BIOMECÁNICA

Es una ciencia que busca la compresión del movimiento humano, sus causas y manifestaciones, mediante su análisis y su continua evolución.

En el deporte, la biomecánica se encarga del análisis y la evaluación de los gestos deportivos.

Con la biomecánica buscamos el movimiento perfecto -------- el IDEAL.

Podemos ver el concepto de biomecánica desde dos enfoques:

• Sistemático- estructural: Analiza el movimiento desde q se mueve, por que se mueve y como se mueve. Esta relacionado con la biología del cuerpo (anatomía, fisiología...), medicina clínica, ortopedia, biología, fisiología……..

• Mecánico: Estudia el cuerpo humano a través de las leyes físicas, lo que nos va a permitir comparar, evaluar y medir los procesos motores.

La investigación se realiza a través del estudio de las técnicas deportivas.

Fases de la investigación:

• Investigación básica: Trata de corregir los vicios.

• Investigación aplicada: Proponemos técnicas nuevas, y conseguimos:

• Medirnos con un estudio biomecánico.

• Compararlos

• Evaluarlos.

METODOS DE INVESTIGACIÓN:

• CINEMATOGRÁFICO: Analiza fotograma por fotograma, un gesto técnico. (Trayectoria, la velocidad que imprime y su aceleración. Lo podemos realizar en conjunto o solo la parte que nos interese. Instrumentos que usamos:

• Cámara fotográfica

• Videos

• Digitalización de imagen

• Células fotoeléctricas

• DINAMOGRÁFICO: Calcula mediante leyes mecánicas la trayectoria, velocidad y aceleración de la persona o móvil, a través de Dinamómetro o plataforma dinamométrica (mide la fuerza que se desarrollan con los ejes corporales).

• REGISTROS ELECTROMIOGRÁFICOS: Miden los impulsos eléctricos que estimulan al músculo, y el grado de implicación que va a tener en ese músculo.

• ORDENADOR: Almacena los datos, los procesa y da los resultados.

MECANICA DE LOS FLUIDOS

Un fluido es todo aquel cuerpo que no es sólido.

Como características destacamos que no tiene forma propia y que se adapta a cualquier recipiente.

Propiedades, se desliza una molécula sobre otra y así se vence la fuerza de rozamiento.

Tipos:

• COMPRENSIBLES: gases, su volumen va a disminuir con la presión.

• INCOMPRENSIBLES: Líquidos, su volumen no varía con la presión.

Tipos de fluidos líquidos:

• HIDROESTÁTICA: Estudio de los líquidos en reposo.

• HIDRODINÁMICA: Estudio de los líquidos en movimiento.

HIDROESTÁTICA

DENSIDAD: Relación entre la masa y el volumen.

DENSIDAD RELATIVA: Densidad del cuerpo en relación con el agua.

PRESIÓN HIDROESTÁTICA: Debido al peso del propio líquido aumenta con la profundidad, relación entre la fuerza aplicada y la superficie.

PRINCIPIO DE ARQUIMIDES: Todo sólido sumergido experimenta un empuje vertical, igual al peso del fluido desalojado. Actúa sobre la fuerza de la gravedad y la fuerza de flotación o empuje hidrostático.

PESO APARENTE O HIDROESTÁTICO: Es la diferencia entre el peso real y el empuje y va a ser positivo o negativo dependiendo de la densidad.

TENSIÓN SUPERFICIAL: Se comporta como si estuviera cubierta por una película debido a la fuerza de cohesión entre sus moléculas.

HIDRODINÁMICA

LINEAS DE CORRIENTE: (Velocidad de las moléculas en cada instante):

• Si se deslizan unas suben otras------ régimen laminar.

• Si hay rozamiento entre las moléculas y se entrecruzan------ régimen turbulento.

PRINCIPIO DE BERNOUILLI: En las zonas de corriente donde aumenta la velocidad del fluido, la presión disminuye y si la presión aumenta la velocidad disminuye.

INTERACCIÓN DEL FLUIDO EN RÉGIMEN LAMINAR: La fuerza de fricción o rozamiento disminuye son la densidad.

INTERACCIÓN DEL FLUIDO EN RÉGIMEN TURBULENTO: Cuando hay régimen turbulento aparece una fuerza de resistencia: a + velocidad + fuerza de resistencia.

BIOMECÁNICA DE LAS TÉCNICAS DE LOS DEPORTES ACUÁTICOS

• Fuerzas de tracción muscular: Son las que ejercen los músculos al acortarse.

• Fuerzas de resistencia pasiva de órganos y tejidos: son las producidas por los componentes elásticos de los músculos antagonistas de un movimiento.

• FUERZAS EXTERNAS: Son las que recibe el cuerpo procedentes de todos los cuerpos que no forman parte del sistema formado por el propio cuerpo:

• El peso: Fuerza de atracción que ejerce la tierra.

• Reacciones de apoyo: Devueltas como consecuencia de las acciones ejercidas por el cuerpo.

• Fuerzas de rozamiento: Consecuencia del contacto entre las superficies del cuerpos externos con la del propio cuerpo.

• Fuerzas de resistencia de medio (fluido): Fuerzas aerodinámicas e hidrodinámicas.

• Fuerza de flotación: Ejercida por el medio acuático.

CADENAS CINÉTICAS:

TIPOS:

ABIERTAS: El movimiento de esta tendrá como resultado un cambio en la postura del sujeto.

CERRADAS: La fuerza que ejerce sobre el apoyo será devuelta.

CENTRO DE GRAVEDAD DEL CUERPO HUMANO

Punto de aplicación de la resultante de las fuerzas de gravedad de cada uno de los segmentos corporales, o punto aplicación del vector peso corporal.

• SITUACIÓN: En posición anatómica, el entro de gravedad está situado en la zona de la cadera, por delante del sacro, entre las vértebras lumbares primera y quinta.

• PROPIEDADES:

• El centro de gravedad no es un punto fijo, varía según la postura.

• Es virtual, no material.

• Las fuerzas cuya líneas de acción pasan por el centro de gravedad (Concéntricas) producen movimientos de traslación, y las que no pasan (Excéntricas) producen movimientos de rotación y traslación.

• CÁLCULO:

Se calcula siguiendo métodos de segmentación que consideran al individuo compuesto por una serie de partes o segmentos. Estos métodos no son exactos:

• Cálculo de los centros de gravedad parciales:

• Se elige un sistema de ejes cartesianos, situando su origen donde mejor convenga.

• Se proyecta cada una de las imágenes obtenidas del gesto deportivo, sobre cada una se marcan 21 puntos de referencia, midiendo sus coordenadas. Unimos los puntos y obtenemos un diagrama de la posición del cuerpo.

• Los c.d.g. parciales de cada segmento se obtienen mediante una formula

• Cálculo del centro de gravedad total:

Una vez obtenidas las posiciones de los c.d.g. parciales, las coordenadas del c.d.g. del cuerpo se calculan aplicando las siguiente formulas:

TÉCNICAS DE SALTO

Salidas de natación, saltos trampolín y palanca.

Salidas:

Según su trayectoria:

• Planas (ya no se suelen usar)

• Con entrada en agujero. (Trayectoria alta y ángulo de entrada abierto.)

Según los movimientos realizados:

• De agarre (Suelen ser mas rápidas)

• Convencionales: (Consiguen una distancia de entrada algo mayor)

Saltos:

Existe una gran variabilidad en cuanto a la posición de partida, el sentido de los giros el nº de estos y la posición que se debe adoptar durante el vuelo.

ESTABILIDAD EN LA POSICIÓN INICIAL: Puede definirse como la resistencia de un cuerpo, que se encuentra en equilibrio, a cambiar de posición.

FUERZAS APLICADAS DURANTE EL IMPULSO: Deben de cumplir:

• Deberán ser excéntricas en general, para que además de traslación produzcan un efecto de rotación.

• La dirección de las fuerzas variará en función del tipo de trayectoria.

CURVAS FUERZAS- TIEMPO. IMPULSO MECÁNICO. DEDUCCIÓN DE VARIABLES CINEMÁTICAS: En el impulso del salto el deportista no realiza una sola fuerza contra el apoyo, sino una serie de ellas.

MOVIMIENTO EN LA FASE AÉREA: Durante el vuelo el deportista esta sometido a la acción de su propio peso:

• Ecuaciones de movimiento:

• En dirección horizontal: la velocidad horizontal de despegue se mantendrá constante.

• En dirección vertical: Existe una fuerza: el peso, por lo que el cuerpo estará sometido a una aceleración constante.

B) Giros durante el vuelo. Modificación del momento de inercia.

El deportista una vez en el aire no puede alterar la trayectoria de su c.d.g., pero si puede modificar su velocidad angular para que la evolución del cuerpo en el vuelo sea la deseada.

GIROS EN EL MEDIO ACUÁTICO

Al igual que en los giros en el aire, en el agua, los ejes de rotación pasarán por el c.d.g. del cuerpo.

Se realizan alrededor de uno o varios de los ejes: Transversal, longitudinal y antero-posterior.

En natación se realizan fundamentalmente dos tipos de movimientos que implican giros en los diferentes ejes:

Volteos de crol y espalda.

Virajes de braza y mariposa.

En cuanto a la natación sincronizada, el criterio de eficacia es la perfección técnica en la ejecución del gesto.

En waterpolo, se realizan movimientos giratorios frecuentemente, en cualquiera de los ejes posibles.

LANZAMIENTOS Y RECEPCIONES

El único deporte acuático que contiene este elemento es el waterpolo.

Existen dos principios biomecánicos que determinan las dos técnicas óptimas para efectuar cualquier tipo de lanzamiento:

• Coordinación de impulsos parciales:

• Transmisión del momento angular:

FUERZAS ACTUANTES EN LOS DESPLAZAMIENTOS ACUÁTICOS

FUERZA DE LA GRAVEDAD O PESO

FUERZAS DE FLOTACIÓN :

* Estática

* Dinámica

FUERZAS DE RESISTENCIA:

• De forma: (Frontal o de succión)

• De oleaje

• De rozamiento o fricción.

FUERZAS PROPULSIVAS:

• De arrastre o resistencia

• De sustentación

CONDICIONES DE EQUILIBRIO EN FLOTACIÓN:

Sobre el cuerpo del deportista, por el hecho de estar sumergido en el agua, actúan dos fuerzas:

Fuerza de la gravedad o peso

Fuerza de flotación o empuje hidrostático.

1. FLOTACIÓN ESTÁTICA: La resultante de las fuerzas aplicadas debe ser igual a cero. El valor del empuje hidrostático debe se igual al peso. La capacidad de un cuerpo para flotar o hundirse en el agua, dependerá de su Densidad relativa. La resultante de los momentos de las fuerzas aplicadas debe ser también cero.

¿Cómo mejorar la posición de flotación?

La flotación es una capacidad individual, que depende de factores morfológicos., por lo que no se puede aprender ni mejorar con el entrenamiento.

Estabilidad en flotación estática:

Para que exista equilibrio en flotación estática el centro de gravedad y el de flotación deben encontrarse en la misma línea vertical.

• METACENTRO: Es el punto donde la vertical que pasa por el centro de flotación, corta al eje de simetría que pasa por el c.d.g.

• ESTABILIDAD EN EL EJE TRANSVERSAL: Se produce con el cuerpo casi de pie, cerca de la vertical. La posición vertical invertida es inestable, por lo que el par de fuerza “vuelca” el cuerpo.

• ESTABILIDAD EN EL EJE LONGUITUDINAL: L estabilidad en este eje se produce tanto en posición dorsal como en posición ventral:

• Posición dorsal: el c.d.g. queda por debajo del centro de flotación, por lo que el equibrio es estable.

• Posición ventral: El c.d.g. queda por encima del centro de flotación, el equilibrio es estable, ya que el metacentro queda por encima del c.d.g.

2. FLOTACIÓN DINÁMICA: Un individuo se encuentra en flotación dinámica cuando, además del peso y del empuje hidrostático, existan otras fuerzas aplicadas sobre el cuerpo, como consecuencia del movimiento de sus miembros o del cuerpo, pudiendo existir desplazamiento o no.

Cuando un deportista avanza a través del agua con cierta inclinación se genera una fuerza vertical ascendente denominada “Empuje Dinámico”.

3. FLOTACIÓN ASISTIDA O INDIRECTA: Situaciones de flotación estática o dinámica en las que existen elementos auxiliares de flotación (tablas, pulls, manguitos...)

	Fuerza	Dirección y sentido	Punto de aplicación
FLOTACIÓN ESTÁTICA	Fuerza de gravedad o peso(Estas están presentes en todos los casos) Fuerza de flotación o empuje hidrostático	Vertical descendente Vertical ascendente	Centro de gravedad Centro de flotación
FLOTACIÓN DINÁMICA	Componente vertical de las fuerzas propulsivas Empuje dinámico	Vertical ascendente Vertical ascendente	Miembros propulsivos(manos/pies) Centro de gravedad
FLOTACIÓN ASISTIDA	Fuerza de flotación de elementos auxiliares	Vertical ascendente	Pto. Donde se encuentra el elemento auxiliar

FUERZAS DE RESISTENCIA

Aquellas que ejerce el agua.

TIPOS:

DE FORMA:

Causada por el deportista, cuya forma no hidrodinámica va “apartando”, de forma brusca el agua en su movimiento. La diferencia de presiones da lugar a una fuerza en sentido contrario al avance del deportista, esto se denomina resistencia de forma.

• Resistencia Frontal: Hace que disminuya su velocidad al chocar con las superficies corporales que se encuentra de frente.

• Resistencia de succión: En las zonas traseras, el movimiento del agua es mas rápido, en estas zonas de régimen turbulento, la presión disminuye y se origina un efecto de succión.

DE OLEAJE:

Es la fuerza causada por cualquier cuerpo moviéndose a lo largo, a través de o cerca de la superficie del agua y formando olas o elevando agua ante sus partes delanteras.

DE ROZAMIENTO O FRICCIÓN:

Es causada por el rozamiento de la superficie corporal del deportista con las partículas del fluido por el que se desplaza, lo que produce que las capas de agua que se encuentran en contacto con el agua fluyan más lentamente que las más alejadas.

FUERZAS PROPULSIVAS

Al desplazarnos en el agua originamos unas fuerzas hidrodinámicas denominadas propulsivas.

Tipos:

Fuerzas propulsivas generadas por los miembros superiores:

- De agarre o resistencia: Es consecuencia de la resistencia de forma que ofrecen las manos al moverse a través del agua.

- De sustentación Hidrodinámica: se explica por aplicación del principio de Bernouilli. Cuando la mano se coloca formando un ángulo determinado con la dirección de su movimiento, denominado ángulo de ataque. Ira dirigida, generalmente en el sentido del avance, sirviendo al nadador para desplazarse hacia delante. La fuerza de sustentación no es una fuerza de flotación.

Fuerzas propulsivas generadas por los miembros inferiores:

• Movimientos oscilatorios hacia arriba y abajo( Batidos de crol, espalda y mariposa)

• Movimientos de extensión hacia atrás.(patada de braza)