PALANCAS EN EL CUERPO HUMANO

BIOMECÁNICA

PALANCAS EN EL CUERPO HUMANO

ARQUIMIDESNo existe peso imposible de levantar, aún con una fuerza débil, si para eso se utiliza una palanca

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RECORDANDO

Una máquina es un dispositivo conformado por varios elementos, unos móviles y otros fijos, los cuales actúan conjuntamente para utilizar energía o realizar un trabajo.

Principio básico de una máquina

"El principio fundamental de todas las máquinas es que la cantidad de trabajo obtenido no puede ser mayor que la energía que se les suministra" (MacDonald/Burns,1989)

Estas pueden...

Una máquina puede cambiar el módulo (valor númerico), la dirección o el método de aplicación de una fuerza para obtener algún provecho (Bueche, 1991)

Que es una maquina simple...?

Una maquina en la que la energía es suministrada por una sola fuerza, de manera que realiza trabajo venciendo una sola resistencia, se denomina MAQUINA SIMPLE.

Las palancas en el cuerpo humano

los movimientos humanos, desde los más simples hasta los más complejos, pueden interpretarse como el resultado de la confrontación de las fuerzas internas corporales como las externas del medio ambiente

Palancas

Un conjunto de elementos anatómicos provisto de una sofisticación estructural, permite realizar una visión analógica que trasciende hacia la perspectiva funcional, fisiológica, que caracteriza los eventos biomecánicos del gesto articular.

Articulaciones

“son los engranajes que mantienen unidos entre sí a los elementos óseos, permitiéndoles llevar a cabo los movimientos para los cuales están dispuestos”. Las articulaciones son, entonces, los fulcros o apoyos de las máquinas anatómicas del cuerpo humano. Los huesos maduros son estructuras relativamente rígidas, son los elementos constitutivos de los segmentos corporales que son objeto del desplazamiento, las palancas que esperan ser movilizadas

Músculos

La máquina molecular que cumple con el propósito de movilizar es el MÚSCULO, un dispositivo que convierte la energía química orgánica proveniente de los alimentos en energía mecánica de tipo cinético para la contracción muscular. Así, el músculo actúa como un transductor y, en consecuencia, es el motor que genera el movimiento articular

Tendónes, ligamentos y cápsula

Los TENDÓNES son estructuras encargadas de trasmitir directa o indirectamente la tracción muscular a los huesos en los que se insertan (Guillen y cols., 2002), comportándose así, como cables de transmisión de fuerzas. Los tendones, junto con las cápsulas y los ligamentos, son estructuras pasivas que actúan como estabilizadores articulares secundarios.

Cápsula

La CÁPSULA está formada por tejido conectivo denso que rodea los extremos articulares de los huesos que intervienen en la articulación, incluyendo los elementos intra-articulares sobre los cuales ejerce una labor mecánica de PROTECCIÓN y CONTENCIÓN, con delimitación espacial de su contenido

Ligamentos

Los LIGAMENTOS al conectar segmentos óseos contiguos guiando el movimiento y evitando desplazamientos excesivos, actúan como refuerzos estabilizadores o cierres de seguridad de la articulación.

MEMBRANA SINOVIAL

Revistiendo internamente la articulación se proyecta desde la cápsula una estructura provista de vellosidades llamada MEMBRANA SINOVIAL, la cual actúa como fuente encargada de proveer el líquido sinovial necesario para la nutrición del cartílago y lubricación de la articulación.

Cartílago hialino

El cartílago hialino que recubre las superficies articulares de los huesos en contacto y el cartílago fibroso presente en los discos intra-articulares, actúan como amortiguadores que redistribuyen las cargas y generan compensaciones hidro-mecánicas, con el fin de prevenir lesiones articulares y atenuar los procesos degenerativos como la artrosis.

Elementos de una palanca ANATÓMICA

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Una palanca está compuesta por tres elementos:

Elemento 3

Elemento 2

Elemento 1

UNA FUERZA

UNA BARRA RÍGIDA

UN PUNTO

Barra rígida

Sobre la que actúan las fuerzas, la que anatómicamente en el cuerpo humano corresponde a un hueso o segmento anatómico que se quiere movilizar. El peso de esta barra más el peso del objeto que se quiere movilizar constituye la carga a vencer (o levantar) llamada Resistencia (R). A veces es difícil identificar la resistencia, teniendo en cuenta que a ella contribuyen los músculos antagonistas y las fascias que se oponen al progreso del MOVIMIENTO en una determinada dirección.

Un punto

Respecto al cual gira la barra rígida, el cual anatómicamente en el cuerpo humano está ubicado en la ARTICULACION. Este punto llamado "FULCRO" o "APOYO", es el centro de rotación respecto al cual se realiza el gesto articular que mueve el segmento anatómico.

Un punto

Es importante tener en cuenta que dependiendo de la posición de la articulación en la ejecución del gesto, ocurren variaciones en la localización del centro de rotación y, por tanto, se trabaja con la “centroda” o centro de rotación instantáneo.

Una fuerza

Aplicada sobre la barra rígida, la que en el cuerpo humano es realizada por el músculo agonista en un gesto articular. Esta fuerza es llamada Potencia (P) y se aplica en algún punto de la barra. En las palancas anatómicas corresponde a la fuerza muscular aplicada en el punto de inserción donde se conecta el tendón al hueso

Elementos de una palanca

Brazos de palanca

Son las distancias medidas entre el fulcro donde está ubicado el eje de rotación de la palanca y los puntos de aplicación de las fuerzas

Brazo de fuerza

Son las distancias medidas entre el fulcro donde está ubicado el eje de rotación de la palanca y las líneas de acción de las fuerzas (Donskoi, 1982). Así, estas son distancias perpendiculares.

Brazo de potencia

Es la distancia perpendicular que hay entre el punto de apoyo y la línea de acción de la potencia. Así, en las palancas anatómicas es la distancia entre la articulación y la línea de acción de la fuerza muscular.

Brazo de resistencia (Br)

Es la distancia perpendicular que hay entre el punto de apoyo y la línea de acción de la resistencia. Así, en las palancas anatómicas es la distancia entre la articulación y la línea de acción de la resistencia.

Ventaja mecánica

Función usual de la palanca, de modo que sea posible ejercer fuerzas mayores que las que se quieren vencer, sin dificultar la realización de movimientos muy rápidos. Tendremos una VENTAJA MECÁNICA bien sea MULTIPLICANDO nuestra FUERZA, AMPLIANDO la VELOCIDAD DEL MOVIMIENTO o AUMENTANDO NUESTRA PRECISIÓN.

Ley de las palancas

Sea cualquier tipo de palanca, se dice que para que una palanca esté en equilibrio, el brazo de resistencia multiplicado por la resistencia tiene que ser igual al brazo de fuerza multiplicado por la fuerza. Matemáticamente esto se puede expresar en la siguiente ecuación: F x BF = R x BR Cuando el brazo de fuerza es mayor que el brazo de resistencia, la ventaja mecánica sera mayor; es este caso la palanca será eficiente.

GÉNERO

DENOMINACION

PRIMER

Interapoyante o palanca de equilibrio

Clasificación

SEGUNDO

Interesistente o palanca de fuerza

Interpotente o palanca de velocidad

TERCERO

Otros ejemplos