Biomecánica básica. Pedro Perez Soriano
C., Moes, R., Deviterne, D., Perrin, P. (1998) Postural adaptations during specific combative sport movements. Science and Sports 13(2) 64-74.
Vuillerme, N., Burdet, C., Isableu, B., Demetz, S. (2006) The magnitude of the effect of calf muscles fatigue on postural control during bipedal quiet standing with vision depends on the eye-visual target distance. Gait and Posture 24(2) 169-72.
PARA SABER MÁS
Dinascan-IBV. http://www.ibv.org/index.php/es/productos/aplicaciones-biomecanicas-
Gianikellis, K., Maynar, M. (1998) Fundamentos biomecánicos de la estabilometría y su aplicación en diferentes modalidades de los deportes de precisión. Biomecánica 6 (10) 37–44.
Gutiérrez, M. (1999) Biomecánica deportiva. Madrid, Síntesis.
IBV (2003). Posturografía ¿algo se mueve? Revista de Biomecánica. Ed. Instituto de Biomecánica de Valencia (monográfico). http://libreria.ibv.org/AdaptingShop/usuario/productos/fichaproducto2.asp?id-Producto=41&acc=ver
López Elvira, J.L. (2008) Control y análisis del equilibrio y la estabilidad en la actividad física y el deporte. En: Izquierdo, M. (Coord.). Biomecánica y bases neuromusculares de la actividad física y el deporte. Madrid, Médica Panamericana, 259-279.
Winter, D.A. (1995) Human balance and posture control during standing and walking. Gait and Posture 3(4) 193-214.
| 6 | DINÁMICA Dr. Morey, G.1 y Dra. Mademli, L.2. 1. INESCOP - Laboratorio de análisis funcional del calzado 2. Department of Physical Education and Sport Science at Serres (Aristotle University of Thessaloniki) |
RESUMEN
La dinámica es la parte de la mecánica que estudia las causas del movimiento o del equilibrio estático. Éstas son las fuerzas y los momentos. Cualquier cambio en el estado de movimiento de un cuerpo es debido a una fuerza. Por tanto, sin fuerza no hay cambio de movimiento. La dinámica se fundamenta en las leyes de Newton que describen esta relación entre fuerza y movimiento. En el presente capítulo se intenta explicar los fundamentos de la dinámica y exponer ejemplos prácticos que sirvan de apoyo para la comprensión de los conceptos explicados.
1. CÓMO LEER ESTE CAPÍTULO
En realidad el capítulo está escrito para ser leído de corrido. Sin embargo, en general cada una de las secciones puede entenderse por sí sola. Este capítulo contiene un glosario. En el texto pueden aparecer términos cuyo significado no se conoce con precisión. Se ha intentado incluir todas estas palabras en el glosario. En el apartado de ejemplos prácticos se ha intentado cubrir un amplio abanico de posibilidades. Se ha pretendido con ello que para la mayoría de cuestiones o problemas que puedan surgirle al lector y que no son tratadas en otros capítulos haya al menos un ejemplo que pueda extrapolarse a su interés particular.
2. INTRODUCCIÓN
El capítulo 4 se ha dedicado a la cinemática, es decir, a la descripción del movimiento: posiciones, velocidades y aceleraciones. La dinámica se encarga de estudiar las causas del movimiento o del equilibrio estático. Éstas son las fuerzas y los momentos.
A veces, nos basta con observar fuerzas externas para responder a nuestras preguntas: ¿Con qué fuerza impacta el talón en el suelo? ¿Cuál es la potencia de salto de mi atleta? Para contestar a la pregunta ¿con qué fuerza impacta el pie en el balón?, dado que es difícil instrumentar la bota con un sensor que nos permita medir la fuerza directamente, podemos inferirla a partir de otros parámetros. En este caso, podemos determinar el tiempo de contacto del balón con el pie y su velocidad de salida (y la de llegada si no está parado) utilizando una cámara de alta velocidad. Conociendo la masa del balón, podremos calcular la fuerza media ejercida sobre él durante el tiempo de impacto (ver el apartado Ejemplos prácticos). Sin embargo, la biomecánica va mucho más allá. En el ámbito de la biomecánica deportiva (y en muchos casos también en el ámbito clínico o en ergonomía) a menudo nos interesa saber cuánta fuerza hacen los músculos de nuestros sujetos durante la ejecución de un gesto determinado, o la magnitud del momento de rotación que generan alrededor de una articulación durante el mismo. En el rendimiento deportivo, la potencia en la ejecución de un gesto es muchas veces uno de los parámetros de interés, igual que lo es el trabajo realizado (ver capítulo 7).
Con la mera observación externa, es decir, a partir de la cinemática apoyada en general por los datos dinámicos de una plataforma de fuerzas y con cierta información antropométrica, podemos contestar muchas preguntas como las anteriores con relativa seguridad. Las respuestas serán generalmente estimaciones, porque lo que observamos externamente puede ser el resultado de distintas acciones internas. Así pues, en cualquier movimiento intervienen varios músculos. El cómo éstos comparten las distintas cargas no se puede observar externamente. En general tampoco conocemos con precisión las propiedades inerciales de cada segmento corporal, los orígenes e inserciones de los músculos de cada sujeto, ni las fuerzas pasivas de los ligamentos implicados, etc. A estas limitaciones se suman muchas otras, como por ejemplo la limitación de la precisión de nuestro análisis cinemático a la hora de describir el movimiento de cada articulación. En fin, nuestro aparato locomotor es muy complejo como para describirlo exhaustivamente. Por ello, para estudiarlo utilizamos modelos. Un modelo es siempre una simplificación de la realidad. Los modelos deben adecuarse al objeto del estudio, y en general será válida la máxima de que un modelo deberá ser lo más simple posible y de la complejidad necesaria para estudiar un determinado fenómeno. Si bien es verdad que, conforme avanza nuestro conocimiento y la potencia de cálculo, los modelos y sistemas utilizados son cada vez mejores y permiten estimaciones más precisas, consideramos que el lector debe ser consciente de las limitaciones, sobre todo para poder ser crítico e interpretar con el debido rigor la información que le llega.
A lo largo del capítulo vamos a conocer los fundamentos físicos/mecánicos de la dinámica y cómo se aplican al estudio biomecánico del deporte o la actividad física general. En cuanto a la precisión, no se tratarán aquí temas de cálculo de error. El mensaje a transmitir al respecto es que la precisión del método empleado tiene que ser mayor que la magnitud del efecto que se desea observar.
3. BASES DE LA DINÁMICA: LAS LEYES DE NEWTON
Para entender la dinámica, el primer paso es comprender bien las 3 leyes que Newton formuló en 1687 en su obra “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica”. Su formulación es clara y sencilla. Lo bueno es que además de su sencillez contienen muchísima información. Tanto es así que quien haya entendido bien estas tres leyes habrá entendido los fundamentos de la dinámica.
PUNTO CLAVE
Primera ley de Newton o ley de la inercia: “En ausencia de fuerzas exteriores, todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que actúe sobre él una fuerza que le obligue a cambiar dicho estado.”
Segunda ley de Newton o ley de fuerza: “La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él, e inversamente proporcional a su masa.”
Tercera ley de Newton o ley de acción y reacción: “Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produce.”
Dicho de otra forma:
“Las