacionando aspectos como la distancia y el tiempo. Ej) Velocidad, aceleración…

� Dinámica: analiza las causas que provocan el movimiento o su ausencia (Estática). Ej) Fuerza.

BIOMECÁNICA

OBJETIVOS:� Educación Física: ayuda a comprender y ejecutar

ejercicios, evitar lesiones…

� Alto rendimiento: mejora el rendimiento al describir la técnica correcta, previene lesiones, ergonomía, diseño de equipamiento...

ANÁLISIS CINEMÁTICO DEL MOVIMIENTO

� Parámetros cinemáticos:

� Posición.� Trayectoria� Velocidad� Aceleración

ANÁLISIS CINEMÁTICO DEL MOVIMIENTOParámetros cinemáticos:

POSICIÓN: Localización de un punto respecto al sistema de referencia.

TRAYECTORIA: Línea imaginaria que describe un móvil durante su movimiento:

– RECTILÍNEA o CURVILÍNEA.– TRASLACIÓN o ROTACIÓN.

ANÁLISIS CINEMÁTICO DEL MOVIMIENTO. Parámetros cinemáticos. Trayectoria.

� TRASLACIÓN:Distintos puntos del objeto siguen una trayectoria

paralela.

ANÁLISIS CINEMÁTICO DEL MOVIMIENTOParámetros cinemáticos. Trayectoria.

� ROTACIÓN:Puntos del objeto van modificando su posición angular.

ANÁLISIS CINEMÁTICO DEL MOVIMIENTO

� MAGNITUDES FÍSICAS:Para expresar cualquier fenómeno se requieren unas magnitudes físicas, un número que expresa la cantidad y una unidad de medida. Masa (Kg.) Longitud (M.) Tiempo (Seg.) Volumen (L.)

ANÁLISIS CINEMÁTICO DEL MOVIMIENTOMAGNITUDES FÍSICAS:

� MAGNITUDES ESCALARES.– Medidas que quedan completamente especificadas

con un número. (4 M).

� MAGNITUDES VECTORIALES.– En ellas hay que indicar además de su intensidad y

unidad, la dirección y el sentido. Ej. Fuerza, Velocidad.

ANÁLISIS CINEMÁTICO DEL MOVIMIENTOMAGNITUDES VECTORIALES.

� VECTOR: Elementos de un Vector:– Dirección: (Recta sobre la que actúa el vector)

– Sentido: (Lo indica el extremo, la flecha).

– Punto de aplicación (Origen).

– Módulo (Su longitud es proporcional a la magnitud que representa).

sentido

dirección móduloPunto de aplicación

ANÁLISIS DINÁMICO DEL MOVIMIENTO

� DINÁMICA: Estudia las causas del movimiento: Las FUERZAS.

– FUERZA es toda causa capaz de producir aceleración o deformación a un cuerpo. Algunas sirven sólo para equilibrar a otras.

ANÁLISIS DINÁMICO DEL MOVIMIENTOConcepto de Fuerza.

� EFECTOS DE LAS FUERZAS:Las fuerzas sobre los sólidos tienen distintos efectos según:

– Las características de los sólidos.� Deformable. F. producirá deformación (pértiga)� Rígido o indeformable. F. producirá aceleración (cambio del

estado del movimiento del cuerpo.) o equilibrará fuerzas de sentido opuesto.

– La parte del sólido donde se apliquen.� F. Excéntricas� F. Concéntricas

ANÁLISIS DINÁMICO DEL MOVIMIENTOTipos de fuerza según el punto de aplicación

� Fuerzas CONCÉNTRICASSu dirección pasa por el centro de gravedad y produce movimiento de traslación.

ANÁLISIS DINÁMICO DEL MOVIMIENTOTipos de fuerza según el punto de aplicación

� Fuerzas EXCÉNTRICASSu dirección no pasa por el centro de gravedad y produce movimiento de traslación y rotación.


� PAR DE FUERZAS:Dos fuerzas paralelas, de igual dirección, sentido opuesto y equidistantes del centro de gravedad, producen únicamente rotación.

ANÁLISIS DINÁMICO DEL MOVIMIENTOMomento de fuerza.

MOMENTO DE FUERZAEs el efecto que produce una fuerza excéntrica (que no pasa por el centro de gravedad de un cuerpo) respecto a un punto.(eje de giro) Es un efecto de

rotación.

FUERZA DISTANCIA EJE DE GIRO


� TIPOS DE FUERZA.

– FUERZAS INTERNAS:

– FUERZAS EXTERNAS

ANÁLISIS DINÁMICO DEL MOVIMIENTOTipos de fuerzas.

� FUERZAS INTERNAS:Las produce el propio cuerpo, sus músculos. Estas fuerzas movilizan los segmentos corporales.

ANÁLISIS DINÁMICO DEL MOVIMIENTO Tipos de fuerzas.

� FUERZAS EXTERNAS:� F. de reacción.� F. de gravedad.� F. de rozamiento� F. de los fluidos.


� F. REACCIÓNLa explica la 3ª Ley de Newton.

PRINCIPIOS BIOMECÁNICOS DEL MOVIMIENTO.

� 3ª LEY: Ley de acción-reacción.A toda acción le corresponde una reacciónigual en sentido contrario. Siempre que un cuerpo ejerce una fuerza (acción) sobre otro, el segundo ejerce sobre el primero una fuerza (reacción) igual pero de sentido contrario.

(Si yo en suspensión lanzo, recibo una fuerza contraria a la que yo ejerzo sobre la pelota).


� F. de GRAVEDAD.Los cuerpos son atraídos por la Tierra, con una aceleración = 9,8 m/s2

g = 9,8 m/s2

El cuerpo tiene una masa m, la fuerza que actúa sobre él se denomina Peso

P = m x g


� F. de ROZAMIENTO.Se debe a la fricción entre el móvil y la superficie de deslizamiento o entre el móvil y el medio en que se mueve.- Esta fuerza se opone al movimiento del móvil.- Es paralela a la superficie de deslizamiento.- Tiene la dirección del movimiento pero sentido opuesto.- Depende del tipo de superficie.

ESTÁTICA.

� ESTÁTICAParte de la dinámica que estudia los sistemas en EQUILIBRIO.

– EQUILIBRIO. Un sólido está en equilibrio cuando no se desplaza ni gira.

– El equilibrio como “cualidad motriz” humana, es definido por Vayer como el conjunto de reacciones del sujeto frente a la fuerza de la gravedad.

ESTÁTICA.

� TIPOS DE EQUILIBRIO– Según tipo de actividad.

� Eq. Estático: Mantener una posición controlada (siendo ésta estática o con movimientos muy lentos).

� Eq. Dinámico. Controlar las posturas y/o recuperar el equilibrio en movimientos amplios y/o rápidos.

ESTÁTICA.

� Según la cantidad de segmentos:

– Eq. General: Intervienen muchos segmentos.

– Eq. Segmentario: Interviene algún segmento.

ESTÁTICA

� Según el control:� Eq. Estable: Control total.

� Eq. Inestable: En situaciones dinámicas, hay cierta inestabilidad, desequilibrios controlados.

ESTÁTICA.

� FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE EQUILIBRACIÓN DEL SER humano.– 1) Receptores de la información:– 2) SN Como elaborador de información y

reacciones.– 3) Psicológico: Miedo a equilibrio en altura.– 4) Factores físicos.

ESTÁTICA. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE EQUILIBRACIÓN.

� 1) Receptores de la información:

- Aparato vestibular (posición cabeza)- Vista (Información del exterior)- Tacto (presiones,..)- Propioceptores (articulaciones, etc.)


– 2) SN Como elaborador de información y reacciones.

– 3) Psicológico: Miedo a equilibrio en altura.


� 4) Factores físicos:

- a) Fuerza de gravedad (ya explicada)

- b) Centro de gravedad- c) Base de sustentación- d) Línea de gravedad


� b) Centro de gravedadPunto teórico donde se concentra la masa de un cuerpo.En sólidos regulares simétricos su c.g. coincide con su centro de simetría.

En sólidos irregulares se puede hallar suspendiéndolo sucesivamente en dos posiciones…(Pero no todo se puede colgar) Existen complejos cálculos que nos permiten obtener el c.g.


� Centro de gravedad en el cuerpo humano. ¿Donde se encuentra?En posición anatómica, alrededor de la 3ªlumbar.

� Pero…. en un cuerpo cuyos componentes son móviles, el c.g. varía cuando cambian los componentes. (Cuerpo cambia de forma).


� c) Base de sustentación.

Superficie sobre la que se deposita el peso del cuerpo. Cuanto mayor sea, mejor equilibrio.


� d) Línea de gravedad.– La línea teórica que une el

centro de gravedad de un cuerpo con el centro de la Tierra.� Si la línea de gravedad

pasa por la base de sustentación, el cuerpo estará en equilibrio.

� Si la línea de gravedad está fuera de la base, estará en desequilibrio.


� El equilibrio dependerá de todos estos factores relacionados:

- De la altura del centro de gravedad respecto a la base de apoyo (agachado o de pie).

- También influye la distancia del centro de gravedad respecto al suelo, ya que se alejan las referencias visuales) Ej. barra.

- Las dimensiones de la base de sustentación y su adherencia.

- La masa del sujeto.


� Un sólido puede estar en equilibrio de dos formas: Colgado o apoyado.– Un sólido colgado de un punto está en equilibrio

cuando el punto de suspensión “O” y el cdg están en la misma vertical.

� Si el c.g. está por debajo de O: E.Estable.� Si el c.g. está por encima de O: E.Inestable.� Si el c.g. coincide con O: E. Indiferente.


� EQUILIBRIO ESTABLE– Se caracteriza porque el centro de gravedad se

encuentra debajo del punto de giro. Después de aplicar una fuerza a un cuerpo, éste tiende a volver a su situación inicial.


� Equilibrio estable.


� Equilibrio inestable– El centro de gravedad queda por encima del punto

de giro. Después de aplicar una fuerza a un cuerpo, éste tiende a alejarse de su posición inicial.


� Equilibrio indiferente.Las condiciones no varían antes y después de aplicar la fuerza.

ANATOMIA

EL HOMBRO

� Partes óseas: Húmero, escápula, clavícula.� Articulaciones: esternoclavicular,

acromioclavicular, coracoclavicular, glenohumeral o escápulohumeral.

� Movimientos: Flexión, extensión, hiperextensión, ABD, ADD, rotación int y ext.

� La complejidad del hombro se debe a su numerosa musculatura.

� Art. Principal: diartrosis-enartrosis.

EL HOMBRO

Músculos flexores� amplitud en flexión es de

180º(+C.V)� deltoides,

coracobraquial, pectoral mayor y bíceps braquial.

Músculos extensores� Movimiento conducido

h/30ºy h/45ºayudado.� Redondo mayor,

redondo menor, deltoides, dorsal ancho, romboides y tríceps braquial.

EL HOMBRO

Músculos ABD� h/180ºde amplitud.� deltoides, supraespinoso, trapecio.� Limitan la ABD: Dorsal ancho y pectoral mayor.

Músculos ADD� Amplitud mov: Con flex h/45ºy con exten h/30º.� Redondo mayor, dorsal ancho, pectoral mayor.

EL HOMBRO

Músculos rotadores� Amplitud mov: Con flex codo a

90º...rotación ext h/80ºy rotación int + de 90º

� Rotac.Ext: infraespinoso y redondo menor.

� Rotación Int: dorsal ancho, redondo mayor, pectoral mayor y subescapular.

EL CODO

� Tres huesos: Húmero, cúbitoy radio.

� Tres ligamentos: Lateral int, lateral ext y anular.

� Movimientos: Flexión y extensión.

� Pronosupinaciónconjuntamente con la muñeca.

� Articulaciones troclear y trocoide.

EL CODO

Músculos extensores� Sólo con gran laxitud

ligamentosa se llega h/5-10º.� Limitado por choque de

masas óseas.� Tríceps braquial y ancóneo.

Músculos flexores� Amplitud: Mov conducido

h/145ºy forzada h/160º� En la flexión activa, limitada

por choque masas musculares

� En la flexión forzada los elem óseo-ligamentosos

� Bíceps braquial, supinador largo y braquial anterior

EL CODO

MUÑECA Y MANO

� Huesos: cúbito y radio, carpos, metacarpos y falanges.

� Articulaciones: Radiocarpiana, mediocarpiana, carpometacarpiana e interfalángicas.

MUÑECA Y MANO

� Movimientos de la muñeca: flexión, extensión, ABD, ADD.

� Movimientos de la mano: flexión y extensión y de pronación supinación a partir de la articulación del codo.

MUÑECA Y MANO

Músculos flex. muñeca� h/85ºaprox� palmar mayor, palmar menor y cubital anterior

Músculos exten. Muñeca� h/85ºaprox� primer y segundo radial y cubital posterior

MUÑECA Y MANO

MUÑECA Y MANO

� ABD muñeca: escasa, 15º.� ADD muñeca: h/45ºy mayor en supinación que en

pronación.� Pronación muñeca: Con el codo en flexión de 90º, el

pulgar hacia arriba y la palma de la mano hacia dentro...h/85º. En extensión y + el hombro...h/360º

� Supinación muñeca: Con el codo en flexión de 90º, el pulgar hacia arriba y la palma de la mano hacia dentro...h/90º.

MUÑECA Y MANO

� Pronación: Pronador Redondo y Pronador cuadrado� Supinación: Bíceps braquial, supinador largo y

supinador corto.

MUÑECA Y MANO

Músculos flexores mano� flexores de los dedos� flex metacarpo-falángica: 90º� flex interfalángica: 90º

Músculos extensores mano� extensores de los dedos� De 30 a 49ºen mov activo y h/90ºen mov

forzados.

� Sirve de sostén a la cabeza y a las cinturas escapular y pelviana

� Forma parte de las cavidades torácica y pelviana

� Sirve de palanca ósea para los movimientos del tronco

� Protege la médula espinal

COLUMNA VERTEBRAL. Mecánica articular.

� Por su movilidad y rigidez, la columna tiene una natural predisposición a deteriorarse.

� Su movilidad permite orientar la cabeza en todas las direcciones del espacio.

� Esto se da gracias a un pilar anterior (cuerpos vertebrales y discos) que amortigua, y un pilar posterior (artic.interapofisarias) que guían los movimientos de la columna.

� Con esta estructura se dan movimientos en todos los planos.


Cadenas cinéticas de la C.V� En bípeda estación la C.V se mantiene por

los elementos pasivos y el tono de los músculos

� Los abdominales (recto anterior) y los escalenos les sirven de compensación

� En el plano posterior estabiliza el bíceps femoral.

� Toda esta musculatura asegura la estabilidad de la C.V y representan sus motores principales.


� Limitada la flexión por: Dorsal ancho, fascia-dorsal, glúteo mayor y fascia lata.

� Limitada la extensión por: Escalenos, recto anterior, aductor M., cabeza corta del bíceps y el psoas.


Columna Cervical� Flexión: Esternocleidomastoideo y escalenos.� Extensión: Esplenios y trapecio.� Flexión lateral: Sinergia entre flexores y extensores del mismo lado.� Músculos rotadores: oblicuo mayor de la nuca, transverso, esplenios,

esternocleidomastoideo y trapecio

LA COLUMNA VERTEBRAL. Musculatura

Columna dorso-lumbar� Flexores: recto anterior del abdomen, oblicuos del abdomen, psoas

ilíaco.� Extensores : cuadrado lumbar, dorsal largo, transverso espinoso.� Flexores laterales : Sinergia de los flexores y extensores del mismo lado.� Rotadores : transverso espinoso, oblicuos del abdomen.

Características en niños y adolescentes� las fuerzas mecánicas influyen en el crecimiento y

forma de los huesos� el uso de los músculos estimula el desarrollo óseo� en la pubertad y adolescencia, es la CV una zona de

crecimiento alto y muy vulnerable a las presiones y tracciones

� la activ.física influye de forma + si hay control o de forma - si no es vigilada y sistematizada

LA COLUMNA VERTEBRAL.

LA COLUMNA VERTEBRAL

Características en niños y adolescentes� Maduran antes las articulaciones distales que las

proximales y antes los miembros inferiores que los superiores

� Tipos de lesiones en el joven (Gaubert y cols. 1985):– Traumatismos extrínsecos agudos – Microtraumatismos: de origen intrínseco. Si son

repetitivos y acumulados pueden llegar a producir lesiones de sobrecarga.


Consideraciones prácticas en el entrenamiento con niños y adolescentes

� El cartílago de crecimiento está muy vascularizado. Microtraumatismos repetidos provocan daños en las epífisis de crecimiento.

� Evitar cargas excesivas para el momento de crecimiento en el que se sitúe.

� Errores en las cargas pueden provocar un desequilibrio músculo-tendinoso y deformidades en el hueso y las articulaciones.


� En los brotes de crecimiento...hay una menor flexibilidad (cuidado con deportes de contacto)

� una de las causas del dolor lumbar en jóvenes es la hiperlordosis lumbar (cuidar los estiramientos!)

� desaconsejable la práctica incontrolada de deportes que conllevan una hiperextensión C.V


� Habitual en adolescentes la escoliosis. No es desaconsejable la práctica deportiva si es la adecuada (evitar deportes de contacto)

� Como conclusión evitar:– Cargas con resistencias no adaptadas a la fuerza

relativa de su grado de maduración– cargas que exijan esfuerzos elevados a la C.V– contracciones isométricas intensas y prolongadas

� En posición bípeda, cada cadera soporta entre 1/3 y ¼ de todo el peso corporal.

� Todo este peso se transmite a una zona de la cabeza femoral: la zona de presión.

� Durante al marcha, la carga global que soporta la cadera es intermitente y equivale a 4,5 veces el peso corporal.

� Al saltar y caer sobre un pie la cadera llega a soportar 500-600kg.

� En apoyos en aceleración la presiones son de hasta 10 veces las del peso del cuerpo.

LA CADERA. Mecánica articular.

LA CADERA

Músculos flexores� amplitud mov activo: h/90ºcon rodilla en

extensión. Principal limitación: tensión músculos isquiotibiales.

� Con rodilla en flex y en movim activo, h/120º(145ºen mov forzado)

� psoas ilíaco, sartorio, tensor de la fascia lata, cuádriceps, pectíneo y recto interno.

LA CADERA

Músculos extensores� Amplitud: Con rodilla flex,

h/10ºy de forma forzada h/20-30º. Con rodilla exten, 20ºactiva y h/30ºforzada.

� Glúteo mayor, bíceps crural, semimebranoso, semitendinoso.

� la debilidad isquiotibialpuede aplanar la C.Lumbar

LA CADERA

Músculos ABD� Amplitud: 90ºactiva y 180º

forzada� glúteos (m, med, M), tensor

de la fascia lata y piramidal.Músculos ADD

� Siempre combinada con la flexión y la extensión (h30º)

� pectíneo, aductores (M,m,Lg), recto interno, obturador externo.

LA CADERA

Músculos rotadores� Amplitud: Rot.Ext h/60ºy

Rot.Int h/30-40º� Rot.Ext: Piramidal, cuadrado

crural, obturador interno y externo, gémino.

� Rot.Int: Semimembranoso y semitendinoso, glúteo M y med.

� Desde el punto de vista mecánico es contradictoria:

– Tener estabilidad en extensión completa (donde soporta grandes cargas)

– Alcanzar gran movilidad por ser una pieza importante de la locomoción

Este problema se resuelve mediante mecanismos ingeniosos pero que la dejan vulnerable a las lesiones

LA RODILLA. Mecánica articular.

� Rodilla: cóndilos del fémur, cóndilos tibiales, dos meniscos y la rótula

� Todo movimiento de flexo-extensión se ejecuta gracias a la combinación de un movimiento de rotación transversal y de deslizamiento anteroposterior.

� Los ligamentos cruzados se oponen tanto a los movimientos de hiperflexión e hiperextensión. Son el factor de estabilidad anteroposterior más importante de la rodilla.


� La tensión de los ligamentos cruzados y laterales bloquea la rotación en extensión de la rodilla. El ligamento cruzado posterior limita la rotación interna.

� En extensión...la imposibilidad de hacer rotación da mayor estabilidad a la rodilla

� La posición de máxima capacidad funcional de la rodilla se da en la flexión de 15º. Se evita la relajación del cuadriceps y la distensión de los ligamentos posteriores y se descarga la rodilla.


EL TOBILLO. Mecánica articular.

� Sus movimientos no corresponden a los de una bisagra. Combina la flexión-extensión con pequeños movimientos de rotación.

INVERSIÓN: Aducción + supinación + extensión

EVERSIÓN:Abducción + pronación + flexión

� La situación más inestable del tobillo es en la máxima extensión.

Formado por: - Extremidad distal de la TIBIA.- Extremidad distal del PERONÉ.- ASTRÁGALO

Tibia y peroné presentan unos salientes (maleolos) que son muy importantes en la articulación con el astrágalo.


Ligamentos muy importantes para su estabilidad y funcionamiento.

– LIGAMENTO LATERAL EXTERNO:Ligam. cordonal formado por tres fascículos

independientes.a) Peroneoastragalino superior (Evita que el astrágalo se desplace

para delante)b) Peroneo calcaneo (Evita el mov de supinación)c) Peroneoastragalino posterior (Evita supinación del astrágalo)

– LIGAMENTO LATERAL INTERNO Lig. Acintado de forma triangular.


Mecánica funcional: El Pie

� Su construcción abovedada es la ideal para soportar fuerzas de presión y carga:

– El arco plantar interno evita que el arco sustentador externo se eleve, colocándose en pronación. Por su gran movilidad y fuerza de sus músculos se adapta a las irregularidades del terreno.

– El arco externo es un soporte corto, duro y resistente. Soporta grandes presiones y se opone a la supinación del pie.

Los arcos se aplanan durante la marcha y en bipedestación por el peso corporal, recuperando sus alturas tras el apoyo.

EL PIE. Mecánica funcional.

� Los ligamentos: soportan fuerzas bruscas y de corta duración. Cuando los esfuerzos se repiten, terminan por alargarse y ser insuficientes.

� El pie humano, al carecer de funciones prensiles, gana en funciones de sostén y locomoción.

� Posición más cómoda en bípedaestación: Talones separados entre sí 10-12cm y los pies con un ángulo de 30-40º.

� Se denomina el triángulo de sustentación.

EL PIE. Mecánica funcional.

TOBILLO Y PIE

Músculos ABD, ADD y rotadores� Movimientos gracias a la artic del pie� ABD-ADD de 35 a 45º(con pierna extendida >

h/90º)� Supinación de 50ºy pronación de 25-30º� articulaciones del pie forman un conjunto

indivisible unido por ligamentos cortos y potentes para soportar grandes tensiones.

TOBILLO Y PIE

Músculos flexores� Amplitud: 20ºactiva y 30ºforzada.� En la flexión profunda, hay un choque entre el astrágalo y la tibia.� Tibial anterior, peroneo anterior, extensor largo de los dedos y del

dedo gordo. Sus tendones pasan por delante del eje bimaleolar.

Músculos extensores� 30ºen mov activo y h/50ºayudado.� Gemelos, sóleo, tibial posterior y peroneo lateral (largo y corto)� Sus tendones pasan por detrás del eje bimaleolar.

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