Biomecanica

 Biomecánica

La biomecánica es un área de conocimiento interdisciplinaria que estudia los modelos, fenómenos y leyes que sean relevantes en el movimiento y al equilibrio (incluyendo el estático) de los seres vivos. Es una disciplina científica que tiene por objeto el estudio de las estructuras de carácter mecánico que existen en los seres vivos, fundamentalmentedel cuerpo humano
Los principales sistemas o estructuras que estudia la biomecánica son los siguientes:
Circulación sanguínea: este es uno de los sistemas más complicados e importantes que estudia la biomecánica, principalmente porque el riego sanguíneo es incomprensible.
Las arterias, venas y vasos capilares se adaptan a las condiciones y dimensiones del tamaño finito de la sangre. La funciónprincipal es abastecer de sangre cada rincón de nuestro cuerpo, esta función ha sido tomada como modelo en las diferentes ramas de la ingeniería, por ejemplo en el innovador sistema de enfriamiento líquido para computadoras y tarjetas de video, los sistemas de riego de las grandes plantaciones agrícolas, el sistema de lubricación de máquinas industriales y etc.
Sistema óseo: Otro desarrolloimportante de la biomecánica fue la búsqueda de ecuaciones constitutivas que modelaran adecuadamente las propiedades mecánicas de los huesos. Mecánicamente los huesos son estructuras mecánicas anisótropas, pero tienen propiedades diferentes en las direcciones longitudinales y transversales.
La principal función de este sistema es sostener el cuerpo humano, darle forma y proteger los principalesórganos vitales de nuestro cuerpo. En la ingeniería se aplica prácticamente de la misma manera, ya que de este sistema se toma la idea para la estructura de maquinaria, edificaciones, armamento y en la medicina para la sustitución de los huesos en caso de falla de alguno de estos.
Tejido muscular: su principal función es contraerse y elongarse para generar movimientos y funciones vitales. Existen trestipos de músculo:
Músculo liso (no estriado): El estómago, el sistema vascular, y la mayor parte del tracto digestivo están formados por músculo liso. Este tipo de músculo se mueve involuntariamente.
Músculo miocardíaco (estriado): Estas células se contraen involuntariamente y están situadas en la pared del corazón, actúan conjuntamente para producir latidos sincronizados.
Músculoesquelético (estriado): Es un músculo que desarrolla un esfuerzo sostenido y generalmente voluntario
Tejidos blandos: Los primeros trabajos se concentraron en tejidos blandos como los tendones, los ligamentos y el cartílago son combinaciones de una matriz de proteínas y un fluido de colágeno. En cada uno de estos tejidos el principal elemento importante es el colágeno, aunque la cantidad y la calidad delcolágeno varían de acuerdo con la función que cada tejido realiza:
La función de los tendones es conectar el músculo con el hueso y está sujeto a cargas de tracción. Los tendones deben ser fuertes para facilitar el movimiento del cuerpo, pero al mismo tiempo ser flexibles para prevenir el daño a los tejidos musculares.
Los ligamentos conectan los huesos entre sí, y por tanto son más rígidos quelos tendones.
El cartílago, por otro lado, está solicitado primariamente con compresión y actúa como almohadillado en las articulaciones para distribuir las cargas entre los huesos. La capacidad resistente del cartílago en compresión se deriva principalmente del colágeno, como en tendones y ligamentos, aunque en este tejido el colágeno tiene una configuración anudada, soportada por uniones decruce de glucosaminoglicanos que también permiten alojar agua para crear un tejido prácticamente incompresible capaz de soportar esfuerzos de compresión adecuadamente.
Más recientemente, se han desarrollado modelos biomecánicos para otros tejidos blandos como la piel y los órganos internos. Este interés ha sido promovido por la necesidad de realismo en las simulaciones de interés médico, y las...