Conceptos Fundamentales de Física Aplicados a la Biomecánica del Movimiento Humano

Para poder analizar los movimientos humanos, es preciso conocer algunos conceptos básicos de física que se aplican a la biomecánica.

Áreas de la Mecánica

La mecánica cubre dos áreas básicas:

• Estática: Estudia los cuerpos en reposo o equilibrio.
• Dinámica: Estudia los cuerpos en movimiento.

Ejemplo:

• Cinemática de la marcha: Describe los desplazamientos corporales en los tres planos de movimiento.
• Cinética de la marcha: Analiza las fuerzas (musculares, de gravedad, de reacción, etc.) necesarias para la propulsión del cuerpo y el control del desplazamiento.

Fuerza

En mecánica, la fuerza se define como un impulso o una tracción. Un objeto o cuerpo, para producir fuerza, debe siempre actuar sobre otro, y este reacciona como el cuerpo que lo está impulsando (principio de acción-reacción).

Las fuerzas pueden actuar entre cuerpos que no están en contacto entre sí. Ejemplos:

• Fuerza de atracción de la gravedad.
• Atracción o rechazo de partículas cargadas eléctricamente.
• Fuerza de atracción del núcleo que mantiene unido al átomo.

Fuerzas Internas y Externas

En mecánica, las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son tanto externas como internas.

• Fuerzas externas (cargas): Son ajenas a la estructura. Ejemplos: Fuerza de Gravedad, Resistencia del aire y del agua, Inercia, Fricción, Reacción del piso, etc.
• Fuerzas internas (tensiones): Son las que reaccionan a estas cargas. Se definen como la resistencia interna de un material que reacciona a una carga aplicada externamente.

Factores Característicos de una Fuerza

Una fuerza, ya sea una carga o una tensión, tiene cuatro factores característicos:

1. Magnitud: Cantidad (ej: Toneladas, tiempo, velocidad, Newton, etc.).
2. Línea de acción: La línea a lo largo de la cual actúa la fuerza. Por ejemplo, una fuerza que actúa hacia abajo sobre una mesa tiene un efecto diferente al de una fuerza que actúa sobre la misma mesa en dirección horizontal.
3. Dirección o sentido: No es lo mismo jalar que empujar.
4. Punto de aplicación: Es el punto en el cual la fuerza es aplicada.

Centro de Gravedad (C. de G.)

El Centro de Gravedad del cuerpo humano, al estar de pie, se encuentra dentro de la pelvis (aproximadamente a nivel de la segunda vértebra sacra, S2). Esto puede variar de una persona a otra según la edad, el sexo o la constitución física. También puede variar en una misma persona según la actividad (caminar, correr, sentarse). El C. de G. también se desplaza al agregar o quitar pesos de alguna parte del cuerpo.

• Hombre adulto: El C. de G. se ubica aproximadamente entre el 56% y el 57% de su altura total a partir del suelo.
• Mujer adulta: El C. de G. es un poco más bajo, alrededor del 55% de su altura.
• Niños y adolescentes: El C. de G. es más alto que el de los adultos porque la cabeza y el tórax son desproporcionadamente grandes en comparación con las extremidades inferiores (MMII). En general, cuanto más joven es el niño, más alto se encuentra su C. de G. y menor es su estabilidad.