¿Qué es la biomecánica humana?

La biomecánica humana como disciplina rigurosa es la fusión relativamente moderna de las dos antiguas ciencias de la fisiología y la ingeniería. La investigación sobre la biomecánica siempre ha existido, desde los primeros humanos que extrajeron un hueso de la carcasa de un animal y lo usaron con éxito para levantar una piedra pesada debajo de la cual excavaban sabrosas larvas de insectos. Sin embargo, no fue hasta la década de 1970, con el avance tecnológico en la medición electrónica y la computación, que los principios mecanicistas se convirtieron en una influencia principal en la comprensión de los sistemas biológicos. La articulación de la rodilla humana, por ejemplo, se modela rutinariamente, incluso definida como, una bisagra o palanca mecánica. Este enfoque de la anatomía humana se extiende a muchos campos variados más allá de la medicina, incluido el rendimiento deportivo y el diseño industrial.

No es que la rodilla humana no haya sido analizada como una bisagra por fisiólogos anteriores que estudian las estructuras y la función de las partes del cuerpo. La ingeniería mecánica es una ciencia práctica en el lenguaje de las matemáticas. Cuando fue posible medir con precisión las muchas partes de una rodilla y sus tolerancias a las fuerzas mecánicas, fue un puente fácil conectar estos números a ecuaciones de ingeniería conocidas que definen los atributos físicos de una bisagra o palanca. Tales medidas y cálculos, llamados biometría, se utilizan para mejorar las prótesis, como las articulaciones artificiales de reemplazo de cadera. La biomecánica humana es el intento de definir no solo una articulación ósea sino todo el cuerpo humano, su estructura, diseño y funcionamiento, como algo representable a través de la simulación por computadora.

El objetivo principal de la biomecánica, tal como se aplica al cuerpo humano, ha sido en gran medida mejorar la salud. Un ejemplo de esto es la evaluación de la salud cardiovascular del corazón a través de mediciones del flujo sanguíneo y su aplicación a los principios de ingeniería que rigen la dinámica de los fluidos, el comportamiento físico de los líquidos. Una de las aplicaciones más conocidas de la biomecánica humana es la kinesiología, el estudio del movimiento. Esta ha sido una contribución significativa a la industria deportiva.

El principio de ingeniería llamado optimización determina los valores específicos de un sistema mecánico, como un motor de motor, para lograr un cierto estado, como la eficiencia o la tolerancia a fallas. Con mediciones relevantes de un atleta determinado y un modelo de la biomecánica humana de la carrera, es igualmente posible calcular su forma óptima, su zancada y otros valores para tener una oportunidad en el récord mundial. Por los mismos métodos, podría demostrarse que la biomecánica correcta para un lanzador de béisbol en particular dicta que su bola rápida de dedos divididos debe lanzarse con más flexión y menos esfuerzo de torsión, en la articulación del codo articulado. Las tecnologías de medición y análisis son las que han impulsado el campo moderno de la biomecánica humana. Los sensores como los acelerómetros para medir la velocidad, los sistemas de cámara de captura de movimiento tridimensional de alta velocidad y las potentes computadoras capaces de simular el rendimiento de sistemas muy complejos son ejemplos de las herramientas que permiten estudiar el cuerpo como un sistema mecánico.