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ESTRÉS MECÁNICO Instituto Nacional de Rehabilitación Escuela superior de Rehabilitación   ANÁLISIS DE LA MARCHA L.T.F. José Luis Nava Ramírez     E.T.F Remigio Juárez Karen Yosemite  

Tipos de fuerzasson las distintas formas de El cuerpo humano es sometidos a unas fuerzas externas. La mecánica estudia las deformaciones y describen como se comporta un material cuando se le aplican dichas fuerzas. Esfuerzo es la tensión interna que experimentan todos los cuerpos sometidos a la acción de una o varias fuerzas. Atendiendo a la dirección y sentido en que actúan las fuerzas que los originan, los esfuerzos se clasifican en: 1. Comprensión: Un cuerpo está sometido a un esfuerzo de compresión cuando se le aplican dos fuerzas con la misma dirección y sentidos contrarios provocando un abombamiento en su parte central y reduciendo su longitud inicial. Las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo o comprimirlo. La compresión ocurre cuando dos fuerzas actúan en la misma dirección y sentido contrario haciendo que el elemento se acorte y se deforme. Cada pieza falla bajo diferentes magnitudes de carga. La cantidad de carga bajo la cual falla un elemento en compresión depende del tipo de material, la forma del elemento y la longitud de la pieza.

2. Tracción: El cupo está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a estirarlo. La tracción es lo contrario a la compresión: intentar “estirar”, alargar un elemento. Cuando se trata de cuerpos sólidos, las deformaciones pueden ser permanentes: en este caso, el cuerpo ha superado su punto de fluencia y se comporta de forma plástica, de modo que tras cesar el esfuerzo de tracción se mantiene el alargamiento; si las deformaciones no son permanentes se dice que el cuerpo es elástico, de manera que, cuando desaparece el esfuerzo de tracción, aquél recupera su primitiva longitud. 3. Flexión: el cuerpo estará sometido a flexión cuando actúen sobre él cargas que tiendan a doblarlo. En un esfuerzo de flexión se dan los esfuerzos de tracción y compresión a la vez.se hunde 4. Torsión: Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es un esfuerzo producido por retorcer o girar un material sobre sí mismo, ejerciéndose en sus dos pares de giro en sentido contrario. 5. Cizalla: Un cuerpo está sometido a un esfuerzo de cizalladura (también llamado de cizallamiento, de corte o esfuerzo cortante) cuando se le aplican dos fuerzas de sentido opuesto que tienen tendencia a cortarlo actúan de forma que una parte de la estructura tiende a deslizarse sobre la otra.

ESTRÉS MECANICO EN LOS TEJIDOS

Hueso Tracción La tensión de tracción se puede considerar como pequeñas fuerzas dirigidas a lo lejos de una superficie de la estructura máxima tensión de tracción tiene lugar sobre un plano perpendicular a la carga aplicada. Bajo esta fuerza el hueso se alarga y afina. Los huesos más afectados por este tipo de fuerza son los que tienen una gran proporción de hueso esponjoso. Compresión La tensión compresiva puede asumirse como muchas fuerzas dirigidas hacia el interior de la superficie de la estructura. Las vértebras son las más susceptibles a sufrir una lesión a casusa de esta fuerza. En una articulación la carga compresiva hasta el fallo puede producirse por una contracción anormal de los músculos que la rodean. Cizalladura Durante la carga por cizalladura se aplica una carga paralela a la superficie de la estructura, resultando tensión y esfuerzo dentro de la estructura. El hueso se deformará internamente de forma angular. Flexión Cuando un hueso se carga en flexión está sujeto a una combinación de tracción y compresión. La tensión y el esfuerzo por tracción actúan sobre un lado del eje neutro y el esfuerzo y a tensión por compresión operan sobre el otro lado. Torsión Se aplica una carga a la estructura de, manera que esta gire alrededor de un eje y se produzca un torque. El patrón de fractura de un hueso cargado en torsión sugiere que el hueso primero falla en cizalladura. Debido a que el hueso es un material visco elástico su comportamiento biomecánico varia con la velocidad a la cual se le carga. El hueso es muy rígido y aguanta una alta carga hasta el fallo cuando las cargas se aplican a alas velocidades. A altas velocidades el hueso también almacena energía antes de fallar. La velocidad de esfuerzo calculada para la marcha lenta es de 0.001 por segundo.

Cartílago El cartílago es un tejido multifasico. Durante el movimiento de la articulación las fuerzas en la superficie pueden variar desde casi cero hasta mas de diez veces el peso del cuerpo. Las áreas de o también cambian de manera compleja. Se ha estimado que en la cadera el piso de tensión de o puede alcanzar 20MPa.De esta manera, el cartílago articular es un material altamente tensionado. Compresión Durante una fase de compresión el cartílago usara un mecanismo de exudación de fluido, y lo distribuirá en toda la matriz solida, esto provocara a su vez la relajación al ser liberados la región alta de compactación de la matriz sólida. Este mecanismo de tensión-relación hace difícil mantener niveles excesivos de tensión dentro del tejido. Tracción En la tracción el tejido es fuertemente anisotrópico y marcadamente no homogéneo. Las fibras de colágeno se realinean durante la aplicación de esta fuerza. Si la estructura molecular de colágeno se altera las propiedades de tracción de la red también cambiarán. Cizalladura COLAGENO QUE COMPONE EL CARTILAGO DISPONE DE UNA RIGIDEZ QUE DISIPA LA FRICCIÓN Y EL ANGULO PROVOCADO POR LA TENSIÓN EN CIZALLA

Músculo Un músculo se contrae con mucha rapidez cuando la carga es baja. No obstante cuando se aplican cargas la velocidad de contracción disminuye, siendo cada vez más lenta cuanto más grande sea la carga. Cuando la carga se iguala a la tensión que el músculo puede soportar, la velocidad se hace cero, es decir, el músculo se contrae isométricamente. Cuando la carga se incrementa todavía más, el músculo se alarga excéntricamente. Este alargamiento es más rápido con mayor carga. La contracción de los músculos adyacentes al hueso alterá la distribución de la tensión del hueso. Esta contracción muscular disminuye o elimina la tensión de tracción en el hueso al producir una tensión compresiva que la neutraliza parcial o totalmente. Durante la locomoción se aplican momentos de flexión al cuello femoral y se produce tensión por tracción en el córtex superior. La contracción del glúteo medio neutraliza la tirantez por tracción lo que permite que el cuello femoral soporte cargas mas altas que las posibles.

Tendones y ligamentos Los tendones son suficientemente fuertes para soportar las elevadas fueras tensiles que resultan de la contracción muscular durante el movimiento articular. Los ligamentos son plegables y flexibles, permitiendo los movimientos naturales de los huesos a los que se insertan, a su vez son fuertes e inextensibles, lo cual ofrece una resistencia adecuada a las fuerzas aplicadas. Ambas estructuras sostienen principalmente las cargas de tracción durante la carga normal y excesiva. Cuando ocurre una lesión el grado de daños se relaciona con la velocidad y la cantidad de carga. Los ligamentos y tendones también pueden ser sometidos a cizalladura. Estos tejidos pueden tener cambios adaptativos a estas fuerzas. En el caso de los tendones flexores largos de los dedos hay presencia de cargas compresivas donde el fibrocartílago se encuentra en todo el trayecto como una adaptación mecánica. La cizalladura por fricción también ocurre en los tendones que rozan en las prominencias óseas u otros músculos. Al ejecutar su función de guia y estabilización de los segmentos lo ligamentos se ven sometidos a fuerzas de cizalladura, compresión y torsión.

CONCLUSIÓN Nuestro cuerpo responde a fuerzas internas y externas. Las fuerzas externas pueden ser de tracción, flexión, compresión,o torsión, caudasadas por momentos mecánicos. Los tejidos visco elásticos tienen la capacidad de deformarse y volver a su estado normal si no se excede su capacidad de plasticidad. Esta característica es propia de los tejidos biológicos que componen el cuerpo: Hueso, músculo, nervios, tendones y ligamentos. Al ser aplicada un tipo de fuerza externa cada tejido responderá de manera diferente por su composición bioquímica y celular pero siempre siguiendo los mismos principios de la deformación. Estas características de los tejidos visco elásticos proveen la virtud a nuestro cuerpo de soportar diferentes tipos de estrés y poder así, moverse bajo muchos tipos de circunstancias sin que se dañe la estructura y por ende la función de las diferentes partes del cuerpo.

La acción del un tejido no puede evitar tener una reacción en otro tipo de tejido, de esta foma se logra una alianza entre ellos que permitirá el movimiento de manera dinámica o estatica.

BIBLIOGRAFÍA: Miralles Marrero R,Puig Cunillera M.(2000)Biomecánica clínica del aparato locomotor.Masson S.A.Barcelona España Nordin M,Frankel V. (2012). Bases biomecánicas del sistema musculoesqueletico. 4ta edición.WOLTERS KLUWER