Prof. Edgar Lopategui Corsino
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         Análisis estructural-funcional concerniente al sistema óseo-muscular y articular, y de los factores biomecánicos que afectan el movimiento humano. Incluye el estudio de la kinesiología mecánica en el ejercicio y destrezas deportivas.  Provee experiencias de laboratorio.      

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Biomecánica: La aplicación de los principios y leyes de la mecánica para el estudio de la estructura y función de los sistemas biológicos vivos, en especial  el cuerpo humano y sus movimentos (Flanagan, 2019., p. 2; (Richards, 2018, p. xiv).  También, esta ciencia se dedica a evaluar y analizar las fuerzas y sus efectos en los sere vivos (Grimshaw, Cole, Burden, & Fowler, 2019, p. A1).  Una definición clásica de la biomecánica consiste en la ciencia orientada a estudiar las fuerzas internas y externas que actuan sobre el organismo humano (Hay, 1985, p. 2).

 

Cinemática: Estudia los patrones y leyes de la mecánica propios en los movimientos corporales, de sus segmentos o de los implementos deportivos.  No toma en consideración las fuerzas que provocan estas accciones.

Cinética: Estudia las fuerzas que ocsasionan los movimientos del cuerpo humano, como un todo o de sus segmentoso.  También incluye las fuerzas que causan el movimientos de los implementos y equipos que emplean los deportistas o los individuos que entrenan.

Desplazamiento angular: La localización de un punto dado, definido por su distancia (radio, o r) desde el origen y el ángulo (identificado por le letra griega de theta, (o Θ) entre el eje de referencia seleccionado y la línea formada al conectar el punto de origen dado (McLester & St (2020, p. 439).

Masa: La cantidad de materia que contiene un objeto (Hall, 2019, capítulo 3)

Mecánica: Ciencia que estudia las fuerza y sus consecuencias (Flanagan, 2019., p. 2)

Movimiento: El movimiento se explica por la naturaleza de su cambio en posición (McGinnis, 2013, p. 52).

Peso: La cantidad de la fuerza gravitacional ejercida sobre un cuerpo (Hall, 2019, capítulo 3).

Velocidad angular: La proporción (razón o tasa) del vector del movimiento angular, o la proporción (razón o tasa) del movimiento angular en una dirección específica (McLester & St, 2020, p. 439)

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        La descripción de las diversas posiciones que puede asumir el cuerpo humano y el tipo de movimiento que sea capaz ejecutar en el espacio y en un tiempo dado, define la ciencia de la cinemática .  EL movimiento se refiere a un cambio en posición, utilizando como referencia a otro cuerpo, un punto fijo u otros.  El cambio de posición se manifiesta en el contextp de  los marcos de referencia espacial (relativo a los puntos en el espacio) y temporal (relativo a intérvalos de tiempo).  Lo anterior implica que el movimiento depende de estos marcos de referencia (espacio y tiempo) para poder ser definidos o descritos (Houglum  & Bertoti, 2012, .pp. 4-5; McLester & St, 2020, p. 43).  Como resultado, emerge el concepto de movimiento relativo, es decir, el movimiento de un objeto, o cuerpo, con respecto a un marco de referencia.

DESPLAZAMIENTO

        El desplazamiento representa una distancia a lo largo de un l;ínea recta a partir de una dirección específica, desde una posición inicial hasta una posición final (McGinnis, 2013, p. 57).  El cambio en posición de un cuerpo (su desplazamiento) se detona con el simbolo griego delta (▲) seguido de la p de posición.   Este movimiento del cuerpo se lleva a cabo dentro de un espacio (distancia) o intervalo de tiempo.  La distancia indica cuán lejos ha recorrido el cuerpo.  Por su parte, La magnitud implica cuán grande es el cambio.  Un mayor cambio de posición del cuerpo implica una flecha más larga, es decir un número mayor.  Matemáticamente, el cambio en posición se descibe como (Flanagan, 2019, p. 17):

TIPOS DE MOVIMIENTO

        Los movimientos se pueden describir como traslación, rotación y general (la combinación de movimientos traslatorios con rotatorios).  La traslación representan movimientos que se evidencian de forma horizontal (a lo largo del ejje-de-x), vertical (a través del eje-de-y) o bajo la dimensión de profundidad  (eje-de-z).  Esta acción ocurre de manera simultalnea (los puntos se mueven en grupo o juntos), es decir, un solo punto (ejemplo: el centro de gravedad),  También,  el movimiento traslatorio de un objeto, o cuerpo, siempre se manifiesta hacia la misma direcciónn y distancia, en referencia al marco de referencia.  Cuando un movimiento traslatorio sigue una línea recta, se define como traslación rectilinea.  El desplazamiento  linear (d) se describe en medidas internaciomales de distancia, como lo son los milímetros, centímetros, metros y kilómetros.  En otro caso, si el movimiento traslatorio  ocurre a lo largo de un patrón curvo (o arco), éste se define como traslación curvilínea (McLester & St, 2020, pp. 43-44).

        Cuando el movimiento se instaura a través de un patrón circular. o rotatorio, éste de describe como un movimiento angular. Todo movimiento angular ocurre alrededor de un eje fijo. Bajo este escenario, el desplazamiento se observa a través de un arco de movimiento medido en ángulos, es decir, desplazamiento angular (theta o Θ).  Por lo tanto, las medidas se establecen como grados o radianes.  El radio de rotación (diatncia del segmento que rota desde su eje de rotación) determina cada punto en el segmento rotatorio, de manera que cada desplazamiento angular varía (McLester & St, 2020, p. 44).

        En resumen, el movimiento puede ser descrito como lineal o rectilineo (en línea recta), curvilineo  o angular (rotatorio) (McLester & St, 2020, pp.43-44).  Los movimiento angulares que acontecen en las articulaciones móviles (o sinoviales).  Dependiendo del tipo de articulación y la cantidad de ejes que posee y planos que rebasan de manera palalela, se establece cierto grado de libertad de movimiento angular para cada uno de esta articulaciones.  El planteamiento anterior dfice lo que son los grados de libertad.  Por ejemplo, la articulación humeroulnat se clasifica como ginglimo o uni axial.  Consecuentemenet, esta articulación solo posee un grado de libertan, dado que cuenta con un eje y un plano.  Por el otro lado, las articulaciones enartrosis poseen tres grados de libertad, dado que cuentan con tres ejer y tres planos.  Se infiere pues, aquellas partes del cuerpo donde se puedan sumar los grados de libertad  a partit de dos o mas articulaciones,  poseen el potencial de acumular una mayor cantidad de grados de libertad, lo que se traduce en traslaciones y movimientos curvilineos suaves del cuerpo (Houglum & Bertoti, 2012, p. 16). .

        Un enfoque para describir el movimento de los sistemas estudiados, es instaurar que el cuerpo humano posee múltiples segmentos conectados unos a otros, a partir de enlaces, desde sus articulaciones.  Como resultado, se crea una cadena cinética, conectada a estructuras rígidas sobre la cual se pueden aplicar vectores de fuerza.  Estos enlaces actuan de manera sinergista, dado el el movimiento en un enlace, o segmento, afecta la transferencia de la fuerza al otro (McLester & St, 2020, p. 49).

        Paralelo a lo discutido en el parrafo anterior, el organismo humano se encuentra constituido de diversas estructuras y segmentos.  Consecuentemente, la anatomía del cuerpo se transforma en una cadena cinética compleja durante las actividades deportivas, la práctica de ejercicios físicos, los esfuerzos físico cotidianos y la vida laboral u ocupacional.  Lo previo describe el concepto de cadena cinética funcional.  Cuando algunos de los componentes segmentales de la cadena cinética se encuentran en apoyo a una superficie sólida, se establece que su movimiento es de tipo cerrado (movimientos de cadena cinética cerrada).  En las cadenas cinéticas cerrada, cada segmento se asiste mutuamente, es decir, cooperan con el movimiento.  Por el contrario, si el segmento distal que se mueve se encuentra libre (abierto) y sin apoyo, esto define a una cadena cinética abierta (movimientos de cadena cinética abierta). En una cadena cinetica abierta, los segmentos involucrados no se ayudan unos a otros (Houglum & Bertoti, 2012, pp. 16-17; McLester & St, 2020, pp. 49-51).

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        Se vive en un ambiente donde en todo instante emerge el fenómeno físico de la fuerza, particularmente en los escenarios deportivos y en los sistema conducentes al entrenamiento físico y deportivo.  Consecuentemente, la fuerza constituye un concepto de importancia suprema en el campo de la biomecánica.  Las fuerzas pueden estudiarse de forma separadas, combinadas y se pueden manipular.  La fuerza se puede definir como un empuje (push) o tirón (pull).  La fuerza puede ser considerada como una forma existente en la física que tiende a producir el movimiento, detener el movimiento o cambiar su dirección.  Cuando se evidencia la acción de un movimiento, se posibilita que la masa (m) acelere, a causa de una fuerza.  La relación se describre en la ecuación F = ma.   La sigla F equivale a fueza, la variable m se refiere a la masa del objeto (o cuerpo) y la letra "a" alude a la aceleración (positiva o negativa) del objeto.  Si se reestructructura la formula previa, es posible llegar a la ecuación: a = F/m.  Esta fórmula representa la Segunda Ley de Movimiento de Newton de o la Ley de Aceleración.  La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza aplicada e inversamente proporcional a su masa (LeVeau, B. 2011, p. 2) .

        La fuerza es una cantidad vectorial (posee magnitud y dirección) . Para definir la fuerza, ésta debe ser descrita a base de cuatro características, que son: 1) punto de aplicación de la fuerza, 2) línea de aplicación (o acción) de la fuerza, 3) dirección del tirón o empuje y 4) magnitud de la fuerza.  Siempre la fuerza posse un un punto de aplicación.  Algunos ejemplos de puntos de aplicación de la fuerza son 1) el contacto entre huesos y articulaciones, 2) las uniones de los músculos a los huesos, 3) el centro de masa de una extremidad y 4) el punto de contacto de una macuerna (dumbell).  Las fuerzas actúan a lo largo de una línea de aplicación, pero esta línea puede estar dirigida por una polea fija.  La terecra característica de la fuerza es la dirección de su tirón o empujón.  La fuerza de gravedad, por ejemplo, provee una dirección hacia abajo sobre el cuerpo humano.  La magnitud, la cual es una cantidad de la fuerza, es la cuarta característica de la fuerza. Todas estas características de la fuerza deben ser consideradas cuando se analizan las acciones de esfuerzo o tracciones durante el movimiento humano. Las unidades de medida para la fuerza son el Newton (N), o libra (LeVeau, B. 2011, p-. 2-3), aunque la unidad preferida son los Newtons, por ser una de carácter internacional (Richards, 2018, p.12).

TIPOS DE FUERZA

        Existen varios tipos de fuerza.  Las fuerza que atañen al campo de la salud y movimiento humano son las gravitacionales, de contacto, friccionales, musculares, de inercia, elástica boyante y electromagnética (LeVeau, B. 2011, p-. 2-3).

LAS LEYES DE MOVIMIENTO DE NEWTON

Primera Ley de Newton (Principio de Inercia)

        En su primera ley, Newton postula que un objeto, o cuerpo, bajo un estado de reposo, siempre habrá de permaner tal margen de circusntancia.  También, en caso que este objeto, o cuerpo, inicie un movimiento a una velocidad constante, éste se mantendrá en tal uniformidad, siempre que no sea afectado por una fuerza externa.  Lo anterior describe el concepto de inercia.  La inercia alude a la resistencia de un objeto para iniciar un movimiento, desde su estado en reposo.  Ahora bien, una vez el objeto se encuentre en movimiento, éste manifiesta cierta oposición para denenerse.  Se infiere, pues, que la masa de un cuerpo instituye una medida de su inercia qu, como se mencionó, es la resistencia de comenzar a mversis, si ya estaba en reposo; también, su resistencia [ara cambiar su velocidad o dirección, si ya se encontraba moviendise.  Consecuentemente entre más grande sea la masa del cuerpo, mayor será su inercia.  Lo anterior significa que se habrá de requerir una mayor fuerza para mover esta masa o cambiar la forma en que se mueve.  La mencionada ley de Newton no considera la posible presencia de fuerzas de fricción, asunto más adelante será dicutido (Richards, 2018, p. 12; Watkins, 2018, p. 3) .

Segunda Ley de Newton (Ley de Aceleración)     

        La segunda ley de Newton fue descrita previamente.  Retomando su definicion, la señalada ley indica que un movimiento principiado por un objeto, o cuerpo, se posibilita que la masa (m) de este objeto acelere (a), a raíz de la infuencia de una Fuerza (F) externa.  El concepto aceleración puede ser visualizado como una proporción en el cambio de la velocidad de forma positiva (+) o negativo (-).  La aceleración siempre es positiva, mientras que la descaceleración es negativa (Richards, 2018, p. 12).  Cualquier punto con una fuerza neta que no sea equivalente a cero, habra de experimentar una tasa de cambio en su  velocidad (aceleración), en la dirección a la fuerza aplicada (Turner & Kahlon, 2018).  En acorde como se describió arriba, la fómula para la segunda ley de Newton se expone como sigue :

Tercera Ley de Newton (Acción-Reacción)     

        En la tercera le de Newton, se postula que para toda acción (o fuerza) que ejerce un objeto, o cuerpo, hacia una dirección específica, siempre habrá una reacción de igual mannitud que la original, pero en la dirección opuesta.  Por ejemplo, si un velocista ejerce una fuerza contra los bloques de salida, se deberá experimentar una fuerza impulsora de la misma magnitud a la aplicada a los bloques, pero en sentido contrario.  Esto también se conoce como fuerza de reacción de suelo (o ground reaction force, abreviado GRF) (Richards, 2018, p. 13).

MASA Y PESO

        Existe un uso inapropiado de los conceptos de masa y peso (o weight, en inglés).  La cantidad de materia que posee un objeto se conoce como masa.  En el caso del ser humano, la masa representa la cantidad de átomos que comprende al cuerpo.  En el planeta tierra, la masa no cambia, a menos que un individuo se encuentre bajo un régimen dietético adelgazante, lo que podría disminuir la cantidad de materia en el cuerpo humano.  Por su parte, el peso representa aquella fuerza de atracción que ejerce el centro de la tierra contra la masa de un objeto, o cuerpo.  La fuerza de atracción alude a la aceleración de la fuerza de gravedad.  La unidad de medida para la aceleración de la gravedad represnata una variable constante, que es -9.8 m/s².  El signo negativo significa que esta accción se dirige hacia abajo, o hacia en centro de la tierra.   Por lo tanto, en este caso, la fuerza depende de la masa y de esta fuerza de gravedad.   Fraseado de otra manera, el peso consiste de la magnitud que ejerce la aceleración de la fuerza de gravedad sobre la masa de un objeto o cuerpo, lo cual se puede exponer como (Hall, 2019, capítulo 3; Richards, 2018, p. 13):

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