biomecanica

MECÁNICA BIOESTRUCTURAL

1.- ELASTICIDAD Y RESISTENCIA DE LOS MATERIALES BIOLOGICOS
El cuerpo humano posee una estructura compleja, contiene materiales en cualquier estado de la materia: gaseoso como el aire de los alvéolos pulmonares, liquido como la sangre y sólido como los huesos, los músculos o tendones.
Un cuerpo sólido es aquel que no cambia de forma, ni de volumen, cuando un sólido sesomete a fuerzas externas se produce en él una cierta deformación adicional como consecuencia de un aumento de la tensión entre sus moléculas, las cuales están unidas entre sí por fuerzas internas que son de origen electromagnético.
La consecuencia de la actuación de las fuerzas externas sobre un tejido sólido es que éstas tienden a deformarlo.
Todos los tejidos que componen el cuerpo tienen uncomportamiento elástico al verse sometidos a fuerzas externas, siempre que éstas no superen un cierto valor denominado límite elástico. Cuando esto ocurre, el tejido no recobra su posición original, manteniendo su deformación de forma permanente aunque se hayan eliminado las fuerzas externas.
En el cuerpo humano los tejidos están sometidos de forma constante a cargas externas al sistema(gravedad, contacto con otros sólidos, rozamiento de fluidos) o por fuerzas internas propias del sistema, especialmente las producidas por los músculos. Los tejidos corporales están continuamente sometidos a un cierto grado de estrés mecánico o tensión intermolecular.
Existen 3 tipos de estrés mecanico:
a) Estrés de tracción: las fuerzas internas de la materia se resisten a la tracción o alargamientode su materia
b) Estrés de compresión: las fuerzas internas de la materia que resisten al empuje tendente a juntar o aplastar dicha materia
c) Estrés de cizalladura: la materia se resiste al deslizamiento de unas capas sobre otras
Cuando componentes estructurales de nuestro cuerpo se someten a un cierto estrés de tracción como los tendones durante la realización de ejercicios de “estiramientopasivo o asistido” tienden a deformarse.



2.- MECÁNICA Y ESTRUCTURA ÓSEA DEL ORGANISMO
La osteogénesis o formación del hueso se basa en los aminoácidos y proteínas que constituyen las fibras de colágeno que van a ir depositando las sales cálcicas y los fosfatos. A partir de esta estructura se forman las trabéculas óseas que confieren consistencia a la estructura en base a su disposiciónorganizada.
La trabéculas óseas que limitan el material orgánico blando, no se disponen de cualquier manera, sino que se orientan de tal forma que son capaces de ofrecer una mayor resistencia o absorver la energía de las tensiones sufridas por las cargas externas.
Cuando las trabéculas óseas se disponen de forma anárquica, resulta un hueso reticular, el cual solo se encuentra en el embrión, en elfeto y en los animales muy jóvenes.
La superficies de inserción de los músculos serán tanto mas marcadas, cuanto mas importantes sean las tensiones a las cuales se encuentran sometidos los huesos en este punto al producirse la contracción muscular.
En situaciones normales de movimiento, las cargas que se aplican a los huesos son multiples y combinadas. Los tejidos en este caso, el hueso, trataráde minimizar los estrés ocasionados por las cargas.
Si los musculos que normalmente traccionan de los huesos llegan a fatigarse, la distribución normal de los estrés dentro del hueso cambiaria. Frankel y Nordin señalan como la fatiga muscular progresiva hace que los estrés dentro de los huesos estén distorcionados, y una concentración de tensión en cierto punto del hueso ocasiona una pequeñísimafisura de las fibras donde se produce mas deformación. Si observamos la sección de un hueso largo, veremos que tiene una estructura tubular, esta estructura tubular es la mas adecuada para soportar cualquier tipo de cargas que pueden ocurrir en un hueso como el femur, sin embargo, la tibia tiene una forma triangular, dicha sección es una adaptación más a los tipos de estrés que tiene que...