Biomecánica

En esta Unidad se estudiarán los factores mecánicos que actúan sobre el organismo, tanto para la ejecución de un movimiento, como su influencia directa o indirecta sobre el cuerpo humano.

Antes de adentrarnos en estos estudios, debemos definir el significado y origen de la Kinesiología y la Kinesiterapia, términos que utilizaremos constantemente para definir la actividad humana y el modo terapéutico de corrección de las secuelas dejadas por las afecciones neurológicas, ortopédicas, traumáticas que generan la aparición de un defecto o deficiencia funcional que limita considerablemente las capacidades físicas, psíquicas o funcionales convirtiendo a aquella persona considerada normal en una persona limitada o discapacitada.

La palabra Kinesiología proviene de dos vocablos griegos, (Kinein) significa movimiento y (logo) tratado o estudio.Por definición, Kinesiología es la Ciencia que estudia el movimiento y Kinesiterapia es el uso del movimiento con fines curativos y para ello, la misma se nutre de diversos métodos, desde el ejercicio pasivo, hasta las técnicas de aplicación de resistencia con o sin equipos mecánicos. Incluye en su campo el uso de la gimnasia, el deporte, los ejercicios Yoga y muchas otras modalidades donde la acción individual a través de la actividad física logra uno o varios objetivos preconcebidos para mejorar la salud o el estado físico de una persona.

 La Kinesiología es una Ciencia que utiliza como fuentes para su desarrollo, los conocimientos de la Anatomía, la Biomecánica, la Neurología y la Fisiología.

Datos históricos: La movilización terapéutica tiene sus antecedentes históricos en la práctica de ejercicios gimnásticos en las civilizaciones Egipcias, Asirias y otras en las que se encuentra la práctica empírica de masajes y ejercicios como prácticas semi-mágicas, para la curación de enfermedades y la lucha contra espíritus malignos.

200 años a. d. Nuestra era, en la China, se  practicaba una   serie de   movimientos  y  posiciones de carácter mágico, recopilados con el nombre de Kong-Fou, ordenados por los sacerdotes para el alivio del dolor y de algunas enfermedades.

La palabra gimnasia en griego significa desnudo siendo de capital importancia el deporte y fueron muy celebres sus Olimpiadas. En los escritos de Hipócrates se observa con frecuencia la palabra ejercicio por considerarlo de gran importancia para el fortalecimiento de los músculos débiles.

Los romanos otorgan gran importancia a los ejercicios físicos y son practicados antes y después del baño. Celso orienta la práctica del ejercicio para los casos de hemiplejía y otros tipos de parálisis. El primer autor que publica un tratado sobre la movilización es un médico español llamado Cristóbal Méndez en la época del renacimiento, en 1553 se denomina “Libro del Exercicio”.

Jerónimo Mercurialis, médico del emperador Maximiliano II, que se considera el precursor de la educación física moderna, por las correctas observaciones que realizó sobre los ejercicios y sus efectos en el organismo en la obra que publicara en 1573, “De arte gimnástica”. El capitán Valenciano Francisco Amorós, a principios del siglo XIX difundió por toda Europa sus métodos de gimnasia, publicando su  “Tratado de Educación Física y Moral”.En 1840, Liedretchk y Georgi, publican “Los Fundamentos Generales de la Gimnasia. Ling (de origen sueco), sentando las bases de su método terapéutico en la Fisiología y la Anatomía, logra por primera vez dar un carácter científico a los ejercicios, alcanzando la sistematización de los mismos con el fin de mejorar la postura. Para ello utiliza la fuerza de la musculatura en puntos específicos.

Por el desarrollo de su método científico Ling propone agrupar los ejercicios gimnáticos de la forma siguiente:

-          Gimnasia médica

-          Gimnasia estética

-          Gimnasia pedagógica

-          Gimnasia militar

Este método por su variada gama de ejercicios, permite su aplicación a todas las personas, desde los niños hasta los ancianos, los débiles y los fuertes, los sanos y los enfermos y es denominado como “Gimnasia Sueca”

En la actualidad la práctica del ejercicio como método en la rehabilitación de pacientes está difundida en todo el mundo y son muchos los investigadores que entregan sus conocimientos en beneficio de estas técnicas actualizándolas con los nuevos descubrimientos y avances de la medicina moderna.

Principios mecánicos.

1.-Fuerza: Es la acción que altera o modifica el estado de reposo de un cuerpo al actuar sobre éste.

Los elementos que conforman la fuerza son:

a)  Intensidad de la fuerza, que puede representarse en cualquier medida, bien en kilogramos o gráficamente, cuando se representan flechas de diferentes longitudes.

b)  Sentido. Se refiere a la dirección en que esta fuerza se traslada o transmite, generalmente se señala dibujando la punta de una saeta.

c)  Punto de aplicación de la fuerza, que se expresa señalando la cola de la saeta.

Las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, pueden ser muy diversas y pueden originarse en el interior de un cuerpo o fuera de éste y se pueden definir como fuerzas simples o combinadas. Se considera una fuerza simple a la acción  ejercida por el empuje de una energía determinada con una intensidad definida sobre  cualquier punto de un cuerpo. Cuando una fuerza simple o combinada ejerce su energía sobre un punto de un cuerpo en el mismo sentido, el cuerpo se desplaza y si la energía es simple, el desplazamiento es equivalente a la intensidad de la misma; pero cuando se utilizan dos fuerzas combinadas sobre un mismo punto de un cuerpo, en la misma dirección, el desplazamiento será igual a la suma de las dos fuerzas.

Si se aplican dos fuerzas iguales sobre un cuerpo, pero en sentido contrario, el mismo se considera que está en equilibrio. Si una de ellas es mayor a la otra, entonces el cuerpo se desplazará en sentido de la mayor, suscitando un movimiento. 

Para considerar que el hombre está en equilibrio estático, debemos comprender que las fuerzas que actúan sobre su cuerpo son en sentidos diferentes, pero que se corresponden en sus intensidades. El hombre está sujeto a la acción de fuerzas internas y externas, las fuerzas internas son reconocidas como la capacidad que tienen los músculos para generar tensión.

2-Tensión: Es un sistema de fuerzas que tienden a separar las partes del cuerpo combinadas con fuerzas iguales y opuestas que contribuyan a mantener la unión de las partes y la misma se mide en kilogramos.

3- Mecánica de la posición:

Gravedad: Es la fuerza mediante la cual todos los cuerpos son atraídos hacia la tierra. Newton, a través de sus experimentos y observaciones, llegó a la conclusión de que existía una fuerza de atracción entre todos los objetos materiales y que la intensidad de esta atracción era proporcional a la distancia entre ellos. La atracción de la gravedad de la tierra se dirige hacia su centro y la fuerza de gravedad, actúa correctamente sobre el cuerpo humano y si no se le opone otra fuerza, el cuerpo cae al suelo.

Los efectos de la fuerza de gravedad sobre el hombre, se pueden compensar empleando una fuerza igual y de sentido opuesto, como por ejemplo, la acción de flotación en el agua o la contracción muscular estática. Sin embargo, si la gravedad se contrarresta con una fuerza de mayor intensidad, el movimiento se produciría en el sentido de esta fuerza.

La gravedad actúa sobre el equilibrio humano y está presente en todos sus movimientos. La misma puede ejercer una acción de ayuda al movimiento o de oposición a la realización del mismo, dependiendo, de la forma en que se ejecute el movimiento, si es en su sentido o sentido contrario.

4- Centro de Gravedad: Línea de Gravedad. La gravedad ejerce su acción sobre el cuerpo humano y sobre cada segmento corporal en forma independiente lo que origina un centro de gravedad para la totalidad del cuerpo y otro para cada uno de sus segmentos.

El centro de gravedad del hombre,  condicionado por el peso, la talla y la morfología y el cambio en la actitud o el movimiento hace que su posición sea variable. Está situado normalmente, en la pelvis menor por encima de la línea que une las dos cabezas femorales y a la misma altura que el borde superior de la tercera vértebra sacra.

Para tener una orientación a fin de la localización del centro de gravedad de una persona, podemos decir, que el mismo se encuentra a una distancia aproximada del suelo hasta el 66 porciento de su talla. Para localizar el  centro de gravedad de cada segmento del cuerpo humano puede realizarse mediante las reglas de Braunne y Fischer por la que el centro de gravedad de un segmento se localiza en el eje longitudinal que pasa por los puntos medios de las articulaciones proximal y distal de este segmento, estando siempre más cerca de la extremidad proximal, dividiendo al eje en dos partes desiguales, una proximal y otra distal, siendo la proximal 4/9 y la distal 5/9.

5-Línea de Gravedad: Es una línea vertical con relación al centro de gravedad, cuando el cuerpo humano se halla en bipedestación, la línea de gravedad trazada a través del cuerpo de la segunda vértebra sacra, se extiende desde el vértice de la cabeza hasta un punto situado entre los pies al nivel de las articulaciones tarcianas transversas. La relación de las estructuras del cuerpo respecto a esta línea, está sometida a considerables variaciones según las diferencias individuales de postura y constitución anatómica.

En términos generales, se admite que, cuando la postura es correcta, la línea pasa a través de las vértebras cervicales y lumbares medias y por delante de las vértebras dorsales.

El oído externo y el vértice del hombro se hallan en el mismo plano frontal y por fuera de esta línea, mientras que el eje central de la rodilla y de las articulaciones de los tobillos se hallan situados en un plano postero-externo.

6-Base de Sustentación: La base, referida a un cuerpo rígido, es la zona en la que éste se apoya.  En el caso del cubo, la cara sobre la que se apoya, es la base, mientras que la base en una silla, puede considerarse como la zona delimitada por las líneas que unen sus patas.

En la posición supina, la base del cuerpo está formada por toda la superficie posterior; en bipedestación, con las piernas separadas, la base corresponde a toda la superficie comprendida entre los bordes externos de los pies.

Considerando lo anteriormente expuesto, la actitud normal, erecta, del hombre es una posición vecina del equilibrio estable, que pide pocos esfuerzos musculares. El equilibrio es mantenido por las acciones ligamentosas dirigidas y ayudadas por simples contracciones, pues han sido abandonados los viejos conceptos del mantenimiento del esqueleto en la posición vertical por las contracciones musculares.

El hombre en posición erguida, de pie, descansa sobre el suelo por una base de forma variable llamada polígono de sustentación, que se presenta en forma de figura geométrica determinada por la posición de los pies. Cada cambio de esta posición produce variación en la forma y superficie del polígono de sustentación.

Resaltan pues dos factores fundamentales en el estudio de la estática del organismo normal:   la posición del centro de gravedad y el polígono de sustentación formado por los pies.

Para que el cuerpo humano alcance su equilibrio perfecto, es necesario que la línea de gravedad se encuentre en el centro de la base de sustentación, precisamente en el punto que se halle equidistante de cualquier punto del borde de la misma, es decir, que al mirar la base de sustentación, de cualquiera de sus lados, esta línea mantenga la misma distancia. De este criterio se deduce que: al ampliar la base de sustentación en sus dimensiones, el equilibrio será más estable, lo que podemos lograr en el hombre, con solo orientarle que abra sus piernas, aunque esto conlleva la posibilidad de ejercer presiones inadecuadas sobre las articulaciones, lo que podría implicar daños en  sus estructuras extrínsecas. También pueden provocarse tensiones sobre los músculos y los ligamentos que pueden perjudicar el trabajo de los mismos.

Otro elemento de gran importancia es que, si el centro de gravedad se encuentra cercano a la base de sustentación, el equilibrio mejora substancialmente, por lo que al estudiar los factores que influyen en  la postura o la posición se han de tener muy presente, la base de sustentación, el centro de gravedad y la línea de gravedad, pues son los que inciden directamente proporcional la estado de equilibrio y sobre todo al mayor o menor esfuerzo del trabajo muscular y ligamentoso.

7- Inercia: La misma tiene la responsabilidad de permitir que un cuerpo en reposo se mantenga indefinidamente en dicho estado, así como a un  cuerpo en movimiento le garantiza también esta situación.De acuerdo a la presente definición se pueden considerar dos tipos de inercia, la de reposo y la de movimiento.

Cuando tratamos de realizar un movimiento, lo primero que hay que vencer, es la inercia que en este caso sería la relativa al mantenimiento del estado de reposo del cuerpo o de un segmento del mismo, lo que sucede también cuando tratamos de frenar el movimiento del cuerpo o de una parte de este. La inercia se manifiesta también, cuando queremos vencer una resistencia o al querer variar la dirección de un determinado movimiento. En este último ejemplo, al tratar de frenar el movimiento, se vence la inercia del movimiento y al iniciar otro movimiento en sentido contrario, se vence la inercia de reposo. Cuando realizamos movimientos pendulares, la inercia ayuda a que este movimiento se realice sin interrupción, es decir facilita la consecución del movimiento.

La inercia adquiere gran importancia en kinesiterapia, pues los músculos débiles pueden alcanzar cierta fuerza con el empleo de los ejercicios pendulares ya que al aplicar cierta ayuda inicial a estos ejercicios, el paciente puede repetir ininterrumpidamente el mismo.

Cuando queremos vencer la acción de la inercia de inmovilidad, cuya acción se manifiesta en forma concéntrica y vertical, debemos ejercer una fuerza que actué de forma excéntrica, elevadora y también que contenga elementos extensores.

Cuando hablamos de inercia de movimiento, nos referimos a una acción que actúa en todas direcciones y de forma excéntrica y si queremos eliminar su acción, es preciso realizar una fuerza opuesta al movimiento y que actúe concéntricamente. La inercia de movimiento actúa excéntricamente y en todas direcciones;  para vencerla se necesita una acción motriz concéntrica y en una dirección diametralmente opuesta.