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BIOMECÁNICA DEL SISTEMA MUSCULOESQUELÉTICO

  • Código de la asignatura: --
  • Tipo de asignatura: teórico-práctica
  • Prerrequisito: estar matriculado en la maestría de Bioingeniería
  • Créditos: 4


Profesores


Octavio Silva (coordinador)



Objetivos


  • Conocer el concepto de biomecánica. Identificando su objeto de estudio y áreas de aplicación.
  • Conocer las características biomecánicas de las distintas estructuras anatómicas.
  • Analizar la participación de los distintos segmentos corporales en el desarrollo de la estática corporal y de la motilidad global.
  • Analizar las funciones articulares, musculares y fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo.
  • Conocer la repercusión de la mecánica sobre el movimiento.
  • Considerar las consecuencias de las alteraciones en la biomecánica humana.
  • Conocer el comportamiento biomecánico de las estructuras que componen el aparato locomotor y su aplicación en la clínica.
  • Conocer los aspectos biomecánicos de la postura erecta y de otras posturas habituales
  • Ser capaz de aplicar conceptos simples de ergonomía a la actividad escolar y deportiva
  • Conocer los aspectos biomecánicos de la marcha, carrera, saltos
  • Conocer los métodos y herramientas de investigación en biomecánica del movimiento humano. Ser capaz de identificar y aplicar sus resultados
  • Deducir las implicaciones del movimiento para los huesos, articulaciones, y músculos.


Estrategia enseñanza aprendizaje


El enfoque de la asignatura inicialmente es teórico, se realizara mediante seminarios dirigidos por el docente con amplia participación de los estudiantes, a medida que se va desarrollando el programa los estudiantes van elaborando modelos mecánicos para entender mas fácilmente los conceptos mecánicos y biomecánicos.



Evaluación


La asistencia es fundamental en la aprobación del curso; como materia teórica la asistencia no podrá ser inferior al 80%. Durante el curso se realizaran dos evaluaciones de conocimientos.



Contenidos


BLOQUE TEMÁTICO I: Mecánica Aplicada al Movimiento Humano

Tema 1: Introducción a la Biomecánica

  • Concepto de Biomecánica. Definiciones. Concepto de mecánica y sus partes.
  • Áreas de aplicación, Objeto de estudio y Objetivos de la Biomecánica.
  • Historia, orígenes y estado actual de la Biomecánica
  • Biomecánica y disciplinas afines.

Tema 2: Introducción a la Mecánica

  • Definición de magnitudes. Clasificación de las magnitudes
  • Patrones de medida, sistemas de unidades
  • Sistema Internacional de Unidades
  • Relatividad de las mediciones. Sistemas de referencias.

Tema 3: Descripción del movimiento: Cinemática

  • Reposo y movimiento. Movimiento relativo
  • Tipos de Movimiento. Clasificación en función de trayectoria, evolución de la velocidad, dimensiones en que se produce.
  • Cinemática lineal. Desplazamiento, velocidad y aceleración lineal. Caídas libres. Movimientos parabólicos.
  • Cinemática angular. Desplazamiento, velocidad y aceleración angular. Relación entre movimiento lineal y movimiento angular.

Tema 4: La causa del movimiento: Dinámica:

  • Las fuerzas como causa mecánica del movimiento; tipos de fuerzas.
  • Las Leyes de Newton
  • Cinética lineal. Inercia. Cantidad de movimiento. Impulso mecánico.
  • Cinética angular. Momento de fuerza. Momento de inercia. Momento angular.
  • Impulso angular. Conservación y transferencia del momento angular.

Tema 5: Estática: El equilibrio

  • Estabilidad y equilibrio. Condiciones de equilibrio. Tipos de equilibrio según su estabilidad.
  • Equilibrio en diferentes situaciones. Estrategias reequilibradores
  • Centro de gravedad, concepto y estrategias para su determinación

Tema 6: Energética del movimiento

  • Trabajo. Trabajo positivo y trabajo negativo. Trabajo interno y trabajo externo.
  • Energía. Tipos de energía. Ley de conservación de la energía
  • Eficiencia mecánica. Causas de ineficiencia
  • Potencia
  • Máquinas simples. Palancas, tipos y leyes. Poleas. Mecanismos rueda-eje.
  • Aplicaciones al aparato locomotor, cadenas cinéticas.

Tema 7: El medio

  • El suelo
  • Fuerzas de reacción
  • Choques y colisiones. Coeficiente de restitución. Choques oblicuos.
  • Fricción, rozamiento estático y cinético. Rozamiento en giro.
  • El medio aéreo y acuático
  • Fuerza de flotación. Principio de Arquímedes
  • Resistencias al avance. Clasificación.

BLOQUE TEMÁTICO II: Biomecánica Estructural

Tema 8: Reología

  • Tipos de esfuerzos y tipo de respuesta. Stress mecánico.
  • Relación Stress / deformación. Módulo de Young. Efecto Poisson.
  • Relación carga / deformación. Efecto de la carga sobre los tejidos.
  • Estructura ósea del organismo. Propiedades físicas de hueso.
  • Características biomecánicas del tejido óseo
  • Estructura mecánica del cartílago articular. Mecánica y estructura articular.
  • Estructura y comportamiento mecánico de tendones y ligamentos.
  • Estructura biomecánica del músculo. Propiedades mecánicas. Línea de tensión y ángulo de tracción del tendón. Factores biomecánicos de la fuerza muscular

BLOQUE TEMÁTICO III: Biomecánica de las habilidades básicas.

Tema 9: El hombre como Sistema Biomecánico

  • Modelos de cuerpo humano. Sólido rígido. Modelos segmentarios. Modelos alámbricos.
  • Modelos volumétricos. Modelos de segmentos deformables

Tema 10: Biomecánica de la postura

  • Postura erecta. Característica biomecánicas. Evaluación.
  • Postura sedente. Biomecánica de las sillas.
  • Ergonomía básica. Características ergonómicas puesto escolar.

Tema 11: Biomecánica de la marcha

  • Estudio de la marcha. Modelo mecánico. Componentes biomecánicos que inciden en la eficacia de la marcha.
  • Aspectos cinemáticos. Aspectos cinéticos. Intervención muscular

Tema 12: Biomecánica de la carrera

  • Modelo mecánico de la carrera. Aspectos cinemáticos. Aspectos cinéticos.
  • Intervención muscular
  • Aspectos biomecánicos del calzado deportivo

Tema 13: Biomecánica de la rodilla

  • Rango de movimiento. Articulación Femorotibial. Articulación Femororotuliana
  • Estática de la articulación Femorotibial. Dinámica de la articulación Femorotibial. Estabilidad de la articulación de la rodilla. Función de la rotula.
  • Estática y dinámica de la articulación femororotuliana.

Tema 14: Biomecánica de la cadera.

  • Consideraciones anatómicas.
  • El acetábulo. La cabeza femoral. El cuello femoral
  • Rango de movimiento. Movimiento articular de superficie.
  • Estática y dinámica de la cadera. Efecto del apoyo externo sobre la cadera.

Tema 15: Biomecánica del tobillo y el pie

  • Movimiento del tobillo y el pie durante la marcha.
  • Rotación de la pierna durante el ciclo de marcha.
  • Acciones musculares durante la marcha.
  • Movimiento de los huesos del tarso y de la articulación sub astragalina.
  • Movimiento del articulación tarsiana transversa, intertarsiana y tarsometatarsiana.
  • Movimiento de los artejos.
  • Los arcos del pie. Control muscular del pie.
  • Cinemática de la articulación del tobillo. Rango de movimiento. Movimiento articular de superficie. Estabilidad de la articulación del tobillo.
  • Cinética de la articulación del tobillo. Estática, distribución de cargas. Dinámica del tobillo.
  • Efectos del calzado sobre la biomecánica del tobillo y el pie.

Tema 16: Biomecánica de la columna lumbar.

  • La unidad funcional de la columna.
  • Porción anterior y porción posterior del segmento móvil. Ligamentos de la columna.
  • Movimiento segmentario de la columna. Rango de movimiento. Movimiento articular de superficie.
  • Movimiento funcional de la columna. Los músculos, Movimiento de flexión y extensión, inclinación lateral y rotaciones. Movimiento pélvico.
  • Cargas sobre la columna durante la bipedestación, la sedestación y el decúbito.
  • Marcha. Estabilidad Mecánica de la columna lumbar. Presión intra abdominal. contracción de los músculos del tronco. Estabilización externa.

Tema 17: Biomecánica de la columna dorsal.

Tema 18: Biomecánica de la columna cervical.

  • La unidad funcional de la columna cervical.
  • Propiedades mecánicas de las vértebras, el disco intervertebral, ligamentos y músculos.
  • Rango de movimiento, movimiento articular de superficie. Movimientos acoplados de la columna cervical. Segmento atlantoaxial, columna sub axial, estabilidad espinal.
  • Complejo occipital lantoaxial. Complejo cervical subaxial.

Tema 19: Biomecánica del hombro.

  • Complejo articular del hombro. Rangos de movimiento del complejo articular.
  • Articulación esternoclavicular. Articulación acromioclavicular. Articulación glenohumeral y estructuras relacionadas. Rodete glenoideo, Cápsula articular. Ligamentos glenohumerales, coracohumerales y elementos adicionales de estabilidad. Articulación escápulo - torácica. Contribución de la columna al movimiento del hombro.
  • Músculos de la cintura escapular. Actividad muscular integrada del complejo articular del hombro. Elevación anterior, extensión, rotación interna, rotación externa, Cargas sobre la articulación glenohumeral.

Tema 20: Biomecánica del codo.

  • Anatomía del codo. Ángulos de carga, estabilidad articular. Movimientos de flexo extensión y pronosupinación.
  • Cinética. Fuerzas en la articulación del codo. Calculo de las fuerzas de reacción articular en el codo.

Tema 21: Biomecánica de la muñeca y de la mano.

  • Articulaciones de la muñeca. Articulaciones de la mano. Arcos de la mano.
  • Control activo. Mecanismos de control pasivo tanto óseos como ligamentarios y musculares.
  • Rangos de movimiento de la muñeca. Flexión y extensión, desviación radial y cubital, prono supinación, rangos del pulgar y de los otros dedos.
  • Interacción funcional muñeca mano. Patrones de función prensial de la mano.


Bibliografía


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