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IDE@S CONCYTEG 2(21), MARZO 2007
Biomecánica
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
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21.
Biomecánica Nota Editorial
Alejandra Alicia Silva
Moreno1
Actualmente las áreas relacionadas
directamente con el cuerpo humano están
cobrando importancia. Tenemos el
ejemplo de la medicina en sus diferentes
campos y aplicaciones; en lo que se
refiere a la biomecánica, ésta busca el
vivir de una manera sana, adecuada y
confortable.
La biomecánica como ciencia
multidisciplinar que estudia la mecánica
de los sistemas biológicos y estudia las
fuerzas experimentadas por los diferentes
órganos del cuerpo humano y las
estructuras biológicas, está presente en
todas las áreas de la vida cotidiana y es
muy antigua, se ha encontrado un papyro
que se presume fue escrito entre los años
2200-2600 a. c. en el que se describe
1 Coordinadora de Investigación en Biomecánica, CIATEC, A.C. [email protected]
como una lesión en la columna vertebral
puede causar inconciencia o parálisis de
las manos y piernas. En la Grecia antigua
Sócrates la abordó, pensaba que sólo
podríamos llegar a entender el mundo que
nos rodea hasta que entendiéramos
nuestra propia naturaleza. A lo largo del
tiempo existieron varias personas que
abordaron temas de biomecánica, no
podemos olvidar a Leonardo da Vinci
quien trabajó fuertemente como ingeniero
y realizó importantes contribuciones a la
mecánica: los vectores, coeficiente de
fricción y aceleración de los cuerpos,
estudió la anatomía del cuerpo humano en
el contexto de la mecánica, analizó como
actúan las fuerzas de los músculos.
Los países del primer mundo son
los que más han impulsado el desarrollo
de la biomecánica en sus diversos
ámbitos; en el deporte con el
mejoramiento de técnicas de
entrenamiento y en el diseño de mejores
equipo deportivos; en el ocupacional con
el mejoramiento de las condiciones de
trabajo de los empleados para que
realicen todas sus actividades de manera
adecuada y con los elementos necesarios
buscando que tengan un mejor
desempeño de su trabajo; en el área
medica con el desarrollo de nuevas
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tecnologías y materiales para intervenir el
cuerpo humano, reparar o reponer partes
dañadas.
Los artículos reunidos en este
número de Ide@s CONCYTEG
pretenden, a través de diferentes
enfoques, dar una visión general de los
temas relacionados con la biomecánica.
Se abordan cuestiones tales como: cómo
la luz puede ser utilizada para medir
diferentes partes del cuerpo humano;
cómo la mecánica puede ayudarnos a
entender la locomoción y el
funcionamiento del cuerpo humano, cómo
se puede aplicar en el diseño del calzado
para lograr un desarrollo confortable,
hasta la presentación de un cuento, como
una manera amena y entretenida para
describir los conceptos y las diferentes
aplicaciones de la biomecánica.
Modesto Sosa, en su artículo
Biomecánica: una mirada al
funcionamiento de nuestro cuerpo,
presenta la aplicación de la biomecánica
en situaciones de interés médico; en su
artículo aborda cómo se distribuyen las
fuerzas en una persona que se encuentra
de pie, de una persona al caminar,
mostrando cómo la biomecánica nos
apoya para comprender las diferentes
situaciones de la vida cotidiana en las que
se puede encontrar el cuerpo humano. A
través del manejo de ejemplos nos
muestra, que la biomecánica utilizando
las leyes fundamentales de la física, nos
permite entender el funcionamiento de las
estructuras óseas y musculares del cuerpo
humano.
En el artículo, Proyección de luz
para la inspección del movimiento y
funcionamiento de articulaciones y
músculos, escrito por Noé Alcalá se
aborda el tema de la mecánica del cuerpo
desde el punto de vista de la ingeniería
mecánica. El Dr. Alcalá, nos comenta
cómo la luz, en particular la luz láser,
puede ser utilizada para realizar
mediciones de las deformaciones y
topografía de alguna parte del cuerpo
humano. Explica, de una manera sencilla,
cómo utilizando un arreglo de franjas
podemos reconstruir una imagen 3D de
una parte del cuerpo humano en este caso
muestra una imagen 3D del tórax y cómo
esta técnica puede ser una herramienta
útil para detectar asimetrías o pequeñas
deformaciones o protuberancias que
pueden indicar alguna patología.
Concluye que los métodos ópticos nos
pueden apoyar a estudiar el movimiento
de los músculos y articulaciones.
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Fernando Chico2, en su artículo
Biomecánica del pie hace un breve repaso
de la historia de la biomecánica y cómo
nace este término; de una manera gráfica
presenta las principales ramas de la
biomecánica. Además, analiza las
extremidades inferiores del cuerpo
humano, describe la función del pie y los
principales estudios que, en materia de
biomecánica, se le pueden realizar.
En el artículo, Laboratorio de
Biomecánica del CIATEC, A.C., Manuel
Hernández y Constantino Vidal describen
cómo las diferentes pruebas que pueden
realizarse en este laboratorio pueden
apoyar en el diseño de calzado con
mejores propiedades, tanto en la suela
como en la absorción de impactos para
que el usuario tenga un mejor desempeño
en sus actividades.
En esta edición se presenta el
cuento Un Salto al Corazón escrito por
Elizabeth Silva , quien, con su particular
estilo, narra la historia de Joel, un
adolescente inquieto que se interesa por
esta ciencia y cómo va descubriendo sus
aplicaciones.
Quiero aprovechar este espacio
para señalar que en el mes de Abril se
2 Él está por publicar su libro Pie y Calzado: Diseño Biomecánico.
llevó a cabo el Primer Foro Nacional de
Biomecánica en las instalaciones del
CIATEC; de éste nacieron dos iniciativas.
La primera es la realización, el
próximo año, del Primer Congreso
Nacional de Biomecánica. La segunda, la
conformación de una red de innovación
en biomecánica con esfuerzos de la
academia, investigadores, empresarios y
diferentes sectores sociales y apoyada por
el CONCYTEG, con el objetivo de
difundir y promover sus aplicaciones,
mediante el desarrollo tecnológico o
mejoramiento de productos incidiendo, de
esta forma, en el desarrollo de la
competitividad empresarial.
Finalmente, esperamos que el
material presentado en este número sea de
interés para los lectores.
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Biomecánica: una mirada al
funcionamiento de nuestro
cuerpo Modesto Sosa1
Resumen
Biomecánica, por su estructura
semántica, puede definirse como la
ciencia que estudia la Mecánica de los
sistemas biológicos. No obstante, muchas
otras acepciones de la palabra pueden
aparecer en la literatura científica, pero
todas conciernen con el estudio de fuerzas
actuando sobre los órganos y estructuras
de los seres vivos. En tal sentido, la
Biomecánica estudia una amplia gama de
situaciones biológicas tales como las
fuerzas experimentadas por el cuerpo
1 Grupo de Física Aplicada, Instituto de Física, Universidad de Guanajuato, Loma del Bosque 103, Lomas del Campestre, 37150 León, Gto. [email protected]
humano responsables de producir las
condiciones de equilibrio en estructuras
óseas y musculares, el trabajo mecánico
producido por diversos órganos, la
deformación de las estructuras biológicas
cuando determinadas fuerzas son
aplicadas sobre ellas, así como también
las fuerzas actuantes en fluidos
estacionarios y en movimiento, como el
flujo sanguíneo y el flujo de fluidos a
través de poros en membranas del cuerpo,
entre otros.
1. Introducción
Muchas partes del cuerpo humano, por su
naturaleza, están sometidas a fuerzas que
modifican su estado y permiten su
funcionamiento.
Así, es sorprendente la cantidad de
conceptos de Física que contienen los
cursos de los primeros años de los
programas de Medicina, y cuán poco es
discutido en los programas de Física
sobre sus aplicaciones biológicas.
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En este artículo se discuten algunos
ejemplos sencillos de la aplicación de la
Mecánica a situaciones de interés médico.
2. La Biomecánica de la marcha
El análisis y entendimiento de la
dinámica en el proceso de la marcha es
posiblemente uno de los ejemplos más
notorios del uso de las leyes de la Física
en un sistema biomecánico. Su
comprensión, al menos en primera
aproximación, no requiere más allá que la
aplicación de las leyes clásicas de la
Física, específicamente las leyes de
Newton, correspondientes a los primeros
semestres en todos los programas de
Ingeniería o Física.
Como ilustración consideremos los
siguientes ejemplos.
2.1. Ejemplo 1. Una persona de pie
Este es probablemente la situación más
simple de analizar.
Al estar de pie y en reposo (ver Figura
1a), la persona tiene dos puntos de apoyo
sobre el piso. En este caso, tal como se
ilustra en la Figura las únicas fuerzas que
actúan sobre el cuerpo serían las fuerzas
F1 y F2 correspondientes a la reacción del
piso sobre los pies y actuando hacia
arriba, y la fuerza peso W producida por
la atracción de la gravedad de la Tierra,
hacia abajo. Un simple análisis de fuerzas
a través de un diagrama de cuerpo libre
(ver Figura 1b) muestra que F1 + F2 = W,
por lo que en principio se puede asumir
con cierto grado de confiabilidad que F1 =
F2 = 21 W, esto indica que el peso del
cuerpo se distribuye por igual sobre las
dos piernas, lo cual concuerda con el
sentido común.
Figura 1.- Fuerzas de una persona: a) de pie y b) en reposo.
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2.2. Ejemplo 2. Una persona al caminar
Cuando una persona camina podemos
siempre pensar que existe un instante en
el cual ésta se encuentra parada en un solo
pie. Esta situación se repite
periódicamente a lo largo de la marcha
justo antes del instante en que se da el
siguiente paso, es decir, al dar un paso un
pie está en el aire y el otro es nuestro
único punto de apoyo. Podríamos
exagerar diciendo que en realidad las
personas caminan en un solo pie.
El análisis de fuerzas en este caso
(ver Figura 2) nos lleva a que la fuerza de
reacción N del piso sobre el pie de apoyo
es igual al peso W, esto N = W.
Figura 2.- Fuerzas actuantes cuando se esta en un solo pie
Como puede verse, a diferencia
del caso anterior, ahora todo el peso es
soportado por una sola pierna, lo cual nos
indica que durante la marcha ésta se
encuentra sometida a esfuerzos mayores
comparados a aquellos en estado de
reposo. Esto significa que el cansancio
que se experimenta al caminar no es sólo
debido al ejercicio en sí, sino también al
hecho de que se somete a las piernas a un
esfuerzo que es aproximadamente 2 veces
mayor que aquel en que se encuentran en
reposo.
Por otro lado, es importante darse
cuenta de los dos casos simples
analizados arriba que mientras para una
persona de pie y en reposo la situación de
mayor equilibrio es tener ambas piernas
separadas formando un pequeño ángulo
con la vertical, según se muestra en la
Figura 1, en cambio, para una persona al
caminar la situación de equilibrio estable
lo lleva a que el pie de apoyo sea
colocado justamente debajo del centro de
gravedad del cuerpo, el cual se encuentra,
en condiciones normales, justo sobre la
línea media de éste.
Así, este ejemplo nos permite
entender por qué es tan notorio, además
de bello, que las modelos al caminar
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colocan tan pronunciadamente su pierna
justo sobre la línea central de su simétrica
y escultural figura.
Claramente, un desvío de esa
postura produce un desequilibrio de
fuerzas, generando un torque con efectos
que seguramente todos hemos observado
y juzgado como poco atractivo; un
balanceo al caminar. Ese balanceo es
justamente un intento subconsciente de
nuestro cuerpo por reducir el
desequilibrio de fuerzas.
Los casos analizados arriba nos
dan mucha más información de lo que
debemos hacer si queremos emplear las
leyes de la Biomecánica para comprender
las diversas situaciones en las que se
puede encontrar el cuerpo humano, o
calcular las fuerzas sobre las diversas
estructuras óseo-musculares relacionadas.
Por ejemplo, el cálculo de las fuerzas que
actúan sobre el tendón de Aquiles o las
fuerzas actuantes sobre la cadera, deben
hacerse justamente considerando la
situación en la que la persona se
encuentra parada en un solo pie, pues es
ésta situación la que mejor describe las
fuerzas máximas que intervienen en el
proceso de la marcha, siendo así la
situación de mayor trascendencia para su
estudio.
Así mismo, otras situaciones
comunes en la vida cotidiana, tales como
el uso de un bastón o caminar con un
maletín, pueden fácilmente analizarse
bajo el mismo esquema, permitiéndonos
obtener información de los esfuerzos a los
que las estructuras óseas y musculares de
nuestro cuerpo se ven sometidas. De este
modo, la Biomecánica nos permite
fácilmente entender el beneficio del uso
de un bastón cuando se tiene la cadera
lastimada y por qué éste debe usarse del
lado opuesto a la parte afectada. Un
modelo de fuerzas ligeramente distinto a
los analizados permite observar que al
usar un bastón las fuerzas que actúan
sobre la cadera se reducen notablemente
hasta en un 60%, con el consecuente
beneficio.
Igualmente, no es difícil descubrir
las enormes fuerzas que actúan tanto
sobre el tendón de Aquiles, las cuales
inimaginablemente pueden llegar a ser de
hasta 2 veces el peso de nuestro propio
cuerpo, como aquellas que actúan sobre
los huesos de la cadera y el fémur, las
cuales llegan a ser cercanas a 3 veces
nuestro peso.
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3. Discusión y conclusiones
Los simples ejemplos analizados en este
artículo nos muestran que la Biomecánica
a pesar de hacer uso de leyes elementales
de la Física, nos arroja información muy
útil sobre el funcionamiento de las
estructuras óseas y musculares del cuerpo
humano.
Los ejemplos discutidos aquí
conciernen solamente a aquellas
estructuras que toman parte en la
dinámica de la marcha, por ser estas
precisamente algunas de las partes del
cuerpo donde las aplicaciones
biomecánicas han sido tradicionalmente
más frecuentes y relevantes. No obstante,
el campo de aplicación de la Biomecánica
es muy amplio y no es restrictivo a la
mecánica de la marcha. Un posible caso
de esto es la determinación de las fuerzas
ejercidas por lo dedos de la mano cuando
se sostiene algún objeto o se realiza una
determinada tarea. Igualmente, se han
planteado modelos biomecánicos para
estudiar la estructura de la columna
vertebral, la articulación de la rodilla, el
oído medio, entre muchos otros.
Sorprendentemente nuestro cuerpo es una
máquina perfecta que funciona bajo
fuerzas internas imperceptibles, pero
enormes, y la Biomecánica precisamente
nos da cuenta de ello.
En conclusión, podemos decir que
la Biomecánica puede emplearse para
comprender las condiciones de
funcionamiento de nuestro cuerpo en una
gran gama de situaciones cotidianas. Su
campo de aplicación es vasto y su utilidad
en muchos aspectos de nuestro quehacer
diario es invaluable, a pesar de ello la
Física que necesitamos es elemental. Esto
último es notable y cabe remarcarse, pues
muestra que con poco y una buena dosis
de imaginación se puede hacer mucho.
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Proyección de
luz para la
inspección del
movimiento y
funcionamien-
to de
articulaciones
y músculos
Noé Alcalá Ochoa1
Sabemos, de los estudios básicos, que
las leyes de la física se aplican al cuerpo
humano; por ejemplo, el proceso de
caminar o levantar un objeto requiere de
un punto de apoyo y se puede describir
con las leyes de las palancas. Es posible
corregir los defectos visuales porque
nuestro ojo posee una lente, el cristalino,
y un área de formación de imágenes, la
córnea, y el cristalino se sujeta a las leyes
1 Centro de Investigaciones en Óptica, A.C. Loma del Bosque 115, Col. Lomas del Campestre, León, Gto. [email protected]
de la óptica; de esta manera para corregir
la miopía, hipermetropía o el
astigmatismo se coloca una lente externa
que en conjunto con la interna formen las
imágenes correctamente en la córnea. En
óptica se conoce a estos sistemas de dos
lentes como “dobletes ópticos”. Los
huesos como cualquier pieza de metal o
madera que forme parte de una estructura
se encuentra sujeta a deformaciones y
esfuerzos. Cuando son sujetos a esfuerzos
se deforman y si el esfuerzo o la carga
exceden su capacidad sobrevienen las
fracturas y rompimientos. De esta
manera, podemos considerar a los seres
vivos como obras de ingeniería y analizar
algunas de sus propiedades físicas y
mecánicas. El tema de la mecánica del
cuerpo humano desde un punto de vista
de la ingeniería mecánica, es decir de la
Biomecánica, es el tema del que
hablaremos en el resto del artículo.
La Biomecánica se aplica en
varias áreas, por ejemplo, en medicina
(Biomecánica médica) estudia las
patologías que padecen los seres vivos, en
particular los humanos para evaluarlas y
encontrar soluciones o corregirlas; en el
deporte (Biomecánica deportiva) se
analizan los diferentes deportes para
encontrar métodos más eficaces de
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entrenamiento y de rendimiento; en las
actividades diarias (Biomecánica
ocupacional) se analizan las diferentes
interacciones del cuerpo humano con su
medio ambiente para realizar
adecuaciones y simplificaciones. Para
conseguir sus objetivos de mejora, la
biomecánica se auxilia de diferentes
técnicas que le proveen de información
para tomar decisiones en la elaboración
de sus modelos. Algunas de las técnicas
más usuales son los métodos de
proyección de luz y la Electromiografía.
El primero utiliza métodos ópticos y de
procesamiento digital de imágenes para
obtener representaciones en tercera
dimensión de los objetos o de las
personas; el segundo se refiere más a la
actividad neurológica y muscular, es
decir, a la medición de aspectos tales
como la velocidad e intensidad de los
impulsos nerviosos.
Basta recordar que uno de
nuestros cinco sentidos fundamentales es
la vista para establecer la importancia de
la luz en nuestras vidas. El término “dar a
luz” lo interpretamos como extraer de la
oscuridad o la frase “ya veo” como
sinónimo de “ya entiendo”.
El uso de la luz va más lejos que
aplicaciones a situaciones en las que entra
en contacto directo nuestro sentido visual,
es decir en situaciones en las cuales
nuestros ojos han sido remplazados por
dispositivos sensibles a la luz. Las
aplicaciones van desde un típico lector de
CD´s hasta los sistemas de guía en
cohetes bélicos. En la medicina ha
encontrado también gran cantidad de
aplicaciones, sobre todo en su modalidad
de luz láser. Como es sabido, el cuerpo
humano absorbe ciertos tipos de colores,
aunque más propiamente sería decir que
absorbe luz a ciertas longitudes de onda;
propiedad que se utiliza para destruir
tejidos. Un corte con láser es después de
todo un corte basado en la destrucción de
pequeños volúmenes. En ingeniería no se
es la excepción y con luz se han realizado
mediciones de cuerpos basado en la
captura de la luz reflejada. Estas
mediciones se han realizado, por ejemplo
en la determinación de la planitud de una
superficie, es decir, medir las
desviaciones que poseen las superficies
respecto a un plano de referencia. Lo
mismo podríamos decir de una esfera o
alguna otra figura geométrica. La ventaja
de utilizar luz es que estas medidas se
pueden obtener con errores de fracciones
de micras y sin necesidad de establecer
contacto físico. Igualmente existen
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dispositivos que se basan en la
interferencia de la luz láser, llamados
interferómetros, que nos permiten evaluar
los esfuerzos a que se encuentra sometida
una estructura o más aún, fracturas que
pudiesen originar algún accidente.
De esta manera, explicaremos a
continuación una técnica óptica que nos
permite medir las deformaciones y
topografía de alguna parte del cuerpo
humano externamente. Técnicamente es
muy sencillo de realizar, aunque su
análisis requiere de elementos
computacionales y de software
especializado.
Figura 1.- Método de proyección de franjas
En la Figura 1 mostramos el método.
Consiste en proyectar sobre un cuerpo o
una parte de él un conjunto de franjas
claras y obscuras alternadamente,
generalmente rectas. Estas franjas al
incidir sobre un cuerpo se modifican
adoptando su forma. Las franjas se
pueden proyectar usando un proyector de
videoconferencias. Una cámara de video
graba las franjas para su análisis a través
del software de una computadora. La
Figura 2 muestra la proyección de estas
franjas sobre el tórax, espalda, rostro y el
pie de una persona. Notemos como las
franjas efectivamente se deforman
siguiendo la topografía del cuerpo sobre
el cual inciden.
Figura 2.- Franjas proyectadas sobre tórax, espalda, rostro pie.
Para explicar el método de análisis
partimos del siguiente hecho: si
proyectamos franjas rectas sobre una
superficie plana, por ejemplo la pantalla
del proyector, las franjas siguen siendo
rectas. A medida que se deforma la
pantalla lo hacen las franjas. Así, nos
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interesa medir la desviación que sufrió
cada línea respecto a su recta. Se
denomina periodo a la separación de las
franjas en el objeto (por ejemplo en mm).
Este periodo o separación en la dirección
perpendicular a las franjas cambia en las
diferentes zonas del cuerpo dependiendo
de su forma, fenómeno que se puede
apreciar en la Fig. 2c: las franjas del
pómulo poseen diferente separación que
las de los párpados. Estas diferencias se
pueden evaluar con auxilio de modelos y
de herramientas computacionales, que
explicaremos brevemente a continuación:
Cuando la rejilla incide sobre una
superficie plana se puede suponer que se
representa por la fórmula trigonométrica
)],(cos[),( yxpbayxP +=
y cuando esta rejilla se proyecta
sobre el objeto entonces se expresa por
)],(cos[),( yxobayxO +=
El argumento de la función coseno
es el que nos dice como es la topografía
del cuerpo. Así si o(x,y) fuera expresado
como Ax+By+C nos indicaría que es un
plano, si o(x,y) = A*x^2 sería un cilindro,
etc. Desde luego, o(x,y) no lo conocemos
como fórmula sino como una superficie
representada por un conjunto de puntos.
Como mencionábamos, nos interesa
determinar o(x,y) respecto a p(x,y), es
decir, la diferencia de o(x,y) y p(x,y). Hay
varias maneras de realizar esto, por
ejemplo usando métodos de
transformadas de Fourier, algoritmos
genéticos, etc. Pero un método más
sencillo es simplemente proyectar cuatro
rejillas desplazas en la dirección
perpendicular a la dirección de las franjas,
por ejemplo
)],(cos[ 11 yxobaO +=
)]2/,(cos[ 12 π++= yxobaO
)],(cos[ 13 π++= yxobaO
]2/),(cos[ 14 π−+= yxobaO
Este método se conoce como
desplazamiento de fase. De esta manera
podemos determinar el argumento de la
función coseno y por tanto la función
buscada usando únicamente las imágenes
capturadas por la cámara
31
24),(OO
OOarctgyxo
−−=
Este procedimiento lo usamos dos
veces, uno para la superficie plana y otro
para la parte del cuerpo bajo análisis.
Para una correcta determinación
de las deformaciones se emplean algunos
parámetros que dependen de la situación
experimental tales como el periodo de las
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franjas proyectadas y el ángulo entre la
cámara y el proyector. Otro aspecto es
que la ecuación anterior proporciona la
deformación módulo π2 , es decir no se
obtiene en forma continua sino que es
necesario agregar una constante deπ2 en
los sitios donde existan estas
discontinuidades. Esto debido a la
naturaleza de la función arctg.
En la Figura 3 tenemos nuestra
reconstrucción en 3D del tórax a partir de
las franjas proyectadas sobre él, Fig. 2a,
empleando un procedimiento similar al
descrito anteriormente.
Figura 3.- Reconstrucción 3D del Tórax
Aunque aquí hemos descrito el
procedimiento paso por paso, en la
práctica se hace de manera muy rápida.
Una cámara tipo CCD como la que
empleamos, realiza la captura de las
imágenes de hasta 30 por segundo,
situación que nos indica que podemos
detectar deformaciones debidas al
movimiento a intervalos de 1/30 de seg.
Existen en la actualidad cámaras con
precios accesibles con capacidad de
detectar alrededor de 8000 imágenes por
segundo y que nos permiten
prácticamente realizar un estudio
continuo del movimiento de un cuerpo o
de un segmento de él. También hay en la
actualidad algunos dispositivos
comerciales que utilizan esta técnica y
que obtienen las formas 3D con errores de
hasta 2 mm. Por nuestra experiencia al
trabajar con estos métodos sabemos que
existe una relación entre el área analizada
y la exactitud deseada. Se han realizado
investigaciones de aplicaciones de esta
técnicas en áreas pequeñas y han
encontrado que es posible obtener las
formas 3D con solo algunas micras de
error, esto para áreas de alrededor de una
moneda de 20 pesos.
Esta técnica se puede aplicar
desde luego a la biomecánica. Por
ejemplo, en la Figura 1b la aplicamos a la
espalda y a través de la gráfica 3D
podemos detectar desviaciones de la
columna vertebral (escoliosis) desde
etapas tempranas del padecimiento. Este
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análisis se puede hacer en forma dinámica
para analizar la respuesta de la columna al
movimiento o la manera en que trabajan
los músculos. Similarmente, en la Fig. 1a
se aplica al tórax y puede ser también una
herramienta para detectar asimetrías o
pequeñas protuberancias que indicaran
alguna patología. En la Fig. 1d se aplica
al pie para medir algunos aspectos como
el arco y las presiones plantares. Así, este
método de proyección de franjas puede
ser una alternativa al de los sensores de
presión usados actualmente. Esto es
porque no se puede colocar demasiados
sensores en la planta del pie por las
dimensiones de los mismos. En cambio,
con este método se está limitado a la
resolución de la cámara CCD empleada.
La resolución típica es de 624x480
píxeles. Lo cual indica que tenemos
alrededor de 250 000 sensores en una
imagen. Si se incrementa la resolución de
la cámara equivale a incrementar también
el número de sensores.
En conclusión, podemos decir que
los métodos ópticos pueden ser una
herramienta muy útil en la Biomecánica
para inspeccionar el movimiento de los
músculos, articulaciones y también para
obtener medidas cuantitativas de forma y
esfuerzos.
Bibliografía
1.- Gary L. Cloud “Optical methods of engineering analysis”, Cambridge University Press, 1995 2.- P. K. Rastogi and D. Inaudi, “Trends in Optical Nondestructive Testing and Inspection”, Elsevier Science Ltd, 2000. 3.- http://es.wikipedia.org/wiki/Portada
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Biomecánica
del pie
Fernando Chico Ruiz1
La Biomecánica es la ciencia que
estudia la aplicación de las leyes de la
mecánica (física) a las estructuras y los
órganos de los seres vivos2.
Diversas personas a lo largo de la
historia se han dedicado a esta creciente
ciencia bajo diferentes perspectivas, tal es
el caso de Leonardo Da Vinci a quien se
le reconoce como el más sobresaliente
estudioso de esta materia por sus
contribuciones en la descripción de las
proporciones y difusión de los avances en
materia principalmente gráfica, o el caso
de Aristóteles quien a través del estudio
sobre el movimiento de animales plasmó
sus resultados en un documento
denominado “Incessu Animalium”, en
donde hace reflexiones sobre la anatomía
1 CIATEC, A. C. Omega 201 Fracc. Industrial Delta, Leon, Gto. [email protected] 2 Chico Ruiz, Fernando et Al (2007). Pie y Calzado: Diseño Biomecánico, León, Guanajuato, p.16.
y el movimiento de los animales, viendo
el cuerpo de éstos como sistemas
mecánicos. Otros grandes estudiosos de la
biomecánica fueron Galeno y Andreas
Vesalius a través de estudios sobre la
mecánica del cuerpo y la estructura y
anatomía del cuerpo humano, así como el
matemático belga Quetelet quien publicó
su obra denominada “Anthropometrie”.
Todas estas contribuciones
fueron aportaciones de gran valor para
que en la segunda mitad del siglo XX,
Yuan-Cheng Bert Fung (científico nacido
en la provincia de Jiangsu, China en
1919) introduce por vez primera el
término “biomecánica” por lo que se le
reconoce por como el padre de la
“bioingeniería” y fundador de la
“biomecánica”.
Los avances de la biomecánica
no se centran en una sola área de estudio
sino que existen diversas líneas de
investigación y a diversas partes del
cuerpo, todas ellas con un gran universo
de estudio.
Las áreas de la ciencia que
componen la biomecánica son
particularmente las presentadas en la
figura 1 y en la figura 2 la ramas de la
biomecánica
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
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De igual forma, existen tres
ámbitos generales para el estudio de la
biomecánica, los cuales son:
Biomecánica médica. Para
evaluar las patologías que aquejan
al cuerpo humano y generar
soluciones capaces de evaluarlas,
repararlas o mitigarlas.
Biomecánica deportiva. Para el
análisis de la práctica deportiva en
busca de mejorar su rendimiento,
desarrollar técnicas de
entrenamiento y diseñar
complementos, materiales y
equipamiento de altas prestaciones
Biomecánica ocupacional. Para
analizar particularmente la
interacción del cuerpo humano
con los elementos con que se
relaciona en diversos ámbitos (en
el trabajo, en casa, en la
conducción de automóviles, en el
manejo de herramientas, etc.) y
adaptarlos a sus necesidades y
capacidades.
Dado que el pie es un componente
fundamental en la actividad humana y del
aparato locomotor, éste ha cobrado
particular importancia en la investigación.
Las extremidades inferiores del
cuerpo humano constituyen el soporte
esencial para la posición bípeda, base del
servomecanismo antigravitatorio y piezas
fundamentales para la marcha. Las partes
generales de las extremidades inferiores
son, cadera, muslo, rodilla, pierna, tobillo,
pie y dedos. Comúnmente en los estudios
y referencias del pie se incluyen los
dedos. El pie está constituido por 26
huesos, 33 músculos y más de 100
ligamentos, diseñados todos ellos para
soportar el peso y distribuir la carga
corporal, relacionados con otras tantas
articulaciones que le confieren una
estructura semi-rígida, aunado a un
complejo sistema vascular arterial que le
proporciona los nutrientes necesarios y a
una red nerviosa que le da la sensibilidad
y propiocepción, permitiéndole realizar
los más complicados movimientos a
través de los diversos grupos musculares
que le confieren la capacidad para
adaptarse a toda clase de superficies.
Los avances científicos de la
biomecánica del pie van en todas las áreas
de esta ciencia, las cuales se relacionan y
mezclan en ciertos puntos de las propias
áreas, tal es el caso del estudio de la
marcha humana, para lo que
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
184
primeramente deben conocerse las formas
y proporciones de los pies y sus
componentes, sin embargo, como factor
primario de naturaleza, la baropodometría
ayuda a explicar determinados fenómenos
en relación a dichas formas y
proporciones, ya que el efecto de la
gravedad interviene de forma directa e
indirecta en la concepción de tales formas
y proporciones, y que a su vez, son
modeladas por la función que ejercen los
pies durante la marcha. De esta forma
parece cerrarse el círculo de la
investigación biomecánica, no obstante
que cualquiera de los puntos de este
aparente círculo, resulta un buen y
adecuado punto de partida.
Así, resulta fundamental conocer
la función del pie (figura 3), la cual se
compone de tres elementos
fundamentales, apoyo del cuerpo,
mantener el equilibrio (que compensan
los fenómenos físicos del planeta -
movimientos de rotación, traslación y sus
fenómenos derivados-) e inicio del
desplazamiento humano (conocido como
“marcha”).
Para estos tres elementos de la
función del pie intervienen músculos,
arterias, venas, ligamentos, huesos, etc.,
todos con funciones, movimiento, formas
y proporciones específicas
Para el estudio biomecánico del
pie debe considerarse el tipo de división
de la mecánica newtoniana bajo el que
abordará el estudio, es decir, cinemática,
dinámica o estática, ya que en función de
esto se podrá acotar más fehacientemente
el alcance y se obtendrán en mejor
medida los resultados esperados.
Los estudios principales en materia de
biomecánica realizados al pie han sido:
Antropometría.
Baropodometría.
Análisis de marcha.
Antropometría. Dado que la
figura anatómica del pie es de forma
irregular, resulta complejo adaptar su
forma a la forma de pensamiento típico de
simetría, la cual es mucho más fácil de
manejar, sin embargo, la mejor simetría
que tienen los pies es que uno de ellos es
“casi” igual al otro pero en proyección
opuesta, por lo tanto, a partir de la
antropometría se han determinado las
dimensiones volumétricas y lineales con
base particularmente en su estructura
ósea, seguido de su concentración de
tejido adiposo y por último por la
estructura dérmica. EL general, se ha
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
185
particularizado el estudio de la
antropometría del pie en la división
estática de la mecánica, particularmente
por la complejidad en la creación de
tecnologías de análisis.
Al estudio de la antropometría del
pie se le ha denominado
“antropodometría”.
Baropodometría. Esta materia
aborda el estudio de las presiones
generadas entre la planta del pie y el piso
y el objeto de los estudios se ha
diversificado, siendo tanto estático como
dinámico. Para ambos casos se identifican
las presiones ejercidas en puntos que van
desde un área de 7 mm2 (en función del
diámetro de los sensores de presión de los
instrumentos de medición) hasta 36 cm2
(en función de la división de la zona
plantar en áreas, las cuales comúnmente
son 8: primer ortejo, ortejos del segundo
al quinto, cabeza del primer metatarsiano,
cabeza del segundo y tercer metatarsiano,
cabeza del cuarto y quinto metatarsiano,
medio pie externo, medio pie arco y
talón)
Análisis de marcha. Esta materia
comprende varias formas de estudio en
dos divisiones básicas de la mecánica: la
dinámica y la cinemática.
Los estudios comprendidos en esta
materia han sido sobre la mecánica de la
aceleración y desaceleración del cuerpo a
partir de los pies a través de elementos
denominados “acelerómetros”; otros
estudios han sido en relación a la forma y
tipos de movimientos en función de las
articulaciones empleando dispositivos
denominados “goniómetros”; otros más
han comprendido el análisis de las fuerzas
de reacción producidas por los pies por
medio de dinamómetros de tipo
plataforma; de igual forma se han
realizado estudios de baropodometría para
el análisis de marcha; algunos otros
estudios a partir de la marcha humana
comprenden la termometría y la propia
fisiología de la marcha.
Dentro de la biomecánica del pie
se han considerado el elemento de
protección y potenciación por naturaleza:
el calzado, ya que en la mayoría del
quehacer humano, éste juega un papel
preponderante, al grado de obtener de éste
propiedades biomecánicas para el pie, lo
cual lo lleva a ser tanto un elemento
protésico como ortésico. No obstante a las
propiedades biomecánicas del calzado,
éste conlleva además consideraciones
estéticas que van acordes con las
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
186
costumbres, tendencias y creencias
sociales como la moda.
Bibliografía
1. Centre Technique Cuir Chaussure Maroquinerie (1987). La Biomecanique de la Marche. Lyon, France.
2. Chico Ruiz, Fernando et al (2007). Pie y Calzado: Diseño Biomecánico. León, Gto., México.
3. Pollo, Ramiro et. Al (1995). Guía de Recomendaciones para el diseño de calzado. Instituto de Biomecánica de Valencia. Valencia, España.
4. Valiant, G.A. (1984). A determination of the mechanical characteristics of the human heel pad `in vivo´, PH. D. Thesis. Pennsylvania State University, Pennsylvania, USA.
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Anexo 1: Figura 1 Áreas que componen la biomecánica
Figura 2.- Principales ramas de la biomecánica
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Figura 3.- Huesos, ligamentos, arterias y músculos del pie
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
189
Laboratorio
de
Biomecánica
del CIATEC,
A. C.
Constantino Vidal G.
Manuel Hernandez T1
En el CIATEC, hace algunos años se
inauguraron nuevas áreas de trabajo para
ofrecer un servicio integral a la industria
del zapato y proveeduría, una de ellas fue
el Laboratorio de Biomecánica.
Pero qué es la Biomecánica y
cómo el sector del calzado puede sacar
ventajas con el uso de estas nuevas
tecnologías.
La Biomecánica es una rama de la
bioingeniería, que estudia los organismos
biológicos utilizando conceptos de
ingeniería, principalmente mecánica así
1 Biomecanica CIATEC, A.C. Omega 201 Fraccionamiento Industrial Delta, Leon, Gto. C.P. 37545. Correos electrónicos: [email protected] y [email protected]
como algunas ciencias biomédicas, con la
finalidad de comprender el aparato
locomotor y a su vez generar
conocimientos para desarrollar
actividades de manera eficiente y
saludablemente.
De esta forma queda claro que
aplicando esta definición a los zapatos,
nos liga directamente al confort del
calzado y desempeño de las actividades
del usuario.
Considerando al confort como la
sensación agradable del medio ambiente
más próximo a nuestra persona,
respetando las potencialidades de
nuestros sentidos. Hasta hace poco
tiempo el confort del calzado era
puramente subjetivo, o sea que un mismo
zapato podía resultarle cómodo a una
persona e incómodo otra, esto se aplica a
diferentes aspectos del confort, por
ejemplo, que un zapato resulte fácil de
doblar por la zona de flexión o que la
suela no se derrape con facilidad en un
piso húmedo, etc. Algunas características
importantes que se encuentran en los
zapatos y se deben valoran en el
laboratorio de Biomecánica del CIATEC
son:
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
190
1.- Amortiguación y
transmisión de las
fuerzas de impacto al
caminar Un impacto es una fuerza alta aplicada en
un tiempo muy corto y se comenzó a
estudiar en los años 70´s con los sistemas
de amortiguación con recamaras de aire.
El impacto se transmite por el cuerpo
como una vibración de los huesos que no
puede ser controlada por los músculos y
tendones. Causando problemas como:
disconfort, dolor en las articulaciones
(rodilla y espalda), degeneración de los
cartílagos articulares.
El pie está bien adaptado a las
superficies naturales. Las superficies
artificiales sobre las que se camina en la
actualidad hacen el impacto mucho
mayor. Es necesario actuar para reducir
los impactos en superficies duras.
Se pueden adoptar dos estrategias
en el diseño del calzado:
Complementar la capacidad de
amortiguación para requisitos altos de
amortiguación o grupos de usuarios con
riesgo de lesiones y potenciar los
mecanismos naturales de la
amortiguación como puede ser el
confinamiento de la grasa plantar esto se
aplica cuando las cargas y las
necesidades de amortiguación no son muy
altas (Figura 1).
Figura 1.- Impactos en la marcha
2.- Mejoras en la
fricción (suela)
La fricción es un aspecto esencial para el
fenómeno que nos permite caminar, se
puede actuar sobre los siguientes
elementos del calzado para mejorar la
fricción.
Si la fuerza de fricción es
Suela
Interior del calzado
MaterialesAjusteDibujo
Materiales
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
191
Excesiva:
- Se dificulta el giro y aumenta el riesgo
de tropiezos y lesiones.
Si la fuerza de fricción es Baja
- Riesgo de deslizar y caer.
- La impulsión que se puede ejercer con
el calzado es baja.
3.- Analisis de los
esfuerzos actuantes en
la planta del pie
durante la marcha
Los sobreesfuerzos en la planta del pie
son causa en muchos casos de molestias y
disconfort asociadas al uso de calzado. El
estudio de la distribución de los esfuerzos
plantares es una herramienta esencial en
el análisis biomecánico del calzado figura
2.
4.- Flexión en zapato
completo
La flexión de los dedos es muy
importante en la marcha, especialmente al
momento del impulso.
En el plano del piso, la inclinación
del aje formado por las cabezas de los
matatarcianos es aproximadamente de 60º
midiéndose de adelante hacia atrás del eje
del pie.
El factor más importante en la
flexibilidad en el zapato es la suela y
entresuela además de algunos otros
factores tales como el material del corte,
el sistema de construcción y el diseño
mismo del zapato.
Figura 2.- Esfuerzos Plantares
Inicio del apoyo.- Apoyo del talón, la máxima
presión se desplaza hacia la zona delantera
pasa por la parte externa del mediopié.
Transferencia de carga.- La carga pasa
al antepié, la presión aumenta en la
cabeza del quinto metatarsiano
se desplaza hacia los metatarsianos
medios.
Despegue.-La presión se concentra en la
cabeza del primer metatarsiano, se transfiere
hacia el primer dedo, pérdida del contacto.
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
192
En un día normal una gente que
tiene una actividad normal da
aproximadamente de 4000 a 5000 pasos,
esto significa que flexiona el zapato el
mismo número de veces. Se puede
verificar la flexibilidad de un zapato
realizando una sencilla prueba al
momento de comprarlo, tan fácil como
tomar el zapato por sus extremos y tratar
de juntar las manos, primeramente se
tiene que prestar atención en que se
flexione con relativa facilidad y por otro
lado que la flexión se produzca sobre la
zona de flexión y no por el medio del
zapato. Por lo tanto el calzado debe
adaptarse a los gestos específicos del uso
(cazado de calle o deportivo) para el que
se ha diseñado.
- No debe impedir los
movimientos normales del pie durante la
marcha o la actividad desarrollada
- Un calzado poco flexible
aumenta la fatiga pudiendo producir
lesiones en el pie
5.- Análisis funcional de
la marcha humana y
valoración de calzado La valoración del calzado, utilizando las
plataformas dinamométricas y los equipos
complementarios (Fig.3) (acelerómetros,
electrogoniómetros), se refiere a como
afecta este en la marcha de las personas y
que posibles consecuencias conlleva el
uso de zapato diseñados exclusivamente
en forma estética o de moda sin tomar en
cuanta el efecto de comodidad y salud
hacia el usuario
Figura 3.- Gráfica de fuerzas verticales correspondiente a una marcha humana normal.
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
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6.- Confort térmico del
calzado
- La postura de pie proporciona un
40 % menos área del cuerpo que esta
expuesta al calor del sol en comparación
de los cuadrúpedos.
-El humano al ponerse únicamente
en dos pies coloca la cabeza en aire más
fresco y en una región con más
movimientos de la cabeza.
Los receptores térmicos que tiene
el cuerpo humano ha sido identificado
pero no especificados, dos tipos de fibras
nerviosas están envueltas el la sensación
térmica. Una pulgada promedio de piel
tiene aproximadamente 32000 terminales
nerviosas, 98 glándulas sebáceas y 650
glándulas sudoríparas.
El confort que da el uso del
calzado es el resultado de una interacción
compleja entre diferentes aspectos del
diseño que afectan el funcionamiento del
pie cuando se encuentra en movimiento o
diferentes actividades del ser humano.
Las propiedades térmicas del
calzado dependen en gran medida de
cuanto aire se encuentre entre el calzado y
el pie. El ajuste del zapato define en gran
medida cuanto calor se perderá a través
del vapor de agua, una mejora importante
utilizando este concepto es el aplicar el
“efecto de bombeo” dentro del zapato,
esto permite remover el aire caliente y
sustituirlo con aire fresco, lo cual lo
convierte en una forma eficiente de
eliminar el vapor de agua, principalmente
se puede utilizar las plantillas para
generar este efecto, el cual aprovecha el
movimiento natural del pie dentro del
zapato al momento de caminar o de
correr.
El personal del laboratorio de
biomecánica del CIATEC, está trabajando
para que todas las personas deportistas
profesionales o aficionadas así como
empresas manufactureras de calzado
conozcan y apliquen los conocimientos
para mejorar el desempeño del calzado
durante la actividad y poder evitar futuras
lesiones o prolongar la vida activa de los
diferentes usuarios sean deportistas,
niños, adulto mayores, diabéticos y
muchos mas grupos de población.
Bibliografia
1. Cavanagh, P.R., Lafortune, M.A. (1984). Ground reaction forces in distance running. J. Biomech. 13 (5): 397-406.
2. Hedge, A. (2006). Thermal sensation and Thermoregulation, Cornell University.
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3. Kaplan H.M., Kaplan L.A. (2002). The Physiology of Comfort, Illinois State Academy of
4. Science, vol. 95, 2, (pp. 99–106) 5. Muñoz R, Vidal C, Chico F, Perales A.
(Abril 2006). Metodología para el desarrollo de Plantillas Biomecánicas para Calzado de Seguridad. CIATEC, A.C., México.
6. Ramiro J. (1995) .Guía de Recomendaciones para el diseño de calzado. Instituto de Biomecánica de Valencia. España.
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Salto del
corazón (Cuento)
Elizabeth Silva Moreno1
El niño robot le dijo a la abuela
que le diera cuerda para ir
a la escuela…
Ya te había dicho una y mil veces que
no te anduvieras subiendo a esos aparatos
del diablo, pero bueno, mañana sabremos
si aún, hay una esperanza - exclamó con
un dejo de tristeza Amanda, mientras
secaba los últimos platos de la cena y los
colocaba en el trastero.
Miles de veces se había imaginado
una vida con todas las comodidades que
veía en las películas de ciencia ficción
donde las señoras vestidas con traje de
diseñador y peinadas meticulosamente al
último grito de la moda, con sólo apretar
un botón hacían las labores del hogar de
1 Lic. en Educ. Prim. Elizabeth Silva Moreno
la forma mas fácil: lavaban la ropa con el
dedo índice, con el meñique accionaban
el lavavajillas, la comida la seleccionaban
por medio de un aparato que servía los
platillos gourmet más exquisitos y que
con sólo accionar un botón (para lo cual
elegían el dedo anular), servía las viandas
de forma rápida, el dedo pulgar era
colocado en una placa que servía para
abrir las puertas de la entrada -¡adiós a las
llaves!- Todo esto y mas, en las llamadas
“casas inteligentes del futuro”.
¡Qué lejanos se le hacían esos
sueños, y eso que ya era el futuro! Con su
sueldo mínimo no podía acceder a
muchas comodidades que ofrece la
tecnología, además, cómo pensar siquiera
en un horno de microondas indispensable
en cualquier casa, si todo se le iba en el
pago de la renta y en los cuidados que
requería Joel, el hijo en el que tenía
sembradas todas sus esperanzas de madre.
Hasta hace algunos meses, Joel,
como cualquier adolescente que no mide
las consecuencias de sus actos, gustaba de
participar en deportes extremos, aunque el
no tenía los medios para comprar el
equipo de seguridad necesario para lo que
realizaba, lo hacía con préstamos de sus
compañeros, Luis, el entrenador le
prestaba los guantes, Toño su compañero
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
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de la escuela el arnés, y así cada uno de
sus amigos.
Desde los doce años, Joel había
participado en saltos de paracaídas y cada
vez que lo hacia se convertía en todo un
evento pues era el más atrevido de todos
y lograba que sus saltos fueran todo un
espectáculo para el espectador, aunque
para su mamá significara traer el corazón
en la garganta cada vez que se enteraba de
las proezas que iba a realizar su preciada
joya. Ella sentía como su corazón saltaba
de angustia cuando Joel le contaba sus
hazañas.
Parece que fue ayer, cuando
escuchó a su hijo emocionado decir-
Mañana realizaré una demostración de
caída libre para la inauguración de los
juegos deportivos de la escuela ¡tienes
que ir!, todos los papas de mis
compañeros van a estar presentes-.
Hoy todo era como vivir en una
pesadilla al ver a su joven hijo sobre una
silla de ruedas, sin esperanzas, deprimido,
sin querer asistir ya a la escuela. Con
todas las complicaciones surgidas y a
pesar de los esfuerzos de los médicos,
tuvieron que ser amputadas su pierna y
brazo izquierdos.
Uno de tantos días, con el control de la
televisión en la mano Joel cambiaba
constantemente el canal viendo uno y
todos a la vez. De repente algo volvió a
llamar su atención: el documental se
llamaba Biomecánica; el futuro llegó.
Ese término ya lo había escuchado en la
escuela una vez que le dejaron un trabajo
de investigación que por cierto no realizó
por volarse la clase.
Él, sabía que la Biomecánica es
una disciplina científica que estudia las
estructuras de carácter mecánico que
existen en los seres vivos,
fundamentalmente del cuerpo humano y
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, pero no se imaginaba ya
en la práctica exactamente para qué
servía.
En el programa explicaban las
investigaciones de un grupo de
especialistas en el campo deportivo que
estudiaban los movimientos del hombre
en el proceso de ejercicios físicos.
Además presentaban un análisis de las
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
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acciones motoras de varios deportistas
como sistemas de movimientos activos
recíprocamente relacionados. En ese
análisis investigaban las causas
mecánicas y biológicas de los
movimientos y las particularidades de las
acciones motoras que dependen de ellas
en las diferentes condiciones.
Joel sintió que el corazón le daba
un salto en el pecho al conocer que 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 cardiaca
para sustituir las funciones cardíacas y
pulmonares). Conoció el desarrollo
importante de un pulmón de acero, primer
dispositivo de respiración artificial que
salvó la vida a algunos enfermos de
poliomielitis. ¡Cómo no se había
interesado antes en investigar más a
fondo esta ciencia! -quizá tenía algo que
ofrecerle que le pudiera ayudar con su
problema.
Cuando escuchó que la
biomecánica interviene en el desarrollo de
implantes y órganos artificiales y que se
han desarrollado prótesis mioeléctricas
para extremidades de enfermos
amputados, que están movidas por
pequeños motores eléctricos estimulados
por sistemas electrónicos que recogen las
señales musculares, un rayo de esperanza
toco su corazón.
La siguiente semana fue un ir y
venir, llamar y llamar a diferentes
instituciones que hicieran uso de estas
tecnologías, ¡cuando se lo hubieran
imaginado!, los médicos algo habían
mencionado cuando pasó el accidente,
pero siendo del sistema de seguridad
social no tenían acceso a esos
tratamientos y ahora que estaba enterado
iba a hacer lo posible o lo necesario para
ser tratado con esos avances de la
tecnología.
La abuela le dijo se estuviera quieto,
la cuerda le daba cosquillas al nieto.
-¡Ya esta aquí el paciente doctor!-
A veces al doctor Maximino se le
olvidaban las citas que tenía
programadas, si no fuera por su secretaria
que le llevaba la agenda con la mayor
eficiencia que alguien pueda tener, su
trabajo sería pasar horas y horas hundido
en su computadora navegando por la
vasta red de redes. Le interesaba mucho la
ciencia y los avances sobre todo de la
medicina y las aportaciones que hacen
[Ide@s CONCYTEG] Año 2, Núm. 21, 22 de junio de 2007
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algunas otras ramas, como la
biomecánica.
Como cirujano con especialidad
en traumatología, realizaba varias
operaciones al día y todavía se hacia
tiempo para atender su gabinete médico.
Él, era famoso por sus intervenciones en
la colocación de prótesis articulares en
cadera, rodillas y hombros a pacientes
reumáticos, tenía muchas postales de
varias partes del mundo de personas que
le escribían agradecidos de la calidad de
vida que ahora gozaban gracias a su
trabajo.
En su labor era común tratar con
varios y diferentes implantes artificiales
como tornillos, agujas, placas
atornilladas, clavos intramedulares,
sistemas de fijación de huesos, por lo que
le era necesario estar capacitándose en el
estudio biomecánico de estos
aditamentos.
Le maravillaba tanto vivir en esta
época y recordaba con nostalgia como en
tiempos pasados, sentados en el piso,
sobre una manta veía con sus amigos
aquellas series de televisión que se
hicieron tan famosas debido a su
contenido cargado de ciencia ficción y
que gustaban por igual a chicos y grandes
pues los transportaban a un futuro lleno
de avances científicos y tecnológicos,
pero también de fantasías que solo en
sueños podían imaginar. Autos que
hablaban, hombres con brazos biónicos o
mejor aún, el policía que sufre un
accidente automovilístico y pierde varios
órganos siendo reconstruido mediante
implantes que le permiten tener mejores
capacidades físicas como un excelente
oído, visión de rayos x, mayor velocidad
al correr o extremidades elaboradas con la
tecnología mas avanzada. ¡Todos querían
ser como él! Pasaban tardes enteras
jugando con los primos, y mas de uno se
sentía Robocop Y eran días de infancia
tranquila y tardes de televisión en familia.
Cuando a través del auricular del
teléfono escuchó la voz asustada y tímida
de Amanda, sintió que el corazón le
saltaba al escuchar la historia de los saltos
en paracaídas de Joel y su trágico
desenlace. Había tanto que hacer por el
muchacho, que sin más, los citó la
mañana siguiente.
La abuela robot antes que se fuera,
le puso aceitito con una aceitera,
le beso la frente de acero bruñido,
le peino los rizos de alambre torcido.
Era muy temprano cuando
aparecieron en la puerta de entrada, una
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señora joven con un muchachito delgado
(en silla de ruedas se veía aún más
pequeño), preguntando por el doctor.
Cuando se vieron frente a frente el doctor
reconoció la importancia de su trabajo y
las esperanzas que en Él habían
depositado, pues los rostros suplicantes
del joven y su madre le daban mayor
razón a su labor.
Después de explicarles las
opciones que tenía Joel, éste le dijo que
su inquietud surgió con el programa sobre
biomecánica que había visto en la
televisión.
Aplaudiendo su espíritu
investigador, el doctor le explicó a Joel y
a su madre que a pesar de las distintas
clasificaciones que se le han podido dar a
la biomecánica ésta engloba tres grandes
áreas como lo son la biomecánica medica,
encargada del diseño de sistemas para el
mejoramiento de determinados sistemas
motores del hombre que era con lo que él
había trabajado hasta ahora, la
biomecánica ocupacional, y la
biomecánica deportiva, que estudia los
movimientos del hombre en el proceso de
los ejercicios físicos y analiza las
acciones motoras del deportista. En esos
análisis se investigan las causas
mecánicas y biológicas de los
movimientos y las particularidades de las
acciones motoras que dependen de ellas
en las diferentes condiciones.
Fijaron la fecha de la intervención.
No importaba mucho para el médico, ni el
dinero, ni el seguro, ni nada. Lo que
quería era poner cuanto antes manos a la
obra la misión que tenía que cumplir al
ayudar al muchacho.
Tenía que haber curaciones,
rehabilitación, gastos, pero nada
importaba mas para Amanda, que su hijo
estuviera bien y fuera ayudado.
Eran las diez de la mañana cuando
se despidió de él dándole su bendición,
justo antes de entrar al Quirófano, viendo
en sus ojitos esperanza y confianza en que
todo iba a salir bien -Aquí voy a estar
esperándote cuando salgas corazón- todo
va a salir bien- repitió para sus adentros.
Viendo como se alejaba la camilla
por el ancho pasillo, Amanda sintió como
su corazón saltaba dentro de su
pecho…pero esta vez era de emoción.
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200
El niño robot con paso marcial
directo a la escuela, atento y formal
llevando en el pecho de terso metal
una maquinita que hace chac-chac-chac.
Fin
Biomecánica
Ide@s CONCYTEG ®. 2(21): Marzo, 2007
ISSN: 2007-2716. Guanajuato, México.
http://www.latindex.org/buscador/ficRev.html?opcion=1&folio=19044
