Czytaj książkę: «Biomecánica básica»
BIOMECÁNICA BÁSICA
APLICADA A LA ACTIVIDAD
FÍSICA Y EL DEPORTE
DR. PEDRO PÉREZ-SORIANO Y
DR. SALVADOR LLANA BELLOCH
(COORDINADORES)
DEPARTAMENTO DE EDUCACIÓN FÍSICA Y DEPORTIVA
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE
(UNIVERSIDAD DE VALENCIA)
Diseño cubierta: David Carretero
© 2022, Pedro Pérez-Soriano
Salvador Llana Belloch
Editorial Paidotribo
www.paidotribo.com
E-mail: paidotribo@paidotribo.com
1ª reimpresión de la 1ª edición
ISBN: 978-84-9910-180-4
ISBN EPUB: 978-84-9910-994-7
BIC: WSD
Fotocomposición: Editor Service, S.L.
Índice
Introducción
Prólogo
PARTE I. BIOMECÁNICA
1. Contextualización y evolución histórica de la biomecánica
Dr. Pérez-Soriano, P. y Dr. Llana, S.
Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte. (Universidad de Valencia)
2. Biomecánica de la actividad físico-deportiva
Dr. Pérez-Soriano, P. y Dr. Llana, S.
Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte. (Universidad de Valencia)
3. Unidades de medida
Dr. Aguado, X. (Universidad de Castilla-La Mancha)
PARTE II. BASES MECÁNICAS
4. Cinemática
Dr. Aguado, X. (Universidad de Castilla-La Mancha)
5. Equilibrio y estabilidad del cuerpo humano
Dr. García-López, J. y Dr. Rodríguez-Marroyo, J.A.
Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte. Universidad de León
6. Dinámica
Dr. Morey1, G. y Dra. Mademli2, L.
1. INESCOP - Laboratorio de análisis funcional del calzado.
2. Department of Physical Education and Sport Science at Serres Aristotle (University of Thessaloniki).
7. Trabajo, potencia y energía
Dr. Rodríguez-Marroyo, J.A. y Dr. García-López, J.
Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte. Universidad de León
8. La mecánica de fluidos y su importancia en el deporte
Terrés, J.M.1, y Dr. Arellano, R.2
1. ETS. de ingenieros de caminos, Universidad de Granada. Colaborador Tecnológico Desafío Español Copa América
2. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte, Universidad de Granada
9. Problemas resueltos de biomecánica
Dra. Ponce de león, A. y Dra. Sanz, E.
Universidad de la Rioja
PARTE III. BIOMECÁNICA ESTRUCTURAL Y DE MATERIALES
10. Bases anatómicas y fisiológicas del movimiento humano
Dr. Lisón, J.F,1 Dr. Sánchez-Zuriaga, D.2 y Dr. Vera, F.J.3
1. Dpto. de Fisioterapia (Universidad CEU-Cardenal Herrera)
2. Dpto. de Anatomía y Embriología Humana (Universitat de València)
3. Dpto. de Psicología de la Salud, Área de Educación Física y Deportiva (Universidad Miguel Hernández de Elche)
11. Biomecánica de los tejidos biológicos de carácter estructural
Dr. Llana, S.1 y Dr. Pérez-Soriano, P.1
1. Dpto. Educación Física y Deportiva (Universitat de València)
12. Fuerza y potencia muscular: influencia de las propiedades biomecánicas del músculo
Dr. Izquierdo, M.1 y Dr. Badillo, J.J.2
1. Departamento de Ciencias de la Salud. Universidad Pública de Navarra
2. Departamento de Informática y Deporte. Universidad Pablo de Olavide
13. Biomecánica del raquis
Dr. Vera, F.J.1, Dr. Sánchez-Zuriaga, D.2 y Dr. Lisón, J.F.3
1. Centro de investigación del Deporte (Universidad Miguel Hernández de Elche)
2. Dpto. de Anatomía y Embriología Humana (Universitat de València)
3. Dpto. de Fisioterapia (Universidad CEU-Cardenal Herrera)
14. Introducción a los pavimentos deportivos
Sanchis, M., Rosa, D., Pérez, V., Lahuerta, R. y Alcántara, E.
Instituto de Biomecánica de Valencia
15. Vestimenta deportiva: características y propiedades de los textiles
Dr. Cambra, V., Dra. Sanchis, R., Dr. Lázaro, D., D. Gisbert, J., Dña. Blanes, M., y Dña.
Gisbert, Mª.J. AITEX. Instituto tecnológico del textil, Alcoy, España
16. El calzado deportivo
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)
PARTE IV. INVESTIGACIÓN EN BIOMECÁNICA
17. Metodología de investigación en biomecánica
Dr. Guzmán, J.F.
Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte (Universitat de València)
18. Herramientas y técnicas de instrumentación en biomecánica deportiva
Dr. Pérez-Soriano, P. y Dr. Llana, S.
Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte (Universitat de València)
PARTE V. APLICACIONES ESPECÍFICAS
19. La marcha humana y la carrera
Dra. Mademli, L.1 y Dr. Morey, G.2
1. Department of Physical Education and Sport Science at Serres (Aristotle University of Thessaloniki).
2. INESCOP. Laboratorio de análisis funcional del calzado.
20. Los saltos y las recepciones
Dr. Cámara, J. y Dr. Llana, S.
Dpto. de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte (Universidad del País Vasco)
21. Biomecánica de los lanzamientos y golpeos
Dra. Ferro, A.1, y Dr. Floría, P.2
1. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte. Universidad Politécnica de Madrid Gestora de Proyectos de Investigación de Ciencias del Deporte del VI Plan Nacional I + D + i (2008-2011 Ministerio de Ciencia e Innovación).
2. Facultad del Deporte. Universidad Pablo de Olavide de Sevilla
22. La biomecánica en el ciclismo
Zarzoso, M.1, Dr. Pérez-Soriano, P.2 y Dr. Llana, S.2
1. Departamento de Fisiología (Universitat de València)
2. Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte (Universitat de València)
23. Biomecánica de las actividades acuáticas
Dr. Llana, S. y Dr. Pérez-Soriano, P.
Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte (Universitat de València)
24. Judo: fundamentos mecánicos básicos
Dr. Carratalá, V., Pablos, C., Blasco-Lafarga, C. y Antón, P.
Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte (Universitat de València)
25. Fundamentos biomecánicos de los dispositivos (medios) para el entrenamiento de la fuerza muscular
Dr. Llana, S., Dr. Chulvi, I., y Dr. Pérez-Soriano, P.
Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte Universitat de València)
26. La biomecánica desde el punto de vista del análisis notacional
Dr. Turpín, J.A. Dr. Cortell, J.M. Dr. Chinchila, J., y Dr. Cejuela R.
Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte (Universidad de Alicante)
27. Biomecánica y podología deportiva
Dra. Escamilla, E., Gómez, B., Dra. Sánchez, R. y Dr. Martínez, A.
Departamento de Enfermería. Podología (Universidad de Extremadura)
28. Ergonomía aplicada a las ciencias de la actividad física y el deporte
Dr. Pérez-Soriano, P.1, Dr. Llana, S.1 y D. Lledó, E.2
1. Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el deporte (Universitat de València)
2. Departamento de Ciencias Sociales y Jurídicas (Universitat Internacional Valenciana)
29. Biomecánica aplicada al alto rendimiento: el método de trabajo del CAR
Balius, X., Roig, A., Ferrer, V. y Borràs, X.
CAR Sant Cugat
30. Los juegos de pelota a mano
Dr. Montaner, C.1, Dr. Pérez-Soriano, P.2 y Dr. Llana, S.2
1. Instituto de Biomecánica de Valencia.
2. Departamento de Educación Física y deportiva. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el deporte (Universitat de València)
31. La biomecánica en la Medicina del Deporte
Dr. González, J.A.
Rehabilitación y Deporte (Pamplona, Universidad de Navarra)
32. Biomecánica del tenis
Dr. Llana, S., Dr. Pérez-Soriano, P., y Ramón-Llín, J.
Departamento de Educación Física y Deportiva. Facultad de Cie
Introducción
El libro “Biomecánica básica” ha sido realizado con el propósito de acercar la biomecánica deportiva a todos aquellos profesionales y técnicos en actividad física y el deporte de una forma clara, sencilla y comprensible. Respondiendo a la necesidad de acercar la biomecánica deportiva y promover su utilización práctica, la estructura del libro permite conocer el origen de la biomecánica deportiva como ciencia, las bases teóricas de la biomecánica y su aplicación a las estructuras biológicas y materiales deportivos, finalizando la obra con una introducción a la investigación en biomecánica y sus aplicaciones reales las principales actividades físico-deportivas.
La obra ha contado con una amplia colaboración de profesionales de los ámbitos docente, investigador y divulgativo, procedentes de diversas universidades e instituciones, respondiendo a las premisas de calidad profesional y de ser expertos en la temática abordada por sus capítulos.
Sin duda, este libro es un excelente punto de partida para todo aquel profesional en activo que desee ampliar sus conocimientos sobre biomecánica deportiva, y muy especialmente recomendado para estudiantes y profesionales relacionados con la actividad física y el deporte (Licenciatura/Grado en CAFD, TAFAD, entrenadores y técnicos/monitores deportivos, fisioterapeutas, podólogos, médicos deportivos, etc.).
Prólogo
Desde que en la década de 1970 se empezó a aplicar la investigación sobre biomecánica a la actividad física y al deporte, numerosos han sido los avances y las aportaciones que desde este campo se han hecho en pos de la mejora del rendimiento deportivo y de la prevención de lesiones. También han sido numerosas las publicaciones, tanto en revistas como en libros y más recientemente en webs, en el ámbito de la biomecánica. En el caso de los libros, hay publicados muchos en lengua inglesa, pero pocos en la lengua de Cervantes y, menos aún escritos en un lenguaje divulgativo pero con el máximo rigor científico.
Con el objeto de paliar este vacío, un tiempo atrás nos propusimos elaborar una obra cuyos contenidos abarcaran todo lo que un estudiante (principalmente de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte, pero también de fisioterapia, traumatología, …) necesita conocer acerca de la biomecánica aplicada a la actividad física y el deporte. Por ello, la obra se estructura de la siguiente manera:
Una primera parte que contextualiza la biomecánica, tanto a lo largo de la historia como en la actualidad.
Una segunda parte donde se presentan todos los fundamentos mecánicos, necesarios para poder aplicarlos a situaciones más concretas de la actividad física y del deporte.
Una tercera parte presenta los aspectos más relevantes relacionados con el aparato locomotor.
Una cuarta parte se centra en aspectos relacionados con la investigación.
Y finalmente, una quinta parte donde se presentan los aspectos biomecánicos más relevantes de las actividades físicas más comunes.
Para conseguir que todos estos contenidos estuvieran escritos por expertos, se ha invitado a todos los profesionales del mundo de la biomecánica aplicada a la actividad física y el deporte en España. Lamentablemente, no todos ellos aparecen en la obra, pues por motivos personales o profesionales algunos declinaron el ofrecimiento.
Como coordinadores de toda la obra, nos sentimos responsables de la calidad de la misma. Bien saben los autores que hemos revisado todos los capítulos y les hemos hecho sugerencias de mejora y/o eliminación de partes que se repitieran en otros capítulos. No obstante, los responsables de los contenidos de cada capítulo son los autores firmantes.
No quisiéramos finalizar sin dar las gracias a todos los que han hecho posible que el libro salga adelante:
En primer lugar, al apoyo y profesionalidad de la editorial Paidotribo, que ha hecho posible que el libro vea la luz,
En segundo lugar, a los autores de los capítulos, que tan paciente y abnegadamente han participado en el proyecto,
Y, finalmente, a nuestras esposas e hijos, que como siempre que nos metemos en proyectos son los grandes “sufridores” por el tiempo y esfuerzo que nos supone.
A todos ellos, muchas gracias.
D. Pedro Pérez Soriano y D. Salvador Llana Belloch Coordinadores de la edición
PARTE I
| 1 | CONTEXTUALIZACIÓN Y EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA BIOMECÁNICA Dr. Pérez, P y Dr. Llana, S. Dpto. Educación Física y Deportiva (Universidad de Valencia) |
RESUMEN
A lo largo del presente capítulo se analizan aspectos conceptuales de la biomecánica, aunque fundamentalmente se describen las principales contribuciones que sus precursores han aportado a lo largo de la historia, hasta quedar configurada como una nueva ciencia. Se analizan las diferentes perspectivas de la biomecánica, sintetizadas en tres campos de aplicación: biomecánica médica, biomecánica ergonómica y, finalmente, la biomecánica deportiva, la cual es analizada en mayor profundidad en el siguiente capítulo, y de forma específica a lo largo de esta obra.
1. INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO DE BIOMECÁNICA
El gran avance en el conocimiento del cuerpo humano en el s. XX y principios del s. XXI se ha producido en parte gracias a la colaboración de cuatro grandes áreas dentro de la ciencia, como son: la medicina, la biología, la física y la ingeniería. Sin embargo, cada vez más “nuevas” disciplinas de conocimiento como la biomecánica y la biofísica aportan conocimiento nuevo a la comprensión del ser humano y su interacción con los diferentes medios: terrestre, acuático y aéreo.
La palabra biomecánica fue probablemente utilizada por primera vez por el profesor universitario alemán Dr. Moritz Benedikt en 1887, en un seminario científico en Wiesbaden (Alemania), del que posteriormente se realizó la publicación “Fundamentos de la Biomecánica” (1910) (figura 1).
Figura 1. Primera publicación con el término biomecánica (extraída de Aguado, X. En Campos, 2001).
Aunque la evolución de la biomecánica se centra fundamentalmente en la segunda mitad del siglo XX, como se podrá observar durante el desarrollo de este capítulo, grandes personalidades históricas que no han empleado la terminología “biomecánica” en sus legados han aplicado de forma intuitiva los principios biomecánicos. De esta forma, no es de extrañar que Nigg y Herzog (1999) señalaran que “los problemas que estudia la biomecánica son tan antiguos como la vida misma. Además, en la evolución del hombre, éstos empiezan desde los mismos inicios del niño que aprende a caminar”, y que “ la biomecánica como ciencia tiene el camino trazado ya desde el s. XV con Leonardo Da Vinci y en s. XVII con Giovani Alfosno Borrelli”.
En cuanto a la definición del término biomecánica, resultaría muy sintético y analítico la definición aportada por la Real Academia Española de la Lengua (RAE), ya que la consideración de las leyes de la mecánica y la biología dentro del concepto de biomecánica es algo fundamental y básico; sin embargo, esta definición no muestra una de las características fundamentales de la biomecánica: su carácter pluridisciplinario.
“BIOMECÁNICA (RAE) (Del fr. biomécanique, de bio y mécanique, mecánica). F. Ciencia que estudia la aplicación de las leyes de la mecánica a las estructuras y los órganos de los seres vivos.”
Se citan a continuación algunas de las definiciones aportadas por diferentes autores y sociedades científico-técnicas que podrían aproximarse a la propia concepción de biomecánica.
“BIOMECÁNICA (UNESCO) (International Council for Sports and Physical Education, 1971). Es la mecánica de los sistema vivos. Comprende el conocimiento del papel que desempeñan las fuerzas mecánica que producen los movimientos, su soporte anatómico, iniciación neuronal, control integrado, percepción, así como su diseño central.”
“BIOMECÁNICA (ANSI) (Asociación Americana de Ingeniería Mecánica, 1972). Estudio del cuerpo humano como un sistema bajo dos conjuntos de leyes:las leyes de la mecánica newtoniana y las leyes biológicas.”
“Biomecánica (Hochmuth) (1973). La biomecánica investiga los movimientos del hombre y de los animales desde la perspectiva de las leyes de la mecánica.”
“Biomecánica (Hay) (1978). Es la ciencia que estudia las fuerzas interna y externas que actúan sobre el cuerpo humano y los efectos que producen.”
“Biomecánica (Donskoi) (Donskoi y Zatsiorski, 1988). Es la ciencia de las leyes del movimiento mecánico en los sistemas vivos.”
Como se puede observar en la mayoría estas definiciones, coexisten dos elementos: el mecánico y el biológico. Dado que la biomecánica utiliza los principios y métodos de la mecánica para el estudio de los seres vivos, teniendo en cuenta sus peculiaridades, se ha subdividido tradicionalmente la biomecánica de la misma forma que se ha hecho la mecánica (figura 2) (etimológicamente, del griego “mekhaniké”, y que significa inventar o ingenio). En este sentido, la mecánica es la parte de la física que estudia el movimiento de los cuerpos en sí mismo, describiéndolos y, por otro lado, refiriéndolo a sus causas: las fuerzas (Aguado, X. En Campos, 2001).
Figura 2. Divisiones de la mecánica.
En este sentido, implica una gran complejidad la búsqueda de una conceptualización de biomecánica “robusta o definitiva” donde no sólo se considere lo mecánico y lo biológico, ya que su objeto de estudio (el movimiento humano y su interacción con otros elementos) implica la participación de varias áreas de conocimiento con sistemas de análisis y metodologías diferenciadas.
Sánchez (1999) define la biomecánica con una visión general, sin dejar a un lado aspectos relevantes. Destaca la competencia de la biomecánica en el estudio de todos los fenómenos biológicos, aunque se interesa especialmente por el hombre, y que la mecánica con un amplio apoyo tecnológico y sus propios métodos puede aplicarse al estudio de los seres vivos.
“Biomecánica (Sánchez) (1999). Conjunto de conocimientos interdisciplinarios generados a partir de utilizar, con el apoyo de otras ciencias biomédicas, los conocimientos de la mecánica y distintas tecnologías en primer lugar en el estudio del comportamiento de los sistemas biológicos y, en particular, del cuerpo humano, y, segundo, en resolver los problemas que provocan las distintas condiciones a las que puede verse sometido.”
En esta definición deliberadamente se evita presentar la biomecánica como una ciencia, presentándola como un conjunto de conocimientos técnico-científicos.
PUNTO CLAVE
A raíz de esta exposición de definiciones sobre la biomecánica, Gutiérrez (1998) expresa que, en lugar de limitarse a aportar definiciones confusas, es preferible conceptualizar la biomecánica etimológicamente y comprenderla en función de su desarrollo e importancia social, conceptualizándola como una CIENCIA interdisciplinaria situada a mitad de camino entre las ciencias básicas y las tecnológicas aplicadas.
En este sentido, tal y como señalan Izquierdo y Arteaga (en Izquierdo, 2008), resulta más sencilla la comprensión de los diversos términos que se han acuñado para definir una cierta área de la biomecánica, como la biocinemática, biodinámica, bioestadística, biometariales o biofluidos, –que determinan el nombre genérico de biomecánica, se abarquen problemas de reología de la sangre, operación de alveolos pulmonares, prótesis, mobiliario, movimientos deportivos, etc–, que ciertamente podrían tener una denominación más concreta.
