Historia de la Biomecánica 7 épocas en la evolución

La Biomecánica ha cobrado gran interés en los últimos años, y en este artículo se realizará un recorrido sobre su evolución histórica.

La Biomecánica ha cobrado gran interés en los últimos años, y en este artículo analizamos la historia de la biomecánica deportiva.

El conocimiento científico tiene su origen en la época griega. Los griegos fueron pioneros en el desarrollo de elementos básicos de matemáticas, física, mecánica o medicina. Durante esta etapa, las principales aportaciones a la historia de la biomecánica humana fueron: Separación de conocimiento y mito (Tales y Pitágoras).

A continuación repasaremos un camino por la historia de la biomecánica deportiva.

Historia de la Biomecánica

La historia de la biomecánica  ha cobrado gran interés dentro de las Ciencias del movimiento y de la Salud, por ello este concepto tiene gran relación con el movimiento humano y encierra varios campos de los cuales se dan diferentes conocimientos, tal es así que la anatomía encierra puntos importantes en cuanto a forma y estructura de los seres vivos, la fisiología, relacionada al funcionamiento, la física, refiere a la física mecánica donde, encontramos la cinética y la cinematica y la mecánica, es una rama de la física que trata de la influencias de las fuerzas (2).

Tal es así, que la física tiene el objetivo de describir los fenómenos naturales, de índole biológica y química. Por este motivo, una de las metas principales es la de comprender y describir las leyes básicas relacionadas a la naturaleza, y los fenómenos que en ella ocurren (2).

Por este motivo, Estrada Bonilla (2018), nos dicen que se entiende a la física mecánica, como campo de estudio que describe el movimiento de los cuerpos y su evolución en el tiempo bajo la acción de diversas fuerzas. Además se subdivide en 3 ramas:

  1. La cinemática: su interés apunta al movimiento de los cuerpos, pero no considera las causas que lo producen.
  2. La dinámica: centra su interés en la descripción del movimiento y las causas que lo originan.
  3. La estática: esta se ocupa de las condiciones del equilibrio de los cuerpos.
Historia de la Biomecánica 7 épocas en la evolución
Imagen 1: Divisiones de la Mecánica. Tomado de Soriano, P y Belloch Llana, S. (2015)

Por último, la física trata de explicar los fenómenos naturales en una relación de causa-efecto, utilizando representaciones matemáticas específicas.

Por otra parte, en relación al movimiento humano, estas disciplinas buscan una «verdad única», en cuanto a la búsqueda y aplicación de las leyes, pero a lo mencionado cabria preguntarnos: ¿Cómo nos movemos? (2).

Y es aquí, donde la Biomecánica, es el estudio del movimiento de los seres vivos, que se apoya en la mecánica (física mecánica), busca la relación entre magnitudes y las explicaciones de los comportamientos y observaciones (2).

Desarrollo y evolución de la historia de la biomecánica

La Biomecánica, que es el estudio de dar respuesta a ¿cómo nos movemos?, inicia en el último siglo, dando grandes aportes a la rama mayor y principal, la historia de la biomecánica deportiva, y en este recorrido histórico se denotarán las principales figuras y como la historia de la biomecánica ha ido evolucionando, en estos 7 recorridos históricos:

  • Antigüedad (600–250 a.C.)
  • Edad Media (200–1450)
  • Renacimiento (1450–1600)
  • Revolución Científica (1600–1730)
  • Ilustración (1730–1800)
  • Siglo de la marcha (1800–1900)
  • Siglo xx (1900)

1-Antigüedad (600–250 a.C.)

Históricamente, este periodo se puede remitir a los griegos, quienes dieron los primeros fundamentos sobre matemáticas, mecánica, física y medicina (2). Para ello destacamos los siguientes personajes que contribuyeron a la historia:

Pitágoras (580 – 495 a. C.): primer pensador en afirmar que todas las cosas tenían una forma y podían definirse en números. Y de aquí, surge su teorema conocido como: a2 + b2= c2. Posteriormente, se utilizaría de base para la sumatoria de vectores (6 y 7).

Hipócrates (460–370 a.C.): Se basó en las percepciones sensoriales. Establece el principio de causalidad, en el cual manifiesta que el azar no existe, y cada cosa se dà por una razón. Estás, podían ser objeto de estudio de la física o la filosofía (3 y 6).

Platón (427–347 a.C.): Este autor enfatiza sus conocimientos, en lo que hoy es el análisis de los movimientos, a través de la observación y contemplación de fenómenos de movimientos que se relacionan con  la ejecución de las praxias deportivas (1 y 6).

Aristóteles (384–322 a.C.): Este autor, introduce el razonamiento matemático y deductivo a las ciencias en general y al estudio del movimiento animal. Además estudió las diferentes partes del cuerpo y los desplazamientos animales. Plantea que el movimiento se produce por interacción con el suelo (6).

Herófilo (335–280 a.C.): Crea las bases de la anatomía moderna de hoy en día, utilizando técnicas de disección de numeroso órganos, distinguiendo los tendones y nervios. Estableció diferencias entre arterias y venas, descubrió que los vasos sanguíneos contenías sangre y desarrolló trabajos que dieron origen a la teoría del músculo como tejido contráctil (1, 3, 5 y 6).

Arquímedes (287–212 a.C.): Destacado por sus diversos inventos como las catapultas y ganchos, y afirmaba que podía ser capaz de mover el mundo si le daban un punto de apoyo. Utilizó palancas y poleas, y fué uno de los primeros en hablar del concepto de centro de gravedad.

Además, uno de los estudios más importantes era de como mover un cuerpo utilizando fuerza sobre él. Es considerado el padre de la mecánica, estableciendo los principios de la hidrodinámica y la hidrostática, en el cual Galileo Galilei los retoma, los cuales hoy en día son estudiados en la natación ( 1, 3, 5 y 6).

Galeno (129–201 d.C.): Considerado el «padre de la medicina deportiva», Gran anatomista, a cargo de la parte médica de los gladiadores romanos (6 y 7).

Antiguedad
Imagen 2: Principales figuras de la Antigüedad. Tomado de Soriano, P y Belloch Llana, S. (2015)

2-Edad Media (200–1450)

En este período, se desarrolló las tendencias religiosas y de espiritualidad, con lo cual el aporte a la ciencia fué casi nulo y mínima al desarrollo de la historia de la biomecánica.

Además en este período y por 1200 años el desarrollo científico fue rechazado. Sin embargo, el arte griego y romano seria quien a través de los artistas, que se encargaban de ilustrar, representar o dibujar los movimientos corporales, reavivarían el estudio del movimiento humano (7 y 8).

3- Renacimiento (1450-1600)

Este período, avanzó muy rápido desde 1450, y se caracterizó por la libertad de pensamiento, en el cual resurgía la filosofía de la antigua Grecia, tales como el arte y la literatura. Se establece al hombre como centro y medida estándar de todas las cosas. También surgieron personajes quienes realizan aportes importantes a las ciencias tales como: Leonardo Da Vinci, Maquiavelo y Miguel Ángel ( 1, 2, 5 y 6).

Leonardo Da Vinci (1452–1519): Fué inventor, pintor, ingeniero y escultor, anatomista y disector. Amalgamó la ciencia con el arte y escribió estudios en ciencias biológicas y físicas. Realizó estudios sobre el comportamiento físico y mecánico del cuerpo humano. Por otro lado, realizó estudios sobre el vuelo y las leyes del medio aéreo y acuático (1,2,5 y 6).

Copérnico (1473-1543): Formuló la primera teoría heliocéntrica del sistema solar, siendo fundador de la astronomía moderna, además fué astrónomo, físico y matemático entre otras (9).

Andreas Versalius (1514 – 1564): Perteneciente a una familia de médicos, considerado fundador de la Anatomía Humana Moderna. Planteó las leyes mecánicas aplicadas al sistema òsteo-muscular. Demostró que el músculo se «acortaba» y se hacia más grueso durante la contracción (6 y 7).

Renacimiento
Imagen 3: Principales figuras del Renacimiento. Tomado de Soriano, P y Belloch Llana, S. (2015)

4- Revolución científica (1600–1730)

Este periodo, se caracteriza por ser muy similar al Renacimiento, en el cual la libertad intelectual fue respetada y apoyada en relación al interés sobre las nuevas ideas.

Por otra parte, esta época tuvo gran contacto de diferentes científicos de todos los países, además en esta etapa se desarrolló importantes aportes a las ciencias, provenientes de autores como Galileo Galilei, Alfonso Borelli, René Descartes e Isaac Newton (2).

Galileo Galilei (1564–1642):  Estudia las leyes de caída libre y parábolas, propone el análisis mecánico del movimiento animal denominado De animalium motibus (el movimiento de los animales).

Los temas tratados fueron sobre historia de la biomecánica, y biomecánica del salto, análisis de la marcha de los caballos e insectos y condiciones que le permiten al humano flotar inmóvil. Por otro lado, propone la idea de que una estructura como el hueso, no se puede someter a soportar 3 veces un peso superior a su punto limite. Se reconoce a este autor, como el padre de la historia de la biomecánica, en el cual estructura el camino de la ciencia para los próximos años (1, 2, 5 y 6).

René Descartes (1596–1650): Se formó bajo a escuela de Galileo Galilei, reconocido como filósofo y físico, creador del sistema de coordenadas cartesianas, sobre los que se estudia el movimiento corporal (1,2,5 y 6).

Giovanny Borelli (1608–1679): Matemático y astrónomo italiano, permitió clarificar el movimiento muscular y la dinámica del cuerpo. Trató el vuelo de los pájaros y la natación de los peces, el movimiento del corazón e intestinos. Estimó el centro de masa de los hombres, indicado a través del estudio de las leyes mecánicas en el sistema òsteo muscular (1, 2, 5 y 6).

Isaac Newton (1642–1727): Considerado como el descubridor de la ley de gravitación universal. Creador de las leyes de Newton que hasta hoy en día explican el movimiento desde la concepción dinámica, en la física mecánica (3 y 7).

Revolucion-cientifica
Imagen 4: Principales figuras de la Revolución científica. Tomado de Soriano, P y Belloch Llana, S. (2015)

5- Ilustración (1730–1800)

En esta etapa, la filosofía natural es reemplazada por la mecánica general, y se caracteriza principalmente, porque el concepto de fuerza, para los científicos que lo estudiaban no lograban dejar en claro si se daba porque la materia se movía por fuerzas externas, internas o gracias a la acción de alguna otra fuerza (1,2,5 y 6).

Algunos de los pensadores más importantes de esta época fueron:

Leonard Euler (1707–1783): Este autor, desarrolló teorías matemáticas para describir el movimientos de los cuerpos vibrantes, así como la ampliación de las leyes de Newton como los ángulos de Euler. Además, estableció el concepto de conservación de la energía (2).

James Keill (1674–1719): Este autor, realizó un importante aporte en el cálculo del número presente de fibras en cada músculo y la cantidad de tensión que se requiere por fibra para levantar un peso dado(2).

Estos autores realizaron aportes y aclaración de conceptos complejos que para esa época eran difícil de comprender, con lo cual López, 2014 y Gutiérrez, 2015, mencionan los puntos relevantes de esta época:

  • Al concepto de fuerza, lo pudieron entender mejor.
  • Empezaron a desarrollarse los conceptos de conservación de momento y energía.
  • La contracción muscular caracterizada por fuerzas eléctricas, bioquímicas y mecánicas.
  • Aparece la importancia de la relación de fuerza y movimiento, formando las bases de la historia de la biomecánica a través de las leyes de conservación de energía y de movimiento.
  • Se comienza a estudiar los biomateriales para la creación de estructuras.

6- Siglo de la marcha (1800–1900)

En esta época, caracterizada principalmente por los métodos experimentales e instrumentos para poder aumentar el conocimiento sobre como nos movemos. Por esta razón, la marcha humana comienza a ocupar un lugar importante en la comunidad científica, a través de la observación y la fotografía, revolucionando y cuantificando el movimiento animal y humano(2).

Para ello los exponentes más importantes de esta época fueron:

Étienne Jules Marey (1838–1904): En 1859 diseña su tesis sobre la «estación fisiológica» que incluía una pista circular con más de 500 metros equipada con instrumentos de cine, y en el año 1882, construye el fusil fotográfico, que plantea la fotografía cronociclica movimiento humano (1,2,5 y 6).

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Imagen 5: Análisis de la marcha (Marey, 1884). Tomado de Soriano, P y Belloch Llana, S. (2015)

Eadweard Muybridge (1830–1904): Comienza a pedido de un amigo, a estudiar el trote de los caballos, para comprobar como era su desarrollo y que pasaba con las cuatro patas al trotar. Y la importante contribución a la biomecánica, fue las grandes imágenes que produjo para documentar todo el movimiento (6 y 7).

7- Siglo xx (1900)

En esta época, comienza a tomar gran importancia los desarrollos tecnológicos para las guerras, el apoyo financiero para la investigación y el deporte comienza a tener un gran reconocimiento social, con lo cual abre camino para que la historia de la biomecánica tome un gran papel, además emerge una subdisciplina, la biomecánica deportiva (2).

Jules Amar (1879-1935): Orienta sus estudios hacia el mundo del trabajo, se dedica a la mecánica corporal, y en una de sus obras realizó un análisis de la actividad muscular, la fatiga a nivel físico y los efectos que trae a nivel muscular (2).

Nicolás Bernstein (1896–1966): Se dedicó a la formación en física, y desarrolló un método para la medición de movimiento. Y en sus estudios incluía: el diseño de cabinas, análisis de los movimientos de la mujer en el trabajo, regulación de movimientos de niños y adultos y teorías de control motor y coordinación (1,2,5 y 6).

Archibald Vivian Hill (1888–1977): Sus contribuciones fueron: explicar la mecánica estructural de la función muscular, estudiar la locomoción humana, como la carrera y aparecen las técnicas de registro de los músculos esqueléticos a través de la actividad eléctrica(2).

Charles Scott Sherrington (1852–1952): Este autor fue Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1932, y sus contribuciones son desde el ámbito de la neurofisiología, con lo cual su atención era sobre la actividad refleja y la inervación de las moto neuronas hacia los músculos esqueléticos (4 ,6 y 7).

Conclusiones sobre la historia de la biomecánica

Como se ha dicho la historia de la biomecánica forma parte importante en el análisis de los movimientos, y en especial la Biomecánica deportiva desde el punto de vista de las ciencias del Deporte y la Salud.

Hasta aquí, se realizó un recorrido por la historia de la biomecánica en el cual las importantes contribuciones de los autores y el contexto de esa época han dejado huellas importantes que hoy en día son estudiadas y utilizadas.

Para agregar, las contribuciones del área de la anatomía para conocer sobre las estructuras del organismo, la fisiología, para saber su funcionamiento, la física y matemáticas para calcular los movimientos, y la neurofisiología para saber sobre la conexión neural y los factores químicos que allí suceden, son fundamentales de cara a conocer como se produce el movimiento y como se desarrolla.

Referencias bibliográficas

  1. Aguado, X. (1993). Eficiencia y técnica deportiva. Análisis del movimiento humano. Madrid: Editorial Inde. Historia de la biomecánica
  2. Estrada Bonilla, Y. (2018). Biomecánica: de la física mecánica al análisis de los gestos deportivos. Universidad Santo Tomás. Facultad de Cultura Física y Deporte y Recreación. Ediciones USTA. Historia de la biomecánica
  3. Gutiérrez, G (2005). Principios de anatomía, fisiología e higiene: educación para la salud. USA: Editorial Limusa.
  4. Gutiérrez–Dávila, M. (2015). Fundamentos de biomecánica deportiva. Historia de la biomecánica Madrid: Editorial Síntesis
  5. Halton, G. (1993). Introducción a los conceptos y teorías de las ciencias físicas. Barcelona: Editorial Reverté. Historia de la biomecánica Historia de la biomecánica
  6. Izquierdo, M. (2005). Las bases neuromusculares de la actividad física y el deporte. Madrid: Editorial Médica Historia de la biomecánica Panamericana.
  7. López, S. (2004). Historia de la biomecánica. Nuevo León: Universidad Autónoma de Nuevo León. Historia de la biomecánica
  8. Muñoz–Andisco, D. (2007). Conceptos de biomecánica, con aplicaciones para ciencias de la salud y el deporte. Buenos Aires: Editorial impresiones. Historia de la biomecánica
  9. Soriano, P y Belloch Llana, S. (2015). Biomecánica básica aplicada a la actividad física y el deporte. Universidad de Valencia. Editorial Paidotribo.Historia de la biomecánica
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Autor: Juan Martín Fernández | Página del escritor

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BIO: Profesor en Educación Física, actualmente terminando la Licenciatura en Educación Física con especialidad en alto rendimiento y deporte, soy entrenador y guardavidas. Me desempeño como entrenador en el centro de entrenamiento funcional y Cineantropometría Corporal Kinesis, en Instituciones educativas, como profesor de Fisiología en la escuela de guardavidas CEF N°75, en escuela secundaria, jardín de infantes y natatorios. Me pueden encontrar en instagram como (@prof.fernandezjuan).

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