Читать книгу Biomecánica básica - Pedro Perez Soriano - Страница 16

Aguado (En Campos, 2001) señala que la base de los conocimientos de la mecánica queda estructurada hasta las aportaciones realizadas por Newton, pero sigue existiendo durante muchos años una falta de técnicas instrumentales y metodologías que permitan ser aplicadas al estudio de los seres vivos. En el mismo sentido, Dal Monte (1983) explica que la revolución en la biomecánica estuvo ligada a la posibilidad de registrar el movimiento del hombre a partir del descubrimiento de la fotografía. En este sentido, el S. XIX supone la aparición de la fotografía, así como de otros instrumentos que permitieron cuantificar el movimiento humano y animal.

La marcha humana fue la primera actividad o acción que despertó gran interés entre los fisiólogos, ingenieros, matemáticos,… de la época (Nigg y Herzog, 1994), iniciándose este análisis de manera observacional, y posteriormente con la fotografía de forma cuantitativa (figura 10). Los primeros experimentos objetivos sobre la marcha humana los realizaron los hermanos Weber en Alemania a mediados del siglo XIX (1836); así, en su obra: “Mechanik der Mensheliehen Gehwerkzeuge Gottingen”, describen las fases de la marcha humana, movimientos del centro de gravedad y alteraciones de la marcha (Paul, 1998).

Figura 10. Análisis de la marcha (Marey, 1884).

Durante el período de 1800-1900, las principales aportaciones a la biomecánica fueron:

Desarrollo de nuevas técnicas instrumentales y métodos para cuantificar la cinemática y cinética del movimiento (fundamentalmente aplicado al análisis de la marcha).

Aplicación de métodos de la ingeniería en el análisis biomecánico y biológico.

El paso de una biomecánica intuitiva a una biomecánica basada en la cuantificación y el análisis matemático.

La aparición de las técnicas de electromiografía en el análisis de la acción muscular.

El estudio de los biomateriales para la generación de diferentes estructuras.

Étienne Jules Marey (1839-1904). Médico, fisiólogo e inventor francés aplicó técnicas de fotografía cronocíclica, ciclofotografía o cronofotografía para analizar la marcha humana y la marcha animal. Según Cavanagh (1990), fue uno de los científicos más prolíficos que la biomecánica haya visto jamás. Marey utilizó instrumentos de medición extremadamente ingeniosos para su época como un complejo sistema neumático de grabación portátil que permitía al corredor realizar su actividad libremente, fuera del laboratorio, mediante zapatillas con cámaras de aire, primitivos acelerómetros colocados en cabeza o sistemas telegráficos para la medición de la frecuencia de zancada y la velocidad de los corredores (figura 11). Fue el creador de la primera plataforma dinamométrica, e incluso fue el primero en emplear técnicas de análisis cinético y cinemático sincronizadas.

Marey fue responsable del diseño de la mayor instalación construida hasta entonces, destinada al análisis de la locomoción. La famosa “Estación fisiológica” (figura 12), fue una pista perfectamente horizontal de quinientos metros de circunferencia, instrumentada para medir eventos parciales, como el tiempo de paso cada cincuenta metros.

Figura 11. Tecnología empleada por Marey, pionera en la instrumentación biomecánica.

Figura 12. Estación fisiológica (Jules Marey, 1839-1904).

Eadweard Muybridge (1830-1894). Contemporáneo de Marey, es otro personaje destacable de la biomecánica de finales del siglo pasado. Nació en Inglaterra aunque emigró a los Estados Unidos de América, con el objetivo de hacer fortuna, cambió su nombre y finalmente se dedicó a la fotografía. En 1872, Muybridge comenzó a hacerse famoso cuando demostró, a través de sus fotografías, que el caballo despega las cuatro patas a la vez durante su trote (figura 13).

Fue entonces cuando, bajo el patrocinio de Stanford y de la Universidad de Pennsylvania, se embarcó en un ambicioso proyecto para obtener una serie de secuencias fotográficas de animales y seres humanos en movimiento. El resultado fue un impresionante documento visual de once volúmenes llamado “Animal Locomotion” (MuyBridge, 1887), y reproducido en tres volúmenes en 1979 (Muybridge, 1979), el cual contiene 781 láminas originales, con un total de más de 20.000 fotografías individuales. Las láminas están hechas con seriaciones del movimiento obtenidas con cámaras fotográficas orientadas casi siempre perpendicularmente, que permiten analizar el movimiento desde dos o tres planos ortogonales.

Un gran número de láminas de Muybridge se dedican al análisis de movimientos habituales de la vida diaria del hombre/mujer y de los niños, además de otras muchas actividades consideradas hoy en día como deportivas, como la carrera de fondo, de velocidad o con obstáculos, el salto de longitud, el salto de altura y los lanzamientos (figura 14).

Figura 13. Secuenciación de la carrera del caballo de Muybridge (1872).

Figura 14. Secuencias de imágenes analizadas por Muybridge (1887).

Finalmente, durante este período también hay que citar a figuras importantes como Friedrich Trendelenburg (1844-1924), por sus aportaciones al análisis de la marcha, fundamentalmente patológica; Dubois-Reymond (1818-1896) y Duchenne (1802-1875) por su contribución al estudio electromiográfico; Richard von Volkmann (1830-1899) y Julius Wolf (1836-1902), por sus contribuciones sobre el efecto de la presión en el desarrollo del hueso; Wilhelm Braune (1831-1892) y Otto Fischer (1840-1927), por sus precisos cálculos matemáticos en el análisis de la marcha humana, en el que posiblemente fue el primer análisis cinemático 3D empleando 4 cámaras fotográficas.