Biomecánica básica. Pedro Perez Soriano
bajas, que muchas veces serán las del propio peso corporal. En el SI se mide en vatios (W). Se pueden hacer medidas de potencia en diferentes test, como por ejemplo de salto, pedaleo, subir escalones o remo. En la batida de un test de salto único se obtienen los mayores valores de potencia medidos en el hombre. Algunos atletas de pruebas explosivas llegan a sobrepasar un pico de potencia de 9.000 W en un salto con contramovimiento.
3.8. Área, volumen, densidad, peso específico y flujo
El área es la superficie (S) y se usa, por ejemplo, en biomecánica deportiva, para conocer la mayor o menor zona de contacto entre el pie y el suelo en un apoyo plantar, en la llamada área de apoyo de la huella plantar. También se usa para conocer la mayor o menor superficie de un ciclista o de un nadador que choca contra el fluido (aire en el primer caso y agua en el segundo) en lo que se llama área frontal de choque. En el SI, las áreas se miden en metros cuadrados (m2). En los ejemplos anteriores, cuanto mayor sea el área de choque, tanta más resistencia frontal al avance tendrá el deportista. Por ejemplo, sobre una bicicleta de montaña y con el tronco erguido se puede tener un área frontal de choque en torno a 0,5 m2, mientras que para la misma persona sobre una bicicleta de carreras, usando componentes aerodinámicos (casco y manillar) el área frontal de choque puede bajar hasta 0,35 m2.
Figura 10. La gráfica (trazo negro) muestra la evolución del desplazamiento del centro de gravedad durante la batida de un salto vertical con contramovimiento (CMJ) en relación con la fuerza de reacción recibida del suelo. Las áreas que limita la gráfica son trabajo desarrollado, una parte debido al peso corporal (WBW) y otra por las fuerzas de reacción recibidas (WGRF).
El volumen (V) es el espacio, en tres dimensiones, que ocupa un cuerpo. En el SI se mide en m3. Mediante equipos usados en medicina para el diagnóstico por imágenes, como la resonancia magnética, se pueden recoger diferentes áreas de cortes a diferente nivel en un vientre muscular, y posteriormente, a partir de ellos, hallar, con la ayuda de programas informáticos, el volumen muscular de dicho vientre.
La densidad (ρ) es la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo (ρ = m/V). Se usa, por ejemplo, para calcular la flotabilidad de una persona. En el SI se mide en kg/m3. Como el agua pura tiene una densidad de 1.000 kg/m3, si un cuerpo tiene una densidad igual, flotará sumergido, y si la tiene menor, flotará con una parte de él emergida. Si se multiplica la densidad por la aceleración de la gravedad, se obtiene una magnitud derivada llamada peso específico, que en el SI se mide en N/m3. Al hacer cálculos de flotabilidad, un peso específico de 0,87 N/m3 implica que el 87% del volumen del cuerpo quedará sumergido y el 13% emergido.
El flujo (Q) es el volumen de un fluido que circula por unidad de tiempo (Q = S.v), por ejemplo el volumen de sangre que circula por la aorta o por los capilares en cada unidad de tiempo. A medida que nos alejamos del corazón, los conductos por donde circula la sangre, empezando por la aorta, se van dividiendo cada vez más. Así, si vamos sumando la sección de todos ellos, ésta va aumentando a medida que nos alejamos del corazón y este aumento provoca que la velocidad de circulación vaya disminuyendo y con ella el flujo. En el SI el flujo se mide en m3/s.
3.9. Frecuencia
La frecuencia cuenta el número de veces que se hace algo por la unidad de tiempo. Por ejemplo, el número de pasos por cada segundo que se dan cuando se camina, el número de fotogramas en cada segundo que se están recogiendo en una grabación de vídeo o el número de veces que se miden en cada segundo las presiones plantares. La unidad de medida que se usa en el SI son los hercios (Hz).
4. ¿CÓMO USAR LOS SÍMBOLOS DE LAS UNIDADES DE MEDIDA?
Hay una serie de normas, consensuadas internacionalmente por los países que adoptan el SI, que hemos de tener en cuenta al usar los símbolos de las unidades de medida, que a continuación se detallan.
La abreviación de los símbolos está delimitada en el SI y no se puede cambiar. Por ejemplo, la abreviación de segundo(s) es s (no sg ni sec, ni seg).
Las abreviaciones de las unidades siempre son caracteres sin cursiva, y no van seguidas de punto salvo que se utilicen a final de una frase.
En un texto no pueden combinarse los símbolos y los nombres de las unidades. Hay que adoptar un criterio uniforme.
Cuando se usa más de una letra, éstas van seguidas sin espacio, como por ejemplo al escribir kg.
Los símbolos de abreviación de las unidades se usan a continuación de una magnitud. Si no se da una magnitud, se pueden expresar las unidades con su nombre, que puede variar en diferentes países.
Siempre hay que conservar un espacio entre la magnitud, y el símbolo, como, por ejemplo, al escribir 5 s. Solamente en casos especiales, como el símbolo de los grados o el de porcentajes, se colocan a continuación de la magnitud, sin espacio. Por ejemplo, un ángulo de 90º o un porcentaje del 45%.
Los símbolos no cambian en plural; no se añade una s.
Las magnitudes fundamentales siempre tienen nombre propio y su correspondiente abreviación, como por ejemplo 8 m. Algunas de las magnitudes derivadas también tienen un nombre propio, como por ejemplo 75 W. Pero otras magnitudes derivadas no lo tienen, como por ejemplo la unidad usada para medir el momento de giro o la usada para medir la velocidad. En estos casos se utilizan las unidades fundamentales presentes en la ecuación con la que se obtiene la magnitud derivada, con los símbolos matemáticos de las operaciones que hay que realizar. Así, la abreviación de la unidad de medida del momento de giro en el SI es el N.m, pero no el Nm. En el caso de la velocidad, la unidad de medida es el m/s, que equivale al m.s-1. En el caso de la aceleración sería el m/s2 ó m.s-2, pero no el m/s/s, ya que no se permite usar más de una barra de división en horizontal, salvo que se usen paréntesis, para evitar confusiones.
5. MAGNITUDES ESCALARES Y MAGNITUDES VECTORIALES
Para expresar algunas magnitudes basta con dar un número; a éstas se las llama magnitudes escalares. En cambio, para expresar otras magnitudes, necesitamos dar, además del número (que se llamará módulo), un punto de aplicación, una dirección y un sentido. A estas otras se las llama magnitudes vectoriales y se representan gráficamente mediante una línea o cuerpo (que marca la dirección), una flecha o cabeza (que marca el sentido) y en el extremo contrario a la flecha una pequeña línea perpendicular a la dirección o cola (que marca el punto de aplicación). Algunas magnitudes son ya de por sí escalares, como por ejemplo la densidad, pero otras pueden darse como escalares o vectoriales. Estas últimas pueden reflejarse como el módulo de tal magnitud y entonces sabremos que se considera como escalar (expresando la abreviación de la magnitud en cursiva), y en otros casos se usa un nombre propio diferente, según nos refiramos a escalar o a vectorial. Tal es el caso de la distancia (escalar) y el recorrido (vectorial), o también de la rapidez (speed en inglés, escalar) y la velocidad (velocity en inglés, vectorial), o también de la producción o cantidad de fuerza (strength en inglés, escalar) y de la fuerza (force en inglés, vectorial).
Las magnitudes vectoriales que más se usan en biomecánica son las fuerzas. Éstas se estudian tanto internamente, como por ejemplo las generadas en el sistema musculoesquelético, como externamente, como por ejemplo las que recibimos del suelo (fuerzas de reacción) cuando lo pisamos mientras corremos. Cuando se hacen cálculos con las magnitudes vectoriales no basta con dar un resultado numérico (del módulo resultante) sino que también hay que dar un resultado gráfico; es decir, hay que calcular el vector resultante (figura