biomecanica
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es un trabajo escolar para la materia de fundamentos de investigacion en el cual tratamos de describir lo que es la biomecanica, sus avances recientes y el beneficio que da a la sociedad.TRANSCRIPT
SECRETARIA DE EDUCACIÓN PÚBLICA
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ
“ELABORACIÓN DE UN PROTOCOLO SOBRE LA BIOMECANICA”
PROTOCOLO
INGENIERÍA MECANICA
Presentan:
Oscar Reyes
Zúñiga
Erick Jaciel
Gonzales Corzo
Asesores internos:
Marcos Arévalo
Héctor Ramos Morales
Asesores externos:
Alejandro Morfin Altuzar
Cristóbal de jesus Nájera
Cristian Emanuel Muñoz Coello
TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS, MÉXICO, A 28 DE NOVIEMBRE DEL 2014
BIOMECANICA
La biomecánica en la vida diaria
¿Qué quiero investigar? Palabra clave o variable (sustantivo)
La biomecánica en la vida diaria
¿Con relación a qué? (Característica principal con que se relaciona lo que
quiero investigar)
¿A quiénes voy a investigar? Unidad de análisis (idea de tema, personas,
animales cosas, eventos entre otros).
A las personas con problemas físicos
¿Qué características deben tener a quienes voy a investigar?
Dificultades en tener una buena vida
¿Cuándo voy hacer la investigación? El periodo de tiempo en que voy a
investigar.
Primer semestre en el 2014
¿Dónde voy hacer la investigación? Lugar geográfico.
Planteamiento del problema:
La Biomecánica es una rama de la ingeniería Mecánica con aplicación en las
ciencias Médicas para la resolución de problemas ortopédicos (ampliar) en los
seres humanos y en algunos casos en animales…
La biomecánica provee una mejor calidad de vida porque ayuda a las personas
a tener una vida normal y reduce la incomodidad de las imperfecciones física
de las personas.
El diseño e innovación de prótesis a menor costo para que sean más accesibles
para todas las personas que necesitan una, también el diseño y creación de
prótesis agradables con el medio ambiente.
La investigación de este tema se centrará en investigación documental
utilizando las estadísticas de personas con alguna discapacidad y que no tienen
acceso al uso de algún tipo de aparato biomédico para establecer la
importancia de esta área y su impacto en la calidad de vida o en el bienestar de
las personas o en la adaptabilidad a las actividades cotidianas.
Objetivo general:
Compilar las aportaciones recientes de la biomecánica en la medicina para
poder comprender su importancia como forma de mejorar la calidad de las
personas con alguna discapacidad física.
Objetivos:
1.-Recopilar información de los avances de la biomecánica.
2.-Mostrar los diseños más innovadores de prótesis para pacientes
minusválidos especialmente en el ámbito deportivo.
3.-Considerar reducir los costos para la manufactura de las prótesis para que el
precio de estas sea más accesible.
Justificación
Escogimos el tema de la biomecánica debido a que ha sido una de las ramas
de la ingeniería mecánica que ha sobresalido por ayudar mucho a la sociedad
especialmente a la población de discapacitados ya que les promueve una
mejor calidad de vida. Pero debido a que la biomecánica realiza prótesis de
alta calidad, estos tienen altos costos y debido a ellos no todas las personas
tienen acceso a este tipo de ayudas. Por eso el principal objetivo de esta
investigación será buscar reducir costos a los materiales y a algunos procesos,
para que con ello se reduzca los precios de las prótesis. Las prótesis son caras
pero muy necesarias para el bienestar social por ello es que buscamos darle
más importancia a esta carrera y sus creaciones. También buscar la forma de
que las prótesis en específico los órganos sintéticos sean más comerciales y
baratos puesto que de esta forma se podría reducir el tráfico de órganos.
Concepto de biomecánica (Marco teórico):
Es una área de conocimiento interdisciplinaria que estudia los modelos,
fenómenos y leyes que sean relevantes en el movimiento (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,
fundamentalmente del cuerpo humano. Esta área de conocimiento se apoya en
diversas ciencias biomédicas, utilizando los conocimientos de la mecánica, la
ingeniería, la anatomía, la fisiología y otras disciplinas, para estudiar el
comportamiento del cuerpo humano y resolver los problemas derivados de las
diversas condiciones a las que puede verse sometido.
Esta ciencia está íntimamente ligada a la biónica y usa algunos de sus
principios, ha tenido un gran desarrollo en relación con las aplicaciones de la
ingeniería a la medicina, la bioquímica y el medio ambiente, tanto a través de
modelos matemáticos para el conocimiento de los sistemas biológicos como
en lo que respecta a la realización de partes u órganos del cuerpo humano y
también en la utilización de nuevos métodos diagnósticos. Una gran variedad
de aplicaciones incorporadas a la práctica médica; desde la clásica pata de
palo, a las sofisticadas ortopedias con mando mioeléctrico y de las válvulas
cardiacas a los modernos marcapasos existe toda una tradición e implantación
de prótesis. Hoy en día es posible aplicar con éxito, en los procesos que
intervienen en la regulación de los sistemas modelos matemáticos que
permiten simular fenómenos muy complejos en potentes ordenadores, con el
control de un gran número de parámetros o con la repetición de su
comportamiento. Es una ciencia que utiliza los principios y los métodos de la
mecánica (una parte de la física) para el estudio de los seres vivos desde el
punto de vista del movimiento. Teniendo en cuenta las peculiaridades de
éstos. La biomecánica tiene muchas definiciones, pero la podemos considerar,
como un conjunto de principios derivados de la física, para estudiar los efectos
de las fuerzas mecánicas sobe los sistemas orgánicos de los seres vivos y sus
estructuras.
Estas fuerzas se relacionan y se utilizan para predecir cambios a alteraciones
en los sistemas orgánicos y proponer métodos de intervención artificial.
Supone que el cuerpo humano se comporta de acuerdo con las leyes
mecánicos Newtonianas. Es una ciencia que ha evolucionado con la
tecnología, sus aplicaciones se han incrementado en los últimos años con el
desarrollo de los sistemas de información que permiten estudiar las diferentes
fases del movimiento humano.
Se trata de una ciencia multidisciplinar en la que trabajan físicos, biólogos e
ingenieros y en la que sus estudios convergen con la práctica de profesores,
entrenadores y médicos.
Las aplicaciones de la biomecánica sean extendidas en el campo industrial. El
diseño de productos desde zapatos, muebles, mobiliario de vehículos, capsulas
espaciales, toman en cuenta consideraciones biomecánicas. Debido a sus
viejas y actuales aplicaciones se convierte en una ciencia actual importante
La Mecánica es la parte de la Física que estudia el movimiento de los cuerpos.
También estudia la falta de movimiento (equilibrio) en relación con las
fuerzas que lo provocan.
La biomecánica podemos dividirla de la misma forma que la Mecánica:
- Cinemática: parte de la biomecánica que describe los movimientos. Sitúalos
cuerpos en el espacio y detalla sus movimientos basándose en los
desplazamientos, las velocidades y las aceleraciones. No tiene en cuenta las
fuerzas que lo provocan. La cinemática describe como son las técnicas
deportivas y las diferentes habilidades y destrezas que puede desarrollar el ser
humano.
- Dinámica: estudia el movimiento o la falta de éste en relación con las fuerzas
que los provocan. Dentro de la dinámica consideramos:
- Cinética: estudia las fuerzas que provocan el movimiento.
- Estática: estudia las fuerzas que determinan que los cuerpos se mantengan en
equilibrio o las condiciones que deben producirse para que un cuerpo o
sistema esté en equilibrio.
El cuerpo humano es una máquina altamente sofisticada compuesta de una
variedad de máquinas. Tanto el cuerpo como los objetos (i.e., los implementos
deportivos que emplea) deben seguir las leyes convencionales de la física. El
estudio detallado de estas leyes y su aplicación a los seres vivientes
(particularmente al humano) se conoce como biomecánica o cinesiología
biomecánica.
Las aplicaciones de la biomecánica van, desde el diseño de cinturones de
seguridad para automóviles hasta el diseño y utilización de máquinas de
circulación extracorpórea (utilizadas durante la cirugía cardíaca para sustituir
las funciones cardíacas y pulmonares). Un desarrollo importante fue el
pulmón de acero, primer dispositivo de respiración artificial que salvó la vida
a algunos enfermos de poliomielitis. También interviene en el desarrollo de
implantes y órganos artificiales. Se han desarrollado prótesis eléctricas para
extremidades de enfermos amputados. Están movidas por pequeños motores
eléctricos estimulados por sistemas electrónicos que recogen las señales
musculares (no todos los pacientes son capaces de utilizarlas de forma
apropiada).
La biología ha influido en muchos ámbitos del mundo actual. El término “bio”
se ha convertido en un valor seguro, garante de lo natural y de lo bueno, frente
a un mundo mecanizado, informatizado y contaminado.
La biomecánica funcional es una amalgama de consideración que cubre
aspectos de la anatomía, la fisiología articular, la fisiología muscular, la
mecánica y la cinesiología (Nordin y Frankel, 2001). Su finalidad es la de ser
soporte de los gestos y las posturas del ser humano sano, de hacer comprender
las difusiones y las patologías habituales, para poder deducir las actitudes
terapéuticas adaptadas que surgen de las mismas.
La biomecánica, en la que aplican los principios y las leyes de la mecánica al
ser vivo, engloba muchos aspectos: mecánica de huesos y músculos, pero
también la mecánica de líquidos (sangre, líquido linfático, líquido
cefalorraquídeo).
El ser humano vive en un ambiente físico regido por leyes (Low y Rred,
1996). Dichas leyes intervienen permanentemente en su evolución y en sus
condiciones de vida. En la fisioterapia, la biomecánica establece a menudo
paralelismo entre el estudio de la estática y de la dinámica y asocia estabilidad
a la primera o la inestabilidad a la segunda.
Los movimientos generados por las articulaciones humanas son esencia de
tipo angular (rotación alrededor de un eje). Los componentes lineales, cuando
existen, son poco significativos desde un punto de vista cuantitativo.
En función de si los segmentos óseos de una articulación se encuentran en una
posición cercana, intermedian o lejana, se habla de recorrido interno,
intermedio o externo.
La actividad de un musculo mono articular está vinculada al grado de la
libertad de la articulación. Su recorrido es por tanto equivalente al de la
articulación. Un musculo tiene mucha actividad y distintas funciones lo cual lo
hace muy difícil de remplazar.
El recorrido medio es el sector de la fuerza del musculo, por dos motivos: por
una parte, corresponde a la posición n en la que existe el máximo de anclaje a
nivel sicométrico, entre las cabezas de la misiona y los puentes de actinia; por
otra parte, con frecuencia, en esta situación el Angulo de ataque del tendón
sobre el hueso se acerca a 90°.
Recordar también que esta es una ciencia que utiliza los principios y los
métodos de la mecánica (una parte de la física) para el estudio de los seres
vivos desde el punto de vista del movimiento. Teniendo en cuenta las
peculiaridades de éstos.
Se trata de una ciencia multidisciplinar en la que trabajan físicos, biólogos e
ingenieros y en la que sus estudios convergen con la práctica de profesores,
entrenadores y médicos.
Para esta ciencia es necesario informarse que es dependiente de otras ciencias
ya que estas son la base. Alguna de estas ciencias es la Mecánica.
La Mecánica es la parte de la Física que estudia el movimiento de los cuerpos.
También estudia la falta de movimiento (equilibrio) en relación con las
fuerzas que lo provocan.
La biomecánica ha aportado mucho a la sociedad debido a que aumenta la
población y aumentan las necesidades, así como sus aportaciones al deporte
que ayudan mucho a las personas. El cuerpo humano es una máquina
altamente sofisticada compuesta de una variedad de máquinas. Tanto el
cuerpo como los objetos (i.e., los implementos deportivos que emplea) deben
seguir las leyes convencionales de la física. El estudio detallado de estas leyes
y su aplicación a los seres vivientes (particularmente al humano) se conoce
como biomecánica o cinesiología biomecánica. El campo de la mecánica
puede subdividirse en la estática, la cual considera las estructuras y cuerpos
rígidos en una estado inmóvil, y la dinámica, que estudia el cuerpo (o sus
segmentos) y los implementos en un estado móvil. La dinámica se subdivide
en cinemática y cinética. La cinemática se refiere a la descripción de los
movimientos, tales como el desplazamiento, velocidad y aceleración,
independientemente de las fuerzas que actúan sobre el organismo humano o
de los implementos que se emplean para los deportes. Por otro lado, la cinética
estudia las causas que provocan el movimiento del cuerpo/objetos, incluyendo
los conceptos de masa, fuerza y energía.
Comúnmente durante el análisis cinético de unos movimientos, se dará énfasis
en determinar el efecto que producen aquellas fuerzas que poseen sobre un
cuerpo u objeto. Todos los tipos de momentos (e.g., rectilíneo, curvilíneo,
angular o complejo) dependerán de las fuerzas que actúan sobre el objeto o
cuerpo que se mueve. En ocasiones, las fuerzas que actúan sobre los cuerpos
provocan la inmovilidad de éstos. La estática representa aquellas condiciones
bajo las cuales los objetos se mantienen en equilibrio (o en reposo). Como
resultado de las fuerzas que actúan sobre éstos.
Es importante denotar que la física rige esta ciencia y por ende saber las bases
y leyes de la física ayudan a comprender la función de los mecanismos que se
aplican a esta ciencia.
De acuerdo con la primera ley de Newton, un cuerpo en reposo tiende a
permanecer en reposo, y un cuerpo siguiendo un movimiento lineal mantiene
su misma dirección y velocidad, salvo que fuerzas externas modifique su
estado. Esto se conoce como inercia. Esto implica que una vez en deportista
ha iniciado sus movimientos, será muy difícil cambiar su dirección.
La ley de inercia puede ser modificada como sigue: para que un objeto se
mantenga en equilibrio, la suma de las fuerzas aplicadas a ese objeto debe ser
igual a cero. En otras palabras, solo se podrá alcanzar equilibrio cuando no
existe alguna fuerza que actúe sobre el cuerpo. Inercia representa aquella
propiedad de un objeto que lo hace resistente a la iniciación del movimiento y
el cambio de movimiento.
Para establecer equilibrio de un objeto, todas las fuerzas que actúan sobre este
deben ser consideradas y la suma de todas las fuerzas equivale a cero. La
gravedad actúa sobre todos los objetos. Cualquier objeto en contacto con otro
objeto ejerce una fuerza sobre el objeto que está en contacto. Se dice que
existe un sistema lineal de fuerzas cuando dos o más fuerzas actúan sobre el
mismo objeto simultáneamente. Todas las fuerzas que actúan en una dirección
son positivas, mientras que todas las fuerzas que actúan en dirección opuesta
son negativas. En biomecánica, se denomina como fuerzas positivas aquellas
que actúan hacia arriba o hacia la derecha. Por otro lado, las fuerzas que
actúan hacia abajo o hacia la izquierda se conocen como negativas. El efecto
neto (resultante) de todas las fuerzas que actúan en un sistema de fuerzas
lineales es igual a la suma de las magnitudes de cada fuerza, tomando en
consideración su valor positivo o negativo.
Factores del Implante:
Hace años, se consideraba correcto reponer las piezas ausentes con un número
de implantes igual al de las raíces perdidas. En la actualidad este hecho no
resulta necesario y como ejemplo, podríamos nombrar las rehabilitaciones
híbridas inferiores sobre cuatro o seis implantes, solución que en general da un
resultado exitoso, desde el punto de vista estético y funcional.
Lo ideal es reponer la pérdida con un implante de plataforma regular, ya que
una estrecha puede comprometer la osteointegración. Las plataformas anchas,
en ocasiones, condicionan el resultado estético de las restauraciones.
Los primeros tiempos de la quiropráctica, los terapeutas que se han dedicado a
ella han tratado las articulaciones extravertebrales. D. D. Palmer (1910) dejó
constancia de su tratamiento de los dedos de los pies poco después de
descubrir las posibilidades de la quiropráctica. Desde entonces, los
profesionales de este arte han promovido y desarrollado múltiples
procedimientos adaptados para tratar las dolencias de las articulaciones
periféricas.
La actitud atenta y solícita del terapeuta, el efecto placebo que produce ser
examinado por un especialista y la consiguiente aplicación de un tratamiento
adecuado son ‘cuestiones’ que están inextricablemente ligadas. Sin embargo,
el beneficio psicológico real que obtiene el paciente es difícil de cuantificar,
aunque se considere extremadamente importante para su recuperación.
Laedermann (1984) habla de la gran importancia que tiene observar, y por
supuesto tocar, no sólo lo que podría ser el nivel vertebral de la causa de la
dolencia, sino también la extremidad donde se pueden sentir los síntomas.
PROBLEMAS BIOMECÁNICOS LOCALES
Son los más fáciles de identificar, ya que en estos casos es casi siempre un
dolor, una hinchazón, una parestesia y en ocasiones una combinación de dolor
y miedo lo que mueve al paciente a buscar nuestra ayuda. Entre estos
problemas biomecánicos locales se incluyen la fascitis plantar (Ambrosius y
Kondracki, 1992), las luxaciones, la rigidez, la incapacidad de las
articulaciones para realizar ciertos movimientos, como la pronación del pie, y
las lesiones deportivas.
SÍNDROMES FUNCIONALES PROVOCADOS POR REFLEJOS
Como resultado de una disfunción local, puede desarrollarse una serie de
fenómenos estructurales y/o neurológicos. Janse (1976) advirtió que, a
menudo, las mecánicas defectuosas del cuerpo son consecuencia de una serie
de disfunciones distintas más que de una sola lesión. Tanto Hoppenfeld (1976)
como Bergmann, Peterson y Lawrence (1993) proporcionaron ejemplos
similares que demostraban que un desarreglo en una parte de la cadena
cinética puede afectar a otra parte de ella, tanto proximal como distal.
Gillet (1964) aventuró la hipótesis de que las rigideces de la parte inferior de
la cadena cinética, el pie, pueden provocar rigideces reflejas en la columna
vertebral y en sus apéndices. Otro fenómeno que también se ha observado
habitualmente durante el examen de los pacientes es la condición hipotónica
de varios músculos ligados al tronco que responden de modo positivo cuando
se aplica un tratamiento manual al pie (Greenwalt, 1981) (Blennerhasset,
1997; Walther, 1981).
Por otro lado se sabe que en función que aparece los problemas aparecen las
soluciones como el caso del descubrimiento de los elementos y sustancias que
ayudan a esta ciencia a completar su objetivo. Buscar aumentar su producción
para reducir el costo sería perfecto para el proyecto.
HIPOTESIS:
El fácil acceso a la tecnología biomecánica aumentara la integración de
personas a la sociedad.
La reducción de costos de la tecnología biomecánica está directamente
relacionada con su accesibilidad.
Diagrama de Gantt
actividades Duración (semanas)
Febrero Marzo Abril Mayo Junio
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Investigar
tipos de
prótesis
actuales
Cotizar
precios de
varias
prótesis
Investigar
los
materiales
con los
cuales se
hacen las
prótesis y
buscar
materiales
alternos
Primera
reunión de
trabajo
Realizar
entrevistas
con
personas
necesitadas
de algún
tipo de
prótesis
Investigar
que
instituciones
o
fundaciones
otorgan
prótesis a
personas
necesitadas
Consultar
con algún
ingeniero
biomédico
acerca de
posibles
alternativas
de prótesis
más
económicas.
Segunda
reunión de
trabajo.
Realización
de algún
prototipo de
prótesis.
Elaboración
del
documento
final
Presentación
final del
proyecto
PRESUPUESTO
ACTIVIDADES INSUMOS COSTO
UNITARIO
COSTO
TOTAL
Gestión y
vinculación con
el grupo
colaborativo de
trabajo
Elaboración e
impresión del
proyecto
$80.00
$240.00
Estudios
preliminares y
Planeación
del anteproyecto
Sueldo 1 persona
(2 meses)
Horas- (6 horas
diarias)
$25,000
$125,000.00
Recopilación de
Información
Secundaria
(Revisión
literaria y Web)
*Computadora
personal y
compra o renta de
material
bibliográfico
$1,000.00
$2,000.00
Toma de
fotografías de
instrumentos de
la biomecánica
en las personas
*Vehículo
Oficial, cámara
fotográfica
Combustible (50
litros)
$500.00
$10,000.00
$480.00
$500.00
$10,000.00
$480.00
Integración de
reporte final del
anteproyecto
2 Impresiones del
documento
2 Engargolados
$60.00
$30.00
$120.00
$60.00
Total de gastos para elaboración de anteproyecto
$138,400.00
“El emprendedor siempre busca el cambio, responde a él y lo utiliza como
oportunidad”
Peter Druck
DESCRIPCION CANTIDAD COSTO
UNITARIO
COSTO
TOTAL
EQUIPO
2 90,000.00 180,000.00
MATERIALES
2 30,000.00 60,000.00
PERSONAL
4 20,000.00 80,000.00
MEDIOS DE
TRANSPORTE
2 10,000.00 20,000.00
TOTAL
340,000.00
BIBLIOGRAFIA
Bibliografía: Michael dufour, (2009) “biomecánica funcional Podología
general y biomecánica” segunda edición, José Luis moreno de la fuente.
Gutiérrez, Gilberto (2005). “Principios de anatomía, fisiología e higiene
educación para la salud” Editorial Limusa. pp. 67 y 68.
FUENTES DE INTERNET:
http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/rehabilitacion-bio/biomecanica.pdf