Biomecánica. Bases del movimiento. 4ta edición (1).pdf

BASES DEL MOVIMIENTO

1. Biomecánica
Bases del
movimiento humano
4.
a
Edición

3. Biomecánica
Bases del
movimiento humano
4.
a
Edición
Joseph Hamill, PhD
Professor, Department of Kinesiology
University of Massachusetts at Amherst
Amherst, Massachusetts
Kathleen M. Knutzen, PhD
Professor, Department of Physical Education and Kinesiology
Dean, School of Social Sciences and Education
California State University
Bakersfield, California
Timothy R. Derrick, PhD
Professor, Department of Kinesiology
Iowa State University
Ames, Iowa

4. Av. Carrilet, 3, 9.
a
planta, Edificio D - Ciutat de la Justícia
08902 L’Hospitalet de Llobregat
Barcelona (España)
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Fax: [phone]
e-mail: [email protected]
Revisión científica
MFKD. Lic. Ft. TO. Jaime Rebollo Vázquez
Coordinador del Programa de Licenciatura en Fisioterapia
Facultad de Medicina
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Traducción
Dr. Israel Luna
Dra. Diana Vanegas Farfano
Dirección editorial: Carlos Mendoza
Editora de desarrollo: Cristina Segura Flores
Gerente de mercadotecnia: Juan Carlos García
Cuidado de la edición: Olga Sánchez Navarrete
Adecuación de portada: Jesús Mendoza M.
Maquetación: Carácter Tipográfico/Eric Aguirre
• Aarón León • Ernesto A. Sánchez
Impresión: R.R. Donnelley Shenzen
Impreso en China
Se han adoptado las medidas oportunas para confirmar la exactitud de la información presentada y describir la
práctica más aceptada. No obstante, los autores, los redactores y el editor no son responsables de los errores u
omisiones del texto ni de las consecuencias que se deriven de la aplicación de la información que incluye, y no dan
ninguna garantía, explícita o implícita, sobre la actualidad, integridad o exactitud del contenido de la publicación.
Esta publicación contiene información general relacionada con tratamientos y asistencia médica que no debería uti-
lizarse en pacientes individuales sin antes contar con el consejo de un profesional médico, ya que los tratamientos
clínicos que se describen no pueden considerarse recomendaciones absolutas y universales.
El editor ha hecho todo lo posible para confirmar y respetar la procedencia del material que se reproduce en este
libro y su copyright. En caso de error u omisión, se enmendará en cuanto sea posible. Algunos fármacos y produc-
tos sanitarios que se presentan en esta publicación sólo tienen la aprobación de la Food and Drug Administration
(FDA) para uso limitado al ámbito experimental. Compete al profesional sanitario averiguar la situación de cada
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Se considera delito reproducir, plagiar, distribuir o comunicar públicamente, en todo o en parte, con ánimo de lucro
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artística fijada en cualquier tipo de soporte o comunicada a través de cualquier medio, sin la autorización de los
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Reservados todos los derechos.
Copyright de la edición en español © 2017 Wolters Kluwer
ISBN de la edición en español: 978-84-16781-17-1
Depósito legal: M-35253-2016
Edición en español de la obra original en lengua inglesa Biomechanical basis of human movement, Joseph Hamill,
Kathleen M. Knutzen, Timothy R. Derrick. — Fourth edition, publicada por Wolters Kluwer
Copyright © 2015, Wolters Kluwer
ISBN edición original: 978-1-4511-7730-5
Two Commerce Square
2001 Market Street
Philadelphia, PA 19103

5. A nuestro amigo y maestro B.T. Bates,
y a nuestras familias .

7. Prefacio
vii
La biomecánica es un campo de estudio cuantitativo den-
tro de la disciplina de ciencias del ejercicio. Esta obra pre-
tende ser un libro de texto de introducción que enfatice en
dicha naturaleza cuantitativa (en lugar de cualitativa) de
la biomecánica. Se pretende que, mientras se enfatiza en la
cuantificación del movimiento humano, esta cuarta edi-
ción de Biomecánica. Bases del movimiento humano tam-
bién sea de utilidad para aquellos con un conocimiento
basal limitado en matemáticas. Los ejemplos cuantitativos
son presentados en una manera detallada y lógica que
subraya los puntos de interés. El objetivo de esta obra es,
por tanto, conformar un libro de texto que introduzca al
estudiante a la biomecánica e integre conceptos básicos
de anatomía, física, cálculo y fisiología para el estudio del
movimiento humano. Decidimos utilizar este enfoque ya
que los ejemplos numéricos son significativos y ejemplifi-
can con claridad los conceptos a veces erróneos sobre la
mecánica del movimiento humano.
Organización
Este libro se encuentra organizado en tres secciones prin-
cipales: Sección 1: Principios del movimiento humano;
Sección 2: Anatomía funcional; y Sección 3: Análisis mecá-
nico del movimiento humano. Los capítulos se encuentran
ordenados para brindar una progresión lógica del material
esencial que permita la comprensión de la biomecánica y
el estudio del movimiento humano.
La Sección 1, Principios del movimiento humano, incluye
los capítulos 1 a 4. El capítulo 1, “Terminología básica”,
presenta la terminología y nomenclatura generalmente
utilizada en biomecánica. El capítulo 2, “Consideracio-
nes esqueléticas para el movimiento”, comprende el sis-
tema esquelético con especial énfasis en las articulaciones.
El capítulo 3, “Consideraciones musculares para el movi-
miento,” analiza la organización del sistema muscular. Por
último, en el capítulo 4, “Consideraciones neurológicas
para el movimiento”, se presentan los sistemas de control
y activación para el movimiento humano. En esta edición,
parte del material básico fue reorganiza
­do y se añadió
nuevo material en áreas como actividad física y formación
de hueso, osteoartritis, osteoporosis, facto­res que influyen
en el desarrollo de fuerza y velocidad muscular, y el efec-
to del entrenamiento sobre la activa­ción muscular.
La Sección 2, Anatomía funcional, abarca los Capítulos
5 a 7 y discute regiones específicas del cuerpo: extremidad superior, extremidad inferior y tronco, respectivamente. Cada capítulo integra la información general presentada en la Sección 1 respecto a cada región. En esta edi- ción, se quitó información sobre músculos y ligamentos
del apéndice y se integró al texto en cada capítulo para facilitar la revisión de la localización y las acciones de músculos y ligamentos. La sección de ejercicio fue reor- ganizada para brindar ejemplos de ejercicios comunes utilizados para cada región. Por último, el análisis de acti- vidades seleccionadas al final de cada capítulo incluye un análisis muscular más completo basado en los resultados de estudios electromiográficos.
La Sección 3, Análisis mecánico del movimiento
humano, incluye los capítulos 8 a 11, en los cuales se presentan técnicas mecánicas cuantitativas para el análisis del movimiento humano. Los capítulos 8 y 9 presentan los conceptos de cinemática lineal y angular. En estos dos capítulos también se detallan las formas convenciona
­les
de estudio de movimiento lineal y angular del análi­-
sis del movimiento
humano. Una parte de cada capítulo
se dedica a revisar la literatura en investigación del movi- miento humano, movimiento en silla de ruedas y golf. Estas actividades son empleadas a lo largo de la Sección 3 para ilustrar las técnicas cuantitativas presentadas. Los capítulos 10 y 11 presentan los conceptos de cinética lineal y angular, incluyendo discusiones sobre las fuerzas y torques que actúan sobre el cuerpo humano durante las actividades cotidianas. Se señalan y explican las leyes del movimiento. Asimismo se incluye un análisis acerca de las fuerzas y torques aplicada a los segmentos del cuerpo durante el movimiento.
Aunque el libro sigue un orden progresivo, las seccio-
nes principales por lo general se encuentran contenidas. Así, los instructores pueden omitir o restar énfasis a ciertas secciones. Por ejemplo las Secciones 1 y 2 pueden ser empleadas en un curso tradicional de kinesiología, y la Sección 3 puede ser utilizada en un curso de biomecánica.

8. viii Prefacio
Características
Cada capítulo contiene una lista de Objetivos del capítulo
para permitir al estudiante concentrarse en puntos clave
del material, y el Esquema del capítulo brinda una guía
sobre el contenido que se estudia. Se incluyen Recuadros
en todo el libro para subrayar información importante,
y se presentan Preguntas relevantes para ayudar al estu-
diante a revisar brevemente un concepto. El Resumen al
final de cada capítulo recoge los conceptos principales que
fueron presentados. Cada capítulo contiene Preguntas de
repaso, tanto de Verdadero o falso, como de Opción múlti-
ple para retar al estudiante y ayudarle a comprender e inte-
grar el material presentado. Al final del libro se presenta
un Glosario en el cual se definen términos utilizados en
cada capítulo y que puede ser utilizado como una fuerza
de refuerzo y referencia. Por último, los cuatro apéndices
presentan información sobre las unidades de medición,
funciones trigonométricas e información práctica.
Si bien en la mayoría de los deportes es fácil ilustrar
los principios del movimiento humano, en esta edición
de Biomecánica. Bases del movimiento humano se incluyen
nuevas y actualizadas ilustraciones con aplicaciones en
ergonomía, ortopedia y ejercicio. Éstas se complementan
con referencias de la literatura actual en biomecánica. Con
éstos y el contenido, así como las características antes
mencionadas, toda la secuencia del movimiento humano
potencial está considerado.
Recursos adicionales
Biomecánica. Bases del movimiento humano, cuarta edición incluye recursos adicionales en inglés tanto para instruc- tores como estudiantes que se encuentran disponibles en http://thepoint.lww.com/espanol-Hamill_4e.
INSTRUCTORES
Los instructores autorizados podrán acceder a los siguien-
tes recursos adicionales en inglés:
•
Presentaciones en PowerPoint.
• Banco de imágenes.
• WebCT y Blackboard Ready Cartridges
ESTUDIANTES
Los estudiantes que han adquirido el texto tienen acceso a
los siguientes recursos adicionales en inglés:
•
Respuesta a las preguntas de repaso del texto.
• Exámenes de práctica para estudiantes.
Vea el interior de la portada del libro para conocer más
detalles, incluyendo la clave que requerirá para acceder al sitio en internet.

9. A aquellos que revisaron esta edición del libro e hicieron una contribución sustancial a su
desarrollo, les expresamos nuestro sincero agradecimiento. También queremos agradecer
a Kristin Royer (gerente del producto), Emily Lupash (editora de adquisiciones) y Shauna
Kelley (gerente de mercadeo) de Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins
por su consejo durante el proceso de publicación. Extendemos un agradecimiento especial
a Nic Castona y Nike, Inc., por las fotografías empleadas en el texto.
Agradecimientos
ix

11. Prefacio  vii
Agradecimientos  ix
SECCIÓN I Principios del movimiento humano 1
1 Terminología básica 3
2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 25
3 Consideraciones musculares para el movimiento 59
4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 99
SECCIÓN II Anatomía funcional 129
5 Anatomía funcional de la extremidad superior 131
6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 172
7 Anatomía funcional del tronco 241
SECCIÓN III Análisis mecánico del movimiento humano 281
8 Cinemática lineal 283
9 Cinemática angular 318
10 Cinética lineal 346
11 Cinética angular 391
APÉNDICE A El sistema métrico y las unidades del SI 441
APÉNDICE B Funciones trigonométricas 445
APÉNDICE C Ejemplos de datos cinemáticos y cinéticos 449
APÉNDICE D Ejemplo numérico para calcular el movimiento
de proyectil 457
Glosario  459
Índice alfabético de materias  473
Contenido
xi

13. PRINCIPIOS DEL
MOVIMIENTO
HUMANO
SECCIÓN
1
CAPÍTULO 1
Terminología básica
CAPÍTULO 2
Consideraciones esqueléticas para el movimiento
CAPÍTULO 3
Consideraciones musculares para el movimiento
CAPÍTULO 4
Consideraciones neurológicas para el movimiento

15. 3
TERMINOLOGÍA BÁSICA
CAPÍTULO
1
Después de leer este capítulo, el estudiante será capaz de:
1. Definir los términos mecánica, biomecánica y kinesiología, y diferenciar entre
sus usos en el análisis del movimiento humano.
2. Definir o proporcionar ejemplos de movimiento lineal y angular.
3. Definir los términos cinemática y cinética.
4. Describir la localización de los segmentos y referencias utilizando los términos
anatómicos correctos, como medial, lateral, proximal, y distal.
5. Identificar los segmentos por sus nombres correctos, definir todos los descrip-
tores del movimiento de dichos segmentos y proporcionar ejemplos específicos
en el cuerpo.
6. Explicar la diferencia entre los sistemas de referencia relativo y absoluto.
7. Definir los planos sagital, frontal y transverso, junto con los ejes frontal, sagital
y longitudinal correspondientes. Proporcionar ejemplos de movimientos huma- nos que ocurren en cada plano.
8. Explicar lo que es el grado de libertad y proporcionar ejemplos de los grados
de libertad asociados con varias articulaciones en el cuerpo.
OBJETIVOS
Áreas principales de estudio
Biomecánica versus kinesiología
Anatomía versus anatomía funcional
Movimiento lineal versus angular
Cinemática versus cinética
Estática versus dinámica
Descriptores anatómicos del
movimiento
Nombres de los segmentos
Términos anatómicos
Descripción del movimiento
Sistemas de referencia
Relativo versus absoluto
Planos y ejes
Resumen
Preguntas de repaso
ESQUEMA

16. 4 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Para estudiar la kinesiología y la biomecánica utilizando este
libro de texto se requiere una mente despejada. Recuerde que
el movimiento humano es el tema y el objeto de estudio en
ambas disciplinas. Una comprensión adecuada de varios aspec-
tos del movimiento humano puede facilitar una mejor ense-
ñanza, una preparación exitosa, una terapia más acertada, la
pr
escripción de ejercicios con conocimiento de causa, y nuevas
ideas de investigación. El movimiento es el medio por el cual
interactuamos con nuestro entorno, ya sea simplemente salir
a caminar por el parque, fortalecer los músculos con un press
de banca, participar en la competencia de salto de altura de la
universidad, o estirar un músculo o rehabilitar una articulación
lesionada. El movimiento involucra un cambio en el lugar, la
posición o postura en relación con algún punto en el entorno.
Este libro de texto se enfoca en el desarrollo del conoci-
miento en el área del movimiento humano de manera tal que
usted se sentirá segur
o al observar el movimiento humano
y resolver problemas del movimiento. Se pueden utilizar
muchos abordajes para estudiar el movimiento, como obser-
var el movimiento utilizando sólo el ojo humano u obte-
niendo datos sobre los parámetros del movimiento mediante
equipo de laboratorio. Quienes obser
van las actividades tam-
bién tendrán diferentes inquietudes: un entrenador puede
estar inter
esado en el desenlace de un saque de tenis, pero
un fisioterapeuta puede estar interesado en identificar en qué
parte del saque un atleta con tendinitis está colocando la pre-
sión sobre el codo. Algunas aplicaciones de la biomecánica y
la kinesiología r
equieren únicamente una vista superficial de
un movimiento, como la inspección visual de la posición del
antebrazo en el tiro en suspensión de un jugador de balon-
cesto. Otras aplicaciones, como la evaluación de las fuerzas
aplicadas por la mano sobr
e el balón de baloncesto durante
un tiro, requieren cierto conocimiento avanzado y el uso de
equipo y técnicas sofisticadas.
No se necesita equipo complicado para aplicar el material
en este texto, pero es necesario para comprender e interpretar
ejemplos numéricos de los datos recopilados utilizando dichos
instrumentos. Los ejemplos cualitativos en este texto descri-
ben las características del movimiento. Un análisis cualitativo
es una evaluación no numérica del movimiento basada en

la observación directa. Estos ejemplos pueden ser aplicados
directamente a una situación de movimiento particular utili-
zando la observación visual o el video.
Este texto también pr
esenta información cuantitativa. Un
análisis cuantitativo es una evaluación numérica del movi -
miento basada en los datos obtenidos durante el desempe
­-
ño del mismo. Por ejemplo, pueden presentarse las característi­
cas del movimiento para describir las fuerzas o los componen-
tes temporal y espacial de la actividad. La aplicación de este material en un contexto práctico, como la enseñanza de una

habilidad para un deporte, es más difícil ya que es más abs-
tracto y a menudo no puede ser observado visualmente. Sin embar
go, la información cuantitativa puede ser importante,
porque con frecuencia confirma lo que se observa visualmente en un análisis cualitativo. También dirige la técnica de ense-
ñanza debido a que un análisis cuantitativo identifica la fuente de un movimiento. Por ejemplo, un salto r
otatorio frontal
con las manos puede evaluarse de forma cualitativa a través de la observación visual al enfocarse en cosas tales como si las piernas están juntas y rectas, la espalda está arqueada, y el
aterrizaje es estable y si el salto fue demasiado rápido o lento. Pero es mediante el análisis cuantitativo que pueden identifi-
carse la fuente del movimiento y la magnitud de las fuerzas generadas.
Una fuerza no puede ser observada cualitativa-
mente, pero conocer la fuente del movimiento ayuda con la evaluación
cualitativa de sus efectos, esto es, el éxito del salto.
Este capítulo introduce terminología que será utilizada
durante el resto del texto. El capítulo comienza con la defi-
nición y presentación de las diferentes áreas de estudio para el análisis del movimiento. Ésta será la primera exposición a

las áreas que se presentan con mayor profundidad más ade-
lante en el texto. Posteriormente, en el capítulo se discuten los métodos y la ter
minología que describe la forma en la
que llegamos a las propiedades mecánicas básicas de varias estructuras. Por último, el capítulo establece un vocabulario de trabajo para la descripción del movimiento tanto a nivel estructural como del cuerpo completo.
Áreas principales de estudio
BIOMECÁNICA VERSUS KINESIOLOGÍA
Aquellos que estudian el movimiento humano a menudo están en desacuerdo sobre el uso de los términos kinesiología y biomecánica. La kinesiología puede ser utilizada en una de
dos maneras. Primero, la kinesiología como el estudio cien-
tífico del movimiento humano puede ser un término general utilizado
para describir cualquier forma de evaluación ana-
tómica, fisiológica, psicológica o mecánica del movimiento humano. En consecuencia, la kinesiología ha sido utilizada por varias disciplinas para describir muchas ár
eas de conte-
nido diferente. Algunos departamentos de educación física y ciencia
del movimiento han ido tan lejos que han adoptado la
kinesiología como el nombre de su departamento. Segundo,
la kinesiología describe el contenido de una clase en la que se evalúa el movimiento humano examinando su fuente y características. Sin embargo, una clase de kinesiología puede consistir principalmente de la anatomía funcional en una universidad y estrictamente de la biomecánica en otra.
Históricamente, el curso de kinesiología ha sido parte del
plan de estudios universitario desde que se han implementado los programas de educación física y ciencia del movimiento. El curso originalmente se enfocó en el sistema musculoes-
quelético, la eficiencia del movimiento desde el punto de vista anatómico, y las acciones ar
ticulares y muscu
­lares durante los
movimientos simples y complejos. Una actividad típica del estudiante en el curso de kinesiología era identificar las fases discretas en una actividad, describir los movimientos de los segmentos que ocurren en cada fase, e identificar los princi-
pales contribuyentes musculares a cada movimiento articular. Por lo tanto, si se estaba completando un análisis kinesioló-
gico de la acción de levantarse de una silla, los movimientos serían extensión de la cadera, extensión de la r
odilla y flexión
plantar mediante los grupos musculares de los isquiotibiales, el cuádriceps femoral y el tríceps sural, respectivamente. La mayoría de los análisis kinesiológicos se consideran cualitati-
vos debido a que involucran la observación del movimiento y pr
oporcionan un desglose de las capacidades y la identifica-
ción de las contribuciones musculares al movimiento.

17. Capítulo 1 Terminología básica 5
El contenido del estudio de la kinesiología se incorpora
en varios cursos de biomecánica, y es utilizado como un
precursor a la introducción de contenido biomecánico más
cuantitativo. En este texto, se utilizará la biomecánica como
un término general para describir contenido previamente
cubierto en cursos de kinesiología, así como contenido de
­
sarrollado como resultado del crecimiento en el área de la
biomecánica.
En las décadas de 1960 y 1970, la biomecánica se desa-
rrolló como un área de estudio en el plan de estudios de pre-
grado y posgrado a lo largo de Estados Unidos. El contenido de la biomecánica fue extraído de la mecánica, un ár
ea de la
física que consiste en el estudio del movimiento y el efecto de las fuerzas sobre un objeto. La mecánica es utilizada por los ingenieros para diseñar y construir estructuras y máquinas, ya que proporciona las herramientas para analizar la resistencia de las estructuras, y formas de predecir y medir el movi-
miento de una máquina. Fue una transición natural tomar las her
ramientas de la mecánica y aplicarlas a los organismos
vivos. La biomecánica es el estudio de la estructura y función de los sistemas biológicos por medio de métodos de mecánica (1). Otra definición propuesta por la European Society of Biomechanics (2) es “el estudio de fuerzas que actúan sobre y generadas dentro de un cuerpo y los efectos de dichas fuerzas sobre los tejidos, líquidos o materiales utilizados para propó-
sitos de diagnóstico, tratamiento o investigación.”
Un análisis de biomecánica evalúa el movimiento de un

organismo vivo y el efecto de fuerzas sobre el organismo vivo. El abordaje biomecánico para análisis del movimien
­-
to puede ser cualitativo, al observar y describir el movi-
miento, o cuantitativo, lo que significa que se medirá algún
aspecto del movimiento. El uso del tér
mino biomecánica en
este texto incorpora componentes cualitativos con un abor-
daje cuantitativo más específico. En dicho abordaje, se des
­-
criben las características del movimiento de un humano o un objeto utilizando parámetr
os como la velocidad y la
dirección, la manera en la que se crea el movimiento a tra-
vés de la aplicación de fuerzas, tanto dentro como fuera del cuerpo, y las posiciones y acciones óptimas del cuerpo para

un movimiento eficiente y efectivo. Por ejemplo, para evaluar biomecánicamente el movimiento de levantarse de una silla, se intenta medir e identificar fuerzas articulares que actúan a
nivel de la cadera, rodilla y tobillo junto con la fuerza entre el pie y el piso, todas ellas actúan en conjunto para producir el movimiento hacia arriba y fuera de la silla. Los componentes del análisis biomecánico y kinesiológico del movimiento se presentan en la figura 1-1. A continuación se examinan algu-
nos de estos componentes en forma individual.
ANATOMÍA VERSUS ANATOMÍA FUNCIONAL
La anatomía, la ciencia de la estructura de un cuerpo, es la
base de la pirámide a partir de la cual se desarrolla el cono-
cimiento del movimiento humano. Es útil desarrollar una compr
ensión sólida de la anatomía regional de modo que
se puedan identificar para una región determinada, como el hombro, los huesos, la configuración de los músculos, la
inervación y la irrigación de dichos músculos y de otras estr
ucturas significativas (p. ej., ligamentos). Se puede poner
en práctica el conocimiento de la anatomía si, por ejemplo, se está intentando evaluar una lesión. Asuma que un paciente tiene dolor en la parte interna del codo. Conocer la anato-
mía le permitirá identificar al epicóndilo medial del húmero como la estr
uctura ósea prominente de la parte medial
del codo. También indica que los músculos que llevan la mano
y los dedos hacia el antebrazo en un movimiento de
flexión se insertan en el epicóndilo. Por tanto, la familiaridad con la anatomía puede llevar al diagnóstico de una epicon-
dilitis medial, posiblemente causada por el sobreuso de los músculos flexor
es dorsales de la mano.
La anatomía funcional es el estudio de los componentes
del cuerpo requeridos para lograr o realizar un movimiento o función humana. Al utilizar un abordaje de anatomía fun-
cional para analizar la elevación lateral del brazo con una mancuer
na, se debe identificar a los músculos deltoides,
trapecio, elevador de la escápula, romboides y supraespinoso como contribuyentes a la rotación superior y la elevación de la cintura escapular y la abducción del brazo. El conoci-
miento de la anatomía funcional es útil en varias situaciones, por ejemplo, para establecer un pr
ograma de ejercicio o de
entrenamiento con pesas y para evaluar el potencial de lesión en un movimiento o deporte, o cuando se establecen técnicas
de entrenamiento y ejercicios para los atletas. La considera-
ción principal de la anatomía funcional no es la localización
FIGURA 1-1
 Tipos de análisis de movimiento. El
movimiento puede analizarse al evaluar las contribu­
ciones anatómicas al movimiento (anatomía funcional),
describir las características del movimiento (cinemá­
tica), o determinar la causa del movimiento (cinética).
ANÁLISIS DE MOVIMIENTO HUMANO
BIOMECÁNICA KINESIOLOGÍA
CINEMÁTICA CINÉTICAA NATOMÍA FUNCIONAL
LINEALL INEAL
TORQUEFUERZA
POSICIÓN
VELOCIDAD
ACELERACIÓN
POSICIÓN
VELOCIDAD
ACELERACIÓN
ANGULARANGULAR

18. 6 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
del músculo, sino el movimiento producido por el músculo
o grupo muscular.
MOVIMIENTO LINEAL VERSUS ANGULAR
El movimiento es un cambio en el sitio, posición o postura
que ocurre durante un periodo y es relativo a algún punto en
el entorno. En un movimiento humano o en el de un objeto
impulsado por un humano se tienen dos tipos de movimiento.
El primero es el movimiento lineal, a menudo denominado
movimiento de traslación. El movimiento lineal es un movi -
miento a lo largo de una trayectoria recta o curva en el que
todos
los puntos de un cuerpo u objeto se mueven la misma
distancia en el mismo tiempo. Algunos ejemplos son la ruta
de un corredor, la trayectoria de una pelota de beisbol, el
movimiento de la barra en un press de banca, y el movimiento
del pie durante una patada de despeje. El enfoque en estas
actividades está en la dirección, la trayectoria y la velocidad del
movimiento del cuerpo o el objeto. La figura 1-2 ilustra dos
puntos focales para el análisis del movimiento lineal.
El centro de masa del cuerpo, de un segmento, o de un
objeto usualmente es el punto monitoreado en un análisis
lineal (Fig. 1-2). El centro de masa es el punto en el que
la masa del objeto parece estar concentrada, y representa el
punto en el cual el efecto total de la gravedad actúa sobre
el objeto. Sin embargo, se puede seleccionar y evaluar cual-
quier punto relacionado con el movimiento lineal. En un aná-
lisis de habilidades, por ejemplo, a menudo es útil monitorear
el movimiento de la par
te superior de la cabeza para obtener
una indicación de ciertos movimientos del tronco. El análisis
de la cabeza al correr es un ejemplo claro. ¿La cabeza se mueve
hacia arriba y hacia abajo? ¿De lado a lado? De ser así, es una
indicación de que la masa central del cuerpo también se mueve
en esas direcciones. La trayectoria de la mano o la raqueta es
importante en los deportes de lanzamiento o que se practican
con raqueta, por lo que es benéfico monitorear visualmente el
movimiento lineal de la mano o raqueta durante la ejecución
del movimiento. En una actividad como una carrera de veloci-
dad, el movimiento lineal del cuerpo entero es el componente
más impor
tante a analizar, ya que el objetivo del esprint es
mover el cuerpo con rapidez de un punto a otro.
El segundo tipo de movimiento es el movimiento angu-
lar, que es el movimiento en torno a algún punto de manera
que difer
entes regiones del mismo segmento corporal o del
objeto no se desplazan la misma distancia en el mismo tiempo.
Como lo ilustra la figura 1-3, balancearse alrededor de una
barra representa movimiento angular ya que el cuerpo com-
pleto rota alrededor del punto de contacto con la barra. Para
r
ealizar una vuelta completa alrededor de la barra, los pies via-
jan a lo largo de una distancia mucho mayor en comparación
con los brazos, ya que están más lejos del punto de gir
o. Es
típico en la biomecánica examinar las características del movi-
miento lineal de una actividad y posteriormente analizar más
de cer
ca los movimientos angulares que crean y contribuyen
al movimiento lineal.
Todos los movimientos lineales del cuerpo humano y los
objetos impulsados por humanos ocurren como una conse-
cuencia de las contribuciones angulares. Existen excepciones
a
esta regla, como el paracaidismo o en la caída libre, en las
que el cuerpo se mantiene en una posición para permitir que
FIGURA 1-2 Ejemplos de movimiento lineal. Las formas de aplicar
el análisis del movimiento lineal incluyen la evaluación del movimiento
del centro de gravedad o la trayectoria de un objeto proyectado.
la gravedad genere el movimiento lineal hacia abajo, y cuando
un jalón o empujón externo mueve al cuerpo o al objeto. Es
importante identificar los movimientos angulares y la secuen-
cia de los mismos que integran una habilidad o movimiento
humano, debido a que los movimientos angular
es determi-
nan el éxito o fallo del movimiento lineal.
Los movimientos angular
es se producen en torno a una
línea imaginaria llamada eje de rotación. El movimiento
angular de un segmento, como el brazo, ocurre en torno a un
eje que pasa a través de la articulación. Por ejemplo, bajar el
nivel del cuerpo en una posición en cuclillas profunda implica
el movimiento angular del muslo alrededor de la articu-
lación de la cadera, el movimiento angular de la pierna en
tor
no a la articulación de la rodilla, y el movimiento angular

19. Capítulo 1 Terminología básica 7
del pie alrededor de la articulación del tobillo. El movimiento
angular también se puede producir en torno a un eje a través
del centro de masa. Ejemplos de este tipo de movimiento
angular son el salto con voltereta en el aire y el giro vertical
de un patinador artístico. Por último, el movimiento angular
puede ocurrir en torno a un eje externo fijo. Por ejemplo, el
cuerpo sigue una trayectoria de movimiento angular al balan-
cearse alrededor de una barra de gimnasia con la barra que
actúa como el eje de r
otación.
Para la aptitud en análisis del movimiento humano, es
necesario identificar las contribuciones del movimiento angu-
lar al movimiento lineal del cuerpo u objeto. Esto es aparente
en
una actividad simple como patear un balón para lograr la
distancia máxima. La intención de la patada es hacer contacto
entre el pie que viaja a una alta velocidad lineal y se mueve
en la dirección apropiada para enviar el balón en la dirección
deseada. El movimiento lineal de interés es la trayectoria y
velocidad del balón después de que deja de hacer contacto
con el pie. Para crear altas velocidades y la trayectoria correcta,
los movimientos angulares y los segmentos de la pierna que
patea son secuenciales, al obtener velocidad entre sí de modo
que la velocidad del pie está determinada por la suma de las
velocidades individuales de los segmentos que se conectan.
La pierna que patea se mueve hacia una fase de preparación,
retrocediendo a través de movimientos angulares del muslo,
la pierna y el pie. La pierna latiguea hacia adelante por debajo
del muslo muy rápidamente a medida que el muslo comienza
a moverse hacia adelante para iniciar la patada. En la fase de
potencia de la patada, el muslo se mueve de manera vigorosa
hacia adelante y extiende con rapidez la pierna y el pie hacia
adelante a velocidades angulares muy rápidas. A medida que
hace contacto con el balón, el pie se mueve muy rápido por-
que las velocidades del muslo y la pierna han sido transferidas
al
pie. La observación cuidadosa del movimiento humano
permite la relación entre el movimiento angular y el lineal
mostrada en este ejemplo de pateo, para funcionar como
la base de las técnicas utilizadas para corregir o facilitar un
patrón de movimiento o el desarrollo de una habilidad.
CINEMÁTICA VERSUS CINÉTICA
Se puede llevar a cabo un análisis biomecánico desde una de
dos perspectivas. La primera, la cinemática, está enfocada en
las características del movimiento desde una perspectiva espa-
cial y temporal sin referencia a las fuerzas que causan el mo
­
vimiento. Un análisis cinemático involucra la descripción del
movimiento para determinar qué tan rápido se mueve un ob­-
jeto, qué tan alto va, o qué tan lejos viaja. Por tanto, en un análisis cinemático, la posición, la velocidad y la aceleración

son los componentes de interés. Algunos ejemplos de análisis cinemático lineal son el análisis de las características de pro-
yectil de un saltador de altura o el estudio del desempeño de los nadador
es de élite. Ejemplos de análisis cinemático angular
son la observación de la secuencia del movimiento articular en un saque de tenis, o el análisis de las velocidades y aceleracio-
nes segmentarias en un salto vertical. La figura 1-4 presenta tanto un ejemplo angular (
arriba) como lineal (abajo) de
la cinemática del swing de golf. Al examinar el movimiento angular o lineal de forma cinemática, se pueden identificar los segmentos involucrados en ese movimiento que requieren ser
Centro de gravedad
Eje mediolateral
a través de las
articulaciones
Eje
externo
FIGURA 1-3
 Ejemplos de movimiento angular. El movimiento angular del cuerpo, un objeto o un segmento, puede llevarse a cabo
alrededor de un eje que pasa a través de una articulación (A), a través del centro de gravedad (B), o alrededor de un eje externo (C).

20. 8 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
es el área de estudio que examina las fuerzas que actúan
sobre un sistema, como el cuerpo humano, o sobre cualquier
objeto. El análisis cinético del movimiento es más compli-
cado que un análisis cinemático, tanto de comprender como
de evaluar
, porque las fuerzas no pueden verse (Fig. 1-5).
Sólo se pueden observar los efectos de las fuerzas. Observe a
alguien que levanta una barra con 90.72 kg (200 lb) en una
posición en cuclillas. ¿Cuánta fuerza se ha aplicado? Ya que
Velocidad del
palo 38.1 m/seg
Velocidad
de la pelota
50 m/seg
T
ra
y
e
c
t
o
r
ia

c
i
r
c
u
l
a
r

d
e

l
a

m
u
ñ
e
c
a
FIGURA 1-4 Ejemplos de análisis cinemático del movimiento. El
análisis cinemático se enfoca en la cantidad y tipo de movimiento, la
dirección del movimiento, y la velocidad o cambio en la velocidad del
cuerpo o de un objeto. El tiro de golf se presenta desde dos de estas
perspectivas: los componentes angulares del swing de golf (arriba) y
la dirección y velocidad del palo y la pelota (abajo).
mejorados u obtener ideas y mejorías en la técnica para los
deportistas de élite, o separar una habilidad en las partes que la
componen. De esta forma, se puede mejorar el conocimiento
sobre el movimiento humano.
Empujar una mesa puede o no hacer que ésta se mueva,
dependiendo de la dirección y fuerza del empujón. Un empu-
jón o jalón entre dos objetos que puede o no resultar en la
generación de movimiento se denomina
fuerza. La cinética
Cadera
Extensor
Flexor
Tobillo
Rodilla
Tiempo (%)
Tiempo (%)
2 600
0 25 50 75 100
0 25 50 75 100
200
–100
0
100
2 200
1 800
1 400
Torque (Nm)
Fuerza vertical (N)
FIGURA 1-5 Ejemplos de análisis cinético del movimiento. El aná­
lisis cinético se enfoca en la causa del movimiento. El levantador de
pesas demuestra cómo se puede analizar el levantamiento al observar
las fuerzas verticales sobre el suelo que producen el levantamiento
(lineal) y los torques producidos en tres articulaciones de la extremi­
dad inferior que generan la fuerza muscular requerida para el levan­
tamiento. (Ilustración tomada de Lander, J. et al. [1986]. Biomechanics
of the squat exercise using a modified center of mass bar. Medicine &
Science in Sports & Exercise, 18:469–478.)

21. Capítulo 1 Terminología básica 9
la fuerza no puede verse, no existe forma alguna de evaluar
de forma precisa la fuerza a menos que pueda ser medida con
instrumentos especiales. Un estimado probable de la fuerza
es al menos 90.72 kg (200 lb), ya que ese es el peso de la
barra. La estimación puede ser significativamente imprecisa si
el peso del cuerpo levantado y la velocidad de la barra no se
toman en cuenta.
Las fuerzas producidas durante el movimiento humano
son importantes ya que son causales de crear todos nuestros
movimientos y de mantener posiciones o posturas donde no
hay movimiento. La evaluación de estas fuerzas representa el
mayor reto técnico en la biomecánica, ya que requiere equipo
sofisticado y una experiencia considerable. Por lo tanto, para el
analista principiante de movimiento, los conceptos relaciona-
dos con maximizar o minimizar la producción de fuerza en el
cuerpo serán más impor
tantes que evaluar las propias fuerzas.
Un análisis cinético puede proporcionar al maestro, fisio-
terapeuta, entrenador o investigador, información valiosa
sobr
e cómo se produce el movimiento o cómo se mantiene
una posición. Esta información puede dirigir el acondiciona-
miento y entrenamiento de un deporte o movimiento. Por
ejemplo, los análisis cinéticos r
ealizados por investigadores
han identificado posiciones débiles y fuertes en varias posi-
ciones y movimientos articulares. Por tanto, se sabe que la
posición más débil para iniciar una flexión de bíceps es con

la mancuerna colgando hacia abajo y el antebrazo recto. Si el
mismo ejercicio se realiza con el codo ligeramente flexionado,
se puede levantar más peso.
Los análisis cinéticos también identifican partes impor-
tantes de una habilidad en términos de producción de movi-
miento. Por ejemplo, ¿cuál es la mejor técnica para maximizar
un salto ver
tical? Luego de medir las fuerzas producidas
contra el suelo que se utilizan para impulsar el cuerpo hacia
arriba, los investigadores han concluido que el salto vertical
que incorpora bajar muy rápido el nivel del cuerpo, seguido
de una acción de contramovimiento hacia arriba, produce
fuerzas más efectivas a nivel del suelo en comparación con un
impulso más lento y profundo.
Por último, la cinética ha jugado un papel crucial en la
identificación de los aspectos de una habilidad o movimiento
que vuelven a quien lo realiza propenso a lesionarse. ¿Por qué
43% de los participantes y 76% de los instructores de ejercicio
aeróbico de alto impacto se lesionan (3)? La respuesta fue
claramente identificada a través de un análisis cinético que
encontró que las fuerzas en los ejercicios aeróbicos de alto
impacto típicos están en una magnitud de cuatro o cinco
veces el peso del cuerpo (4). Para un individuo que pesa
667.5 N (newtons) o 68 kg (150 lb), la exposición repetida a
fuerzas en el rango de 2 670 a 3 337.5 N (272 a 340 kg; 600
a 750 lb) contribuye de manera parcial a la lesión del sistema
musculoesquelético.
Es esencial examinar los componentes tanto cinemático
como cinético para comprender todos los aspectos de un
movimiento. También es importante estudiar las relaciones
cinemática y cinética ya que cualquier aceleración de una
extremidad, de un objeto o del cuerpo humano, es un resul-
tado de una fuerza aplicada en algún punto, un instante en
par
ticular, de una determinada magnitud, y de una particu-
lar duración. Aunque es útil simplemente para describir las
características del movimiento
cinemático, también se deben
explorar las fuentes cinéticas antes de una comprensión total
de un movimiento o habilidad.
ESTÁTICA VERSUS DINÁMICA
Examinar la postura utilizada para sentarse frente a un
escritorio y trabajar en una computadora. ¿Se están ejer-
ciendo fuerzas? S
í. Aun cuando no hay movimiento, existen
fuerzas entre la espalda y la silla y entre el pie y el piso.
Adicionalmente, hay fuerzas musculares que actúan a lo
largo del cuerpo para contrarrestar la gravedad y mantener la
cabeza y el tronco erguidos. Hay fuerzas presentes sin movi-
miento, y son producidas de manera continua para mante-
ner posiciones y posturas que no involucran movimiento.
Los principios de la estática se utilizan para evaluar la posi-
ción sentada. La estática es la rama de la mecánica que
examina los sistemas que no están en movimiento o que se
mueven a una velocidad constante. Se considera que los sis-
temas estáticos están en equilibrio. El equilibrio es un estado
de balance en el que no hay aceleración ya que las fuerzas
que hacen que una persona u objeto comiencen a moverse,
adquieran velocidad o disminuyan su velocidad son neutra-
lizadas por fuerzas opuestas que las cancelan.
La estática también es útil para determinar el estrés
sobre las estructuras anatómicas del cuerpo, identificar la
magnitud de las fuerzas musculares e identificar la mag-
nitud de la fuerza que resultaría en la pérdida del equi-
librio. ¿Cuánta fuerza generada por el músculo deltoides
se requiere para levantar el brazo extendido hacia un lado
del cuerpo? ¿Por qué es más sencillo sostener el brazo al
lado del cuerpo si se baja el brazo de modo que no quede
perpendicular al cuerpo?
¿Cuál es el efecto de una lordosis
(aumento de la curvatura de la espalda) sobre las fuerzas
que pasan a través de la columna lumbar? Estas son el tipo
de preguntas que el análisis de estática puede resolver.
Dado que el caso de estática no involucra un cambio en la
cinemática del sistema, el análisis de estática usualmente se
lleva a cabo utilizando técnicas de cinética para identificar
las fuerzas y el sitio de aplicación de las fuerzas causales de
mantener una postura, posición o velocidad constante. Sin
embargo, se pueden aplicar los análisis cinemáticos en la
estática para corroborar que existe equilibrio a través de
la ausencia de aceleración.
Para abandonar la estación de trabajo de la computadora
y levantarse de la silla es necesario producir fuerzas en la ex
­-
tremidad inferior y sobre el suelo. La dinámica es la rama

de la mecánica que se utiliza para evaluar este tipo de movi-
miento ya que examina sistemas que están en aceleración. La
dinámica utiliza un abor
daje cinemático o cinético, o ambos,
para analizar el movimiento. Un análisis de la dinámica de
una actividad, como correr, puede incorporar un análisis
cinemático en el que se describen el movimiento lineal del
cuerpo completo y el movimiento angular de los segmentos.
El análisis cinemático puede estar relacionado con un análisis
cinético que describe las fuerzas aplicadas sobre el suelo y a
lo largo de las articulaciones a medida que la persona corre.
Debido a que este libro trata con numerosos ejemplos que
involucran el movimiento de un objeto impulsado por el ser
humano, la dinámica es abordada a detalle en los capítulos
específicos sobre cinemática y cinética lineal y angular.

22. 10 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Descriptores anatómicos
del movimiento
NOMBRES DE LOS SEGMENTOS
Es importante identificar correctamente los nombres de los
segmentos y utilizarlos de forma consistente al analizar el
movimiento. Para flexionar el hombro, ¿se levanta el brazo con
pesas en la mano o se eleva todo el brazo por enfrente? Sea cual
sea la interpretación se coloca sobre el nombre del segmento,
el término brazo determinará el tipo de movimiento realizado.
La interpretación correcta de flexionar a nivel del hombro es
elevar el brazo completo, ya que el brazo es el segmento entre
el hombro y el codo, no el segmento entre el codo y la muñeca
o el segmento de la mano. Vale la pena una revisión de los
nombres de los segmentos en preparación para un uso más
extenso de los mismos en el estudio de la biomecánica.
La cabeza, cuello y tronco son los segmentos que com-
prenden la parte principal del cuerpo, o la porción axial del

esqueleto. Esta porción del cuerpo representa más de 50%
del peso de la persona, y por lo general se mueve mucho
más lento que las otras partes del cuerpo. Debido a su gran
tamaño y velocidad lenta, el tronco es un buen segmento para
observar visualmente cuando se aprende a analizar el movi-
miento o a seguir la actividad del cuerpo entero.
Las extr
emidades superiores e inferiores se denominan la
porción apendicular del esqueleto. En términos generales,
a medida que se aleja del tronco, o se va más distal al mismo,
los segmentos se vuelven más pequeños, se mueven con

mayor rapidez, y son más difíciles de observar debido a su
tamaño y velocidad. Por tanto, mientras que la flexión del
hombro es al elevar la extremidad superior hacia delante,
la flexión del antebrazo describe un movimiento a nivel del
codo. Los movimientos del brazo típicamente se describen
tal como ocurren en la articulación del hombro, los movi-
mientos del antebrazo se describen en relación con la acti-
vidad de la articu
­lación del codo, y los movimientos de la
mano se describen con relación a la actividad articular en
la muñeca. La figura 1-6 ilustra las regiones axial y apen­dicular
del cuerpo con los nombres correctos de los segmentos.
En la extremidad inferior, el muslo es la región entre las
articulaciones de la cadera y la rodilla, y el pie es la región dis-
tal a la articulación del tobillo. El movimiento del muslo por lo general se describe tal como ocur
re en la articulación de la
cadera, el movimiento de la pierna se describe por las acciones a nivel de la articulación de la rodilla, y los movimientos del pie se determinan por la actividad de la articulación del tobillo.
TÉRMINOS ANATÓMICOS
La descripción de la posición de un segmento o movimiento de una articulación se expresa típicamente con relación a una posición de inicio designada. Esta posición de referencia, o po-
­sición anatómica, ha sido un punto de referencia estándar uti-
lizado por muchos años por los anatomistas, biomecanicistas, y en la pr
ofesión médica. En esta posición, el cuerpo está en
una posición erecta con la cabeza mirando hacia adelante, los brazos a los lados del tronco con las palmas hacia adelante, y
las piernas juntas con los pies apuntando hacia adelante. Algunos biomecanicistas pr
efieren utilizar lo que se conoce
como posición fundamental como la posición de referencia.
Esta posición de referencia es similar a la posición anatómica, excepto que los brazos están en una postura más relajada a ambos lados con las palmas de las manos apuntando hacia el tronco. Sin importar la posición de inicio que se utilice, todas las descripciones del movimiento de los segmentos se realizan en relación con alguna posición de referencia. Ambas posicio-
nes de referencia se ilustran en la figura 1-6.
Para discutir la posición ar
ticular, se debe definir el ángulo
articular, o con más exatidud, el ángulo relativo entre dos segmentos. Un ángulo relativo es el ángulo incluido entre dos segmentos (Fig. 1-7). El cálculo del ángulo relativo se ilustra en el capítulo 9 de este libro.
La posición inicial también se conoce como la posición
cero para la descripción de la mayoría de los movimientos articulares. Por ejemplo, cuando una persona está de pie, existe cero movimiento a nivel de la articulación de la cadera. Si el muslo se flexiona o se rota en forma interna o externa (hacia afuera o hacia dentro), la cantidad de movimiento se describe con relación a la posición fundamental o anatómica de inicio. La mayoría de las posiciones cero parecen ser muy evidentes porque usualmente hay una línea recta entre dos segmentos de manera que no se forma ángulo relativo entre ellos. La posición cero en el tronco se produce cuando el tronco está vertical y en línea con la extremidad inferior. La posición cero a nivel de la rodilla se encuentra en la posición de pie cuando no existe ángulo entre el muslo y la pierna. Una posición cero no tan evidente está en la articulación del tobillo. Para esta articulación, la posición se asume en la pos-
tura con la planta del pie perpendicular a la pierna.
La descripción del movimiento o la localización anatómica

se pueden presentar mejor utilizando la terminología que es universalmente aceptada y comprendida. Los términos del movimiento deben volverse parte del vocabulario de trabajo, sin importar el nivel de aplicación de la kinesiología requerido. El desarrollo de un conocimiento sólido acerca de las caracte-
rísticas del movimiento de las diferentes fases del movimiento
Cabeza
Cuello
Posición anatómica
de inicio
Posición fundamental
de inicio
AXIAL APENDICULAR
Pie
Pierna
Muslo
Mano
Antebrazo
Brazo
Tronco
FIGURA 1-6
 Posición de inicio anatómica versus fundamental. Las
posiciones de inicio anatómica y fundamental sirven como un punto
de referencia para la descripción de los movimientos articulares.

23. Capítulo 1 Terminología básica 11
humano o habilidad deportiva puede mejorar la efectividad al
enseñar una habilidad, ayudar a corregir los fallos en el des-
empeño, identificar los movimientos y segmentos importantes
para enfatizar durante el acondicionamiento, e identificar los

aspectos de la habilidad que pueden estar asociados con una
lesión. El investigador, entrenador o maestro y fisioterapeuta
con experiencia puede determinar los movimientos más rele-
vantes en una habilidad y utilizará un vocabulario específico
de tér
minos para instruir a sus estudiantes o atletas. En esta
situación, un conjunto de términos estandarizado es más útil.
Los términos anatómicos que describen la posición relativa
o dirección se ilustran en la figura 1-8. El término medial se
refiere a una posición relativamente cercana a la línea media
del cuerpo u objeto o al movimiento que se desplaza en
dirección de la línea media. En la posición anatómica, el dedo
meñique y el dedo grueso del pie están en el lado medial de
la extremidad ya que están en el lado más cercano a la línea
media del cuerpo. Además, dirigir los dedos de los pies hacia la
línea media del cuerpo se considera un movimiento en direc-
ción medial. Lo opuesto de medial es lateral, esto es, una
posición r
elativamente lejana a la línea media o un movimiento
que se aleja de la línea media. En la posición anatómica, el
pulgar y el dedo pequeño del pie están en el lado lateral de
la mano y el pie, de manera respectiva, ya que están más aleja-
dos de la línea media. Asimismo, dirigir los dedos de los pies
hacia afuera es un movimiento lateral. Las r
eferencias anató-
micas por lo general también se designan como mediales o
laterales con base en su posición r
elativa a la línea media, tales
como los cóndilos, epicóndilos y maléolos mediales y laterales.
Los términos proximal y distal se utilizan para describir la
posición relativa con respecto a un punto de referencia desig-
nado, donde proximal representa una posición más cercana
al punto de r
eferencia y distal es la posición más alejada del
mismo. La articulación del codo es proximal, y la articulación
de la muñeca es distal con relación a la articulación del hom-
bro. La articulación del tobillo es proximal, y la articulación
de
la rodilla es distal con relación al punto donde el talón hace
contacto con el suelo. Tanto el término proximal como distal
deben ser expresados en relación con algún punto de referencia.
Un segmento o referencia anatómica puede estar en la
parte superior del cuerpo, por encima de un punto de refe-
rencia en particular o cercano a la parte superior de la cabeza.
Puede estar en la par
te inferior, esto es, más abajo que un
segmento o referencia anatómica. Por ejemplo, la cabeza se
A
B
FIGURA 1-7 Ángulos relativos del codo (A) y la rodilla (B).
Superior
Inferior
AnteriorPosterior
Proximal
Distal
Medial
Lateral
Medial
Lateral
FIGURA 1-8 Términos anatómicos
utilizados para describir la posición o
dirección relativa.

24. 12 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
localiza superior al tronco, el tronco es superior al muslo, y así
sucesivamente. El trocánter mayor se localiza en la cara supe-
rior del fémur, y el epicóndilo medial del húmero se localiza
en el extr
emo inferior del húmero.
La localización de un objeto o movimiento con relación al
frente o atrás es anterior o posterior, respectivamente. Por
tanto, mientras que el grupo muscular del cuádriceps se lo-
caliza en la región anterior del muslo, el grupo muscular de
los isquiotibiales se localiza en la r
egión posterior del mismo.
Anterior también es sinónimo de ventral para una localiza-
ción en el cuerpo humano, y posterior se
refiere a la superficie
o posición dorsal en el cuerpo humano.
El término ipsilateral describe una actividad o localiza-
ción de un segmento o referencia colocado del mismo lado
con r
especto a un punto de referencia en particular. Las
acciones, posiciones y localizaciones de las referencias del
lado opuesto pueden ser designadas como contralaterales.
Por tanto, cuando una persona eleva la pierna derecha hacia
adelante, existe actividad muscular extensora en el músculo
iliopsoas de dicha pierna, la pierna ipsilateral, y actividad
extensora en el glúteo medio de la pierna contralateral para
mantener el equilibrio y el apoyo. Al caminar, a medida que
la extremidad inferior ipsilateral se balancea hacia adelante, la
otra extremidad, la extremidad contralateral, empuja contra
el suelo para impulsar al caminante hacia adelante.
DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO
Movimientos básicos
Hay seis movimientos básicos que se producen en varias com-
binaciones en las articulaciones del cuerpo. Los primeros dos
movimientos, la flexión y la extensión, son movimientos que

se encuentran en casi todas las articulaciones con movimiento
libre, incluyendo el dedo grueso del pie, el tobillo, la rodilla,
cadera, tronco, hombro, codo, muñeca y los dedos. La flexión
es un movimiento de doblado en el que el ángulo relativo de la
articulación entre dos segmentos adyacentes disminuye. La ex
­
tensión es un movimiento de r ectificación en el que el ángulo
relativo de la articulación entre dos segmentos se incrementa a medida que la articulación regresa a la posición cero o de
referencia. En la figura 1-9 se proporcionan varios ejemplos
tanto de flexión como de extensión. Una persona también puede r
ealizar una hiperflexión si el movimiento de flexión va
más allá del rango normal de flexión. Por ejemplo, esto puede ocurrir en el hombro sólo cuando el brazo se mueve hacia adelante y hacia arriba en flexión a lo largo de 180° hasta que queda al lado de la cabeza, y luego se hiperflexiona a medi
­-
da que continúa moviéndose más allá de la cabeza hacia la espalda. La
hiperextensión puede ocurrir en muchas articula-
ciones a medida que el movimiento de extensión continúa más allá de la posición cer
o original. Es común observar movimien-
tos de hiperextensión en el tronco, brazo, muslo y en la mano.
Extensión
Extensión
Extensión
Extensión
Extensión
Extensión
Extensión
Extensión
Hiperextensión
CABEZA
MUSLO
PIERNA
MANO
DEDOS
BRAZO
ANTEBRAZO
TRONCO
Hiperextensión
Hiperextensión
Hiperextensión
Hiperextensión
Hiperflexión
Flexión
Flexión
Flexión
Flexión
Flexión
Flexión
Flexión
Flexión
FIGURA 1-9
 Flexión y extensión. Estos movimientos se producen en muchas articulaciones en el cuerpo, incluyendo
vértebras, hombros, codos, muñecas, metacarpofalángicas e interfalángicas, cadera, rodillas y metatarsofalángicas.

25. Capítulo 1 Terminología básica 13
El movimiento para tocarse los dedos de los pies involucra
flexión a nivel de las articulaciones vertebrales, del hombro y
la cadera. El regreso a la posición de pie involucra los movi-
mientos opuestos de extensión vertebral, extensión de la
cadera
y extensión del hombro. La fase de poder del tiro en
suspensión de un jugador de baloncesto se produce mediante
una sincronización precisa de extensión de la cadera, de la
rodilla y del tobillo coordinadas con la flexión del hombro,
la extensión del codo y la flexión de la muñeca en la extre-
midad que lanza. Este ejemplo ilustra la importancia de los
movimientos
de extensión de la extremidad inferior para la
producción de poder. La extensión de la extremidad inferior
a menudo sirve para producir propulsión hacia arriba que
trabaja contra la fuerza de gravedad. Es lo opuesto en la
articulación del hombro, donde los movimientos de flexión
se utilizan principalmente para desarrollar propulsión hacia
arriba contra la gravedad para elevar la extremidad.
La abducción y la aducción son otro par de movimientos
que por lo general no son tan conocidos como la flexión y
la extensión, que se producen sólo en articulaciones parti-
culares, como la metatarsofalángica (pie), cadera, hombro,
muñeca y metacarpofalángica (mano). En la figura 1-10 se

presentan muchos de estos movimientos. La abducción es un
movimiento que se aleja de la línea media del cuerpo o seg-
mento. Elevar un brazo o una pierna hacia un lado o separar
los dedos de la mano hacia los lados es un ejemplo de abduc-
ción. Se puede producir hiperabducción en la ar
ticulación
del hombro a medida que el brazo se mueve más de 180°
desde un costado hasta más allá de la cabeza. La aducción
es el movimiento de regreso del segmento de nuevo hacia
la línea media del cuerpo o segmento. Llevar los brazos de
nuevo hacia el tronco, juntar las piernas y cerrar los dedos son
ejemplos de aducción. La hiperaducción ocurre con frecuen-
cia en el brazo y el muslo a medida que la aducción continúa
más allá de la posición cer
o, así que la extremidad cruza el
cuerpo. Los movimientos de lado a lado por lo general son
utilizados para mantener el balance y la estabilidad durante las
habilidades deportivas tanto de la extremidad superior como
inferior. Controlar o prevenir los movimientos de abducción
y aducción del muslo es especialmente crucial para el man-
tenimiento de la estabilidad pélvica y de las extremidades
durante la mar
cha y la carrera.
Los últimos dos movimientos básicos involucran rota-
ciones, ilustradas en la figura 1-11. Una rotación puede ser

ya sea medial (también llamada interna) o lateral (también
llamada exter
na). Las rotaciones se designan como izquierda y
Aducción
o retracción
Hiperabducción
Abducción
Abducción
Abducción
Aducción
Hiperaducción
Flexión
radial o
abducción
Flexión
cubital
o aducción
Aducción
Aducción
Abducción
o protracción
ESCÁPULA PIEMUSLO
MANO
DEDOS
DEDOS DEL PIE
BRAZO
Hiperaducción
A
d
ucción
A
bducción
Abducción
Aducción
FIGURA 1-10
 Abducción y aducción. Estos movimientos pueden ocurrir en las articulaciones esternoclavicular,
del hombro, de la muñeca, metacarpofalángicas, de la cadera, intertarsales y metatarsofalángicas.
A B C
D E
F G

26. 14 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
derecha sólo para la cabeza y el tronco. Cuando se parte de la
posición fundamental de inicio, la rotación interna o medial se
refiere al movimiento de un segmento en torno a un eje ver-
tical que corre a través del segmento de manera que la super-
ficie anterior del segmento se mueve hacia la línea media del
cuerpo en
tanto que la superficie posterior se aleja de la línea
media. La rotación lateral o externa es el movimiento opuesto,
en el que la superficie anterior se aleja de la línea media y la
superficie posterior del segmento se mueve hacia ella. Debido
a que la línea media pasa a través de los segmentos de la cabeza
y el tronco, las rotaciones en estos segmentos se describen
como izquierda o derecha desde la perspectiva de quien rea-
liza el movimiento. La rotación a la derecha es el movimiento
de
la superficie anterior del tronco de modo que mire a la
derecha, en tanto que las superficies posteriores miran hacia
la izquierda, y la rotación a la izquierda es el movimiento
opuesto de manera que la parte anterior del tronco mira hacia
la izquierda y la parte posterior hacia la derecha. Las rotacio-
nes se producen en las articulaciones de las vértebras, el hom-
bro, la cadera y la rodilla. Los movimientos de rotación son
impor
tantes en la fase de poder de las habilidades deportivas
que involucran el tronco, el brazo o el muslo. Para lanzar, el
brazo que lanza rota en forma lateral en la fase de preparación
y rota en forma medial en las fases de poder y de seguimiento.
El tronco complementa la acción del brazo con rotación a la
derecha en la fase de preparación (para el lanzador diestro)
y rotación a la izquierda en la fase de poder y seguimiento.
De igual forma, el muslo derecho rota lateralmente en la fase
de pr
eparación y medialmente hasta que la extremidad in-

ferior se levanta del suelo en la fase de poder.
Descriptores del movimiento especializados
Existen varios movimientos segmentarios a los que se les
asignan nombres especializados de movimiento (Fig. 1-12).
Aunque la mayoría de los movimientos segmentarios están
técnicamente entre los seis movimientos básicos, el nombre
especializado del movimiento es la terminología común-
mente utilizada por los profesionales del movimiento. La
flexión lateral
a la derecha y a la izquierda aplica sólo para
el movimiento de la cabeza o el tronco. Cuando el tronco o
la cabeza se inclinan hacia los lados, el movimiento se deno-
mina flexión lateral.
Si el lado derecho del tronco o la cabeza
se mueve de manera que mira hacia abajo, el movimiento se
denomina flexión lateral derecha y viceversa.
La cintura escapular tiene nombres especializados del movi-
miento que pueden ser mejor descritos al observar los mo
­-
­vimientos de la escápula. Mientras que elevar la escápula, por ejemplo al encoger los hombros, se denomina elevación, el mo
­-
vimiento opuesto hacia abajo se denomina depresión
. Si las
dos escápulas se alejan una de la otra, el movimiento se deno-
mina protracción. El movimiento de r
egreso, en el que las
escápulas se mueven una hacia la otra con los hombros hacia atrás, se denomina retracción. Por último, la escápula puede balancearse de modo que la parte inferior de la misma se aleja del tronco y la parte superior se mueve hacia el tronco. Este mo
­vimiento se denomina rotación hacia arriba, y el movi -
miento opuesto, cuando la escápula se balancea de nuevo hacia abajo a su posición en r
eposo, es la rotación hacia abajo.
En los segmentos del brazo y el muslo, la combinación
de flexión y aducción se denomina aducción horizontal, y la combinación de extensión y abducción se conoce como
Rotación derecha
Rotación
derecha
Rotación
medial
Rotación
medial
(DESDE ARRIBA)
Rotación
medial
Rotación
medial
Rotación
izquierda
Rotación
lateral
Rotación
lateral
Rotación
lateral
Rotación
lateral
Rotación izquierda
PIERNA
CABEZA
MUSLO
BRAZO
TRONCO
FIGURA 1-11 Rotación. Ésta ocurre en las articulaciones de las vértebras, el hombro, la cadera y la rodilla.

27. Capítulo 1 Terminología básica 15
rotación horizontal. La aducción horizontal, algunas veces
llamada flexión horizontal, es el movimiento del brazo o el
muslo que cruza el cuerpo hacia la línea media utilizando un
movimiento horizontal al suelo. La abducción horizontal, o
extensión horizontal, es un movimiento horizontal del brazo
o el muslo que se aleja de la línea media del cuerpo. Estos
movimientos se utilizan en una amplia variedad de habilidades
deportivas. La acción del brazo en el lanzamiento de disco es
un buen ejemplo del uso de abducción horizontal en la fase
de preparación y aducción horizontal en la fase de poder y
seguimiento. Muchas habilidades en el futbol (soccer) utilizan
aducción horizontal del muslo para llevar la pierna hacia arriba
y al otro lado del cuerpo para un disparo o un pase.
En el antebrazo, la pronación y la supinación ocurren a
medida que el extremo distal del radio rota sobre y hacia atrás
del cúbito a nivel de las articulaciones radiocubitales. La supi -
nación es el movimiento del antebrazo en el que la palma de

la mano rota para mirar hacia adelante desde la posición fun-
damental de inicio. La pronación es el movimiento en el que

las palmas apuntan hacia atrás. Los movimientos articulares
de supinación y pronación también se conocen como rotación
externa e interna, respectivamente. A medida que el ante-
brazo se mueve desde una posición supina hacia una posición
pr
onada, el antebrazo pasa a través de la posición semiprona,
en la que las palmas apuntan hacia la línea media del cuerpo
con los pulgares hacia adelante. La acciones de pronación y
supinación del antebrazo se utilizan con los movimientos de
rotación del brazo para incrementar el rango de movimiento,
añadir rotación, aumentar el poder y cambiar la dirección
durante las fases de aplicación de fuerza en los deportes con
raqueta, el vóleibol y el lanzamiento.
En la articulación de la muñeca, mientras que el movi-
miento de la mano hacia el pulgar se denomina flexión radial,
el
movimiento opuesto de la mano hacia el dedo meñique se
denomina flexión cubital. Estos nombres especializados del
movimiento son más fáciles de recordar debido a que no de
­-
penden de la posición del antebrazo o el brazo, como lo hacen la
interpretación de abducción y aducción, y pueden ser fácil-
mente interpretados si se conocen las localizaciones del radio (lado del pulgar)
y el cúbito (lado del meñique). Las flexiones
cubital y radial son importantes en los deportes con raqueta para el control y la estabilización de la misma. También, en el vóleibol, la flexión cubital es un componente valioso en el pase con el antebrazo, porque ayuda a mantener la posición extendida del brazo e incrementa el área de contacto de los antebrazos.
Flexión lateral
izquierda Extensión/
abducción
horizontal
Rotación
hacia arriba
Depresión
(desde arriba)
Elevación
Pronación
Flexión/aducción
horizontal
Extensión/abducción
horizontal
CIRCUNDUCCIÓN
Semiprona
Supinación
Flexión lateral
derecha
Rotación
hacia abajo
Flexión/
aducción
horizontal
Dorsiflexión
Flexión plantar
Inversión Eversión
EversiónInversión
TRONCO
ESCÁPULA
ANTEBRAZO
BRAZO
PIERNA TRONCO
MUSLO
PIE
FIGURA 1-12
 Ejemplos de movimientos especializados. Algunos movimientos articulares se designan
con nombres especializados, aún cuando pueden ser técnicamente uno de los seis movimientos básicos.

28. 16 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
En el pie, la flexión plantar y la dorsiflexión son nombres
especializados para la extensión y flexión del pie, respectiva-
mente. La flexión plantar
es el movimiento en el que la planta
del pie se mueve hacia abajo y el ángulo formado entre el pie y
la pierna se incrementa. Este movimiento puede crearse al ele-
var el talón de modo que el peso se desplaza hacia los dedos de
los
pies o al colocar el pie plano sobre el suelo y mover la pierna
hacia atrás de modo que el peso del cuerpo está detrás del pie.
La dorsiflexión es el movimiento del pie hacia la pierna que
disminuye el ángulo relativo entre ambos. Este movimiento
puede crearse al poner el peso del cuerpo sobre los talones
y elevar la punta del pie o al mantener el pie plano sobre el
suelo y bajar el nivel del cuerpo con el peso centrado sobre
el pie. Cualquier ángulo entre la pierna y el pie mayor a 90°
se denomina posición de flexión plantar, y cualquier ángulo
entr
e la pierna y el pie menor a 90° se denomina dorsiflexión.
El pie tiene otro conjunto de movimientos especializados,
llamados inversión y eversión, que se producen en las articula-
ciones intertarsales y metatarsianas. La inversión del pie tiene

lugar cuando el borde medial del pie se eleva de manera que
la planta del pie queda dirigida en forma medial hacia el otro
pie. La eversión es el movimiento opuesto del pie: la cara
lateral del pie se eleva de modo que la planta del pie mira en
dirección opuesta al otro pie.
A menudo existe confusión sobre el uso de los términos
inversión y eversión y
el uso popularizado de otros como
pronación y supinación usados como descriptores del movi-
miento del pie. La inversión y la eversión no son lo mismo
que la pronación y la supinación; de hecho, son s
ólo una
parte de la pronación y la supinación. La pronación del pie
es en realidad un conjunto de movimientos que consiste en
dorsiflexión en la articulación del tobillo, eversión y abduc-
ción del antepi
é. La supinación se crea a través de la flexión
plantar del tobillo, inversión y aducción del antepi
é. La pro
­-
nación y la supinación son movimientos dinámicos del pie y

el tobillo que ocurren particularmente cuando el pie se en
­-
cuentra sobr
e el suelo al caminar o correr. Estos dos movi-
mientos están determinados por la estructura y laxitud del pie, el peso corporal, las superficies en juego y el calzado.
El último movimiento especializado, la circunducción,
puede producirse en cualquier articulación o segmento que
tenga el potencial de moverse en dos direcciones, de forma
que el segmento puede moverse de manera cónica a medi
­-
da que el extremo final del segmento se mueve en una tra-
yectoria circular. Un ejemplo de circunducción es colocar
el brazo hacia adelante y dibujar un círculo imaginario en el air
e. La circunducción no es una rotación simple; más bien,
se trata de cuatro movimientos en secuencia. El movimiento del brazo en la creación de la O imaginaria es de hecho una combinación de flexión, aducción, extensión y abducción. Los movimientos de circunducción también son posibles en el pie, el muslo, el tronco, la cabeza y la mano. Los movi-
mientos de todos los segmentos principales se revisan en la T
abla 1-1.
TABLA 1-1 Revisión de los movimientos
Segmento Articulación gl Movimientos
Cabeza Intervertebral 3 Flexión, extensión, hiperextensión, flexión lateral D/I, rotación D/I, circunducción
Atlantoaxial
(3 articulaciones)
1 cada
una
Rotación D/I
Tronco Intervertebral 3 Flexión, extensión, hiperextensión, rotación D/I, flexión lateral D/I, circunducción
Brazo Hombro 3 Flexión, extensión, hiperextensión, abducción, aducción, hiperabducción, hiper­
aducción, abducción horizontal, aducción horizontal, rotación med/lat, circunducción
Brazo/hombro Esternoclavicular 3 Elevación, depresión, abducción, aducción (protracción, retracción), rotación
Cintura escapular Acromioclavicular 3 Abducción, aducción (protracción, retracción), rotación hacia arriba/abajo
Antebrazo Codo 1 Flexión, extensión, hiperextensión
Radiocubital 1 Pronación, supinación
Mano Muñeca 2 Flexión, extensión, hiperextensión, flexión radial, flexión cubital, circunducción
Dedos Metacarpofalángica 2 Flexión, extensión, hiperextensión, abducción, aducción, circunducción
Interfalángica 1 Flexión, extensión, hiperextensión
Pulgar Carpometacarpiana 2 Flexión, extensión, abducción, aducción, oposición, circunducción
Metacarpofalángica 1 Flexión, extensión
Interfalángica 1
Muslo Cadera 3 Flexión, extensión, hiperextensión, abducción, aducción, hiperaducción, aducción
horizontal, abducción horizontal, rotación med/lat, circunducción
Pierna Rodilla 2 Flexión, extensión, hiperextensión, rotación med/lat
Pie Tobillo 1 Flexión plantar, dorsiflexión
Intertarsal 3 Inversión, eversión
Dedos de los piesMetatarsofalángica 2 Flexión, extensión, abducción, aducción, circunducción
Interfalángica 1 Flexión, extensión
D/I, derecha
-izquierda; med/lat, medial-lateral.

29. Capítulo 1 Terminología básica 17
Sistemas de referencia
RELATIVO VERSUS ABSOLUTO
Es esencial un sistema de referencia para la observación y
descripción precisa de cualquier tipo de movimiento. El uso
de movimientos articulares con relación a una posición de
inicio fundamental o anatómica es un ejemplo de un marco
de referencia simple. Este sistema fue previamente utilizado
en este capítulo para describir el movimiento de los segmen-
tos. Para mejorar la precisión del análisis de un movimiento,
el movimiento puede ser evaluado con r
especto a un punto o
posición de inicio diferente.
Es necesario un sistema de referencia para especificar la
posición del cuerpo, segmento u objeto de modo que se pueda
describir el movimiento o identificar si ha ocurrido algún
movimiento. El marco o sistema de referencia es arbitrario y
puede estar dentro o fuera del cuerpo. El marco de referencia
consiste en líneas imaginarias llamadas ejes, que se intersectan
en ángulos rectos en un punto común denominado el origen.
El origen del marco de referencia se coloca en un sitio desig-
nado como el centro de una articulación. A los ejes general-
mente se les dan representaciones con letras para diferenciar
la dir
ección en la que apuntan. Cualquier posición puede ser
descrita mediante la identificación de la distancia del objeto de
cada uno de los ejes. En el movimiento planar o bidimensional,
existen dos ejes, el horizontal y el vertical. En un movimiento
tridimensional existen tres ejes, dos horizontales que forman
un plano, y uno vertical. Es importante identificar el marco de
referencia utilizado en la descripción del movimiento.
Un ejemplo de un sistema de referencia colocado fuera del
cuerpo es la línea de inicio en una carrera. El centro de una
articulación anatómica, como el hombro, puede ser utilizado
como sistema de referencia dentro del cuerpo. El brazo puede
ser descrito como moviéndose a través de un ángulo de 90° si
se abduce hasta que queda perpendicular al tronco. Si se uti-
liza el suelo como marco de referencia, el mismo movimiento
de abducción del brazo puede ser descrito con respecto al
suelo, como movimiento hasta una altura de 1.6 m del suelo.
Cuando se describe el movimiento angular, las posiciones
de las articulaciones, velocidades y aceleraciones pueden ser
descritas utilizando ya sea un marco de referencia absoluto
o relativo. Un marco de referencia absoluto es aquel en
el que los ejes se intersectan en el centro de la articulación
y el movimiento de un segmento se describe con respecto a
dicha articulación. Los ejes por lo general están orientados en
forma horizontal y vertical. El eje horizontal generalmente se
denomina eje X, y el eje vertical es el eje Y, aunque estos ejes
pueden ser llamados por cualquier nombre siempre y cuando
estén definidos y sean consistentes. Un ángulo segmentario
se mide desde los ejes horizontales rectos (Fig. 1-13A) y
define la orientación del segmento en el espacio. La posición
absoluta de un brazo abducido perpendicular al tronco es 0°
o 360° cuando se describe con relación a los ejes que pasan a
través de la articulación del hombro. Un marco de referencia
relativo es aquel en el que el movimiento de un segmento
se describe con relación al segmento adyacente. Este tipo
de marco de referencia a menudo se utiliza para describir un
ángulo articular. Los ejes en este marco de referencia no son
horizontales y verticales. La figura 1-13B muestra al eje Y
colocado a lo largo de un segmento, la pierna, y al eje X per-
pendicular al eje Y. Entonces se puede determinar el ángulo
de la r
odilla desde la porción inferior del eje Y hasta la línea
punteada que describe el segmento del muslo.
En el ejemplo antes descrito del brazo, con abducción
perpendicular al tronco, la posición relativa del brazo con
respecto al tronco es 90°. El marco de referencia debe iden-
tificarse claramente de modo que los resultados puedan ser
interpr
etados de forma adecuada y, ya que los sistemas de
referencia varían entre los investigadores, se deben identifi-
car el sistema de referencia y el punto de referencia antes de
comparar y contrastar r
esultados entre estudios. Por ejemplo,
algunos investigadores marcan la posición 0°. Luego de 30°
de flexión en la articulación del codo, la posición final es
Y
X
B
Y
A
X
FIGURA 1-13
 Marco de referencia abso­
luto versus relativo. Izquierda, un marco de
referencia absoluto mide el ángulo del seg­
mento (A) con respecto a la articulación dis­
tal. Derecha, un marco de referencia relativo
mide el ángulo relativo (B) formado por dos
segmentos. Es importante designar el marco
de referencia en la descripción del movi­
miento.

30. 18 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
150 o 30°, en forma respectiva, para los dos sistemas antes
descritos. Puede haber una confusión considerable cuando
se intenta interpretar un artículo si se utiliza un sistema de
referencia diferente al de los autores.
PLANOS Y EJES
El método universalmente utilizado para describir los movi-
mientos humanos se basa en un sistema de planos y ejes. Un
plano es una super
ficie plana, bidimensional. Hay tres planos
imaginarios posicionados a través del cuerpo en ángulos
rectos uno de otro, por lo que se intersectan en el centro de
masa del cuerpo. Estos son los planos cardinales del cuerpo.
Se dice que el movimiento se produce en un plano especí-
fico si está realmente a lo largo de ese plano o en paralelo al
mismo. El movimiento en un plano siempr
e ocurre en torno
a un eje de rotación perpendicular al plano (Fig. 1-14). Si
se atraviesa un trozo de cartón con un alfiler y se gira el car
­-
tón alrededor del alfiler, el movimiento del cartón tiene lugar en el plano, y el alfiler r
epresenta el eje de rotación. El cartón
puede girar en torno al alfiler mientras el alfiler va de adelante hacia atrás en forma horizontal, vertical o de lado, para que el
cartón se mueva en los tres planos. Este ejemplo puede apli-
carse para describir las líneas imaginarias que se extienden a través
del centro de masa corporal total en las mismas tres
direcciones del alfiler. Estos planos permiten la descripción completa de un movimiento y contrastar un movimiento del brazo en línea recta hacia el frente del cuerpo con uno en línea recta hacia un lado del cuerpo. Los planos y ejes del cuerpo humano para la descripción del movimiento se pre-
sentan en la figura 1-15.
El plano sagital
divide al cuerpo en mitades derecha e
izquierda. Los movimientos en el plano sagital se producen en torno a un eje mediolateral que va de lado a lado a través del centro de masa del cuerpo. Los movimientos en el plano sagital que involucran la rotación del cuerpo entero alrededor del centro de masa incluyen los saltos con voltereta, los saltos hacia adelante y hacia atrás apoyándose en las manos, y la flexión del cuerpo hacia una posición carpa en un clavado. El plano frontal o coronal divide al cuerpo para crear mitades
frontal y posterior. El eje en el que se dan los movimientos en el plano frontal es el eje anteroposterior que corre anterior y posterior al plano. Los movimientos en el plano frontal del cuerpo entero alrededor del centro de masa no son tan comunes como los movimientos en los otros planos. El plano
transverso u horizontal divide el cuerpo para crear mitades
superior e inferior. Los movimientos que se dan en este plano son principalmente rotaciones en torno al eje longitudinal. Girar en forma vertical alrededor del cuerpo, como en los giros del patinaje artístico, es un ejemplo de movimiento en el plano transverso en torno al centro de masa del cuerpo.
Aunque se ha descrito a los planos cardinales sagital,
transverso y frontal, en realidad cualquier otro plano puede pasar a través del cuerpo. Por ejemplo, se pueden definir muchos planos sagitales que no pasan a través del centro de masa del cuerpo. El único requisito para definir uno de estos planos es que sea paralelo al plano cardinal sagital. De igual forma, se pueden tener múltiples planos transversos o fronta-
les. Definir estos planos no cardinales es útil para describir los movimientos de las ar
ticulaciones o las extremidades. La
intersección de los tres planos se coloca en el centro de la arti-
culación, por lo que las acciones de dicha articulación pueden describirse en los planos sagital, transverso o fr
ontal (Fig.
1-16). Los planos no cardinales también pueden utilizarse para examinar los movimientos que tienen lugar alrededor de un eje externo.
Plano de movimient
o
MOVIMIENTOS HACIA DELANTE
Y HACIA ATRÁS
MOVIMIENTOS
DE ROTACIÓN
MOVIMIENTOS DE LADO A LADO
S
e
g
m
e
n
t
o
FIGURA 1-14 El plano y el eje. El movimiento toma lugar en un
plano en torno a un eje perpend
icular al plano.
Eje longitudinal
Plano frontal
Eje anteroposterior
Plano sagital
Plano transverso
Eje mediolateral
FIGURA 1-15 Planos y ejes en el cuerpo humano. Los tres planos
cardinales que se originan en el centro de gravedad están en el plano
sagital, el cual divide al cuerpo en lado izquierdo y lado derecho;
el plano frontal, que divide el cuerpo en partes frontal y trasera; y el
plano transverso, que divide el cuerpo en partes superior e inferior.
El movimiento toma lugar sobre o en forma paralela a los planos en
torno a un eje mediolateral (plano sagital), un eje anteroposterior
(plano frontal), o un eje longitudinal (plano transverso).

31. Capítulo 1 Terminología básica 19
La mayoría de los análisis planares o bidimensionales en
biomecánica se centran en el movimiento en el plano sagital
a través del centro de una articulación. Algunos ejemplos de
movimientos en el plano sagital en una articulación pueden
demostrarse al realizar movimientos de flexión y extensión,
tales como elevar el brazo hacia el frente, doblar el tronco
hacia delante y atrás, levantar y bajar la pierna al frente, y
levantar los dedos. Ejemplos de movimientos en el plano
sagital del cuerpo alrededor de un punto de apoyo externo
incluyen rotar el cuerpo sobre el pie plantado sobre el suelo y
correr y rotar el cuerpo sobre las manos en una voltereta. La
percepción más precisa de cualquier movimiento en un plano
se obtiene a partir de una posición perpendicular al plano de
movimiento para permitir la visualización a lo largo del eje
de rotación. Por tanto, los movimientos en el plano sagital
se observan mejor desde el costado del cuerpo para permitir
enfocarse en un eje frontal de rotación (Fig. 1-17).
De forma similar a los movimientos en el plano sagital,
los movimientos en el plano frontal se pueden producir en
cualquier articulación. Los movimientos articulares caracte-
rísticos en el plano frontal incluyen la abducción y aducción
del muslo, la abducción y aducción del dedo y la mano, la

flexión lateral de la cabeza y el tronco, y la inversión y ever-
sión del pie. El movimiento en el plano frontal en torno a un
punto exter
no de contacto se puede observar especialmente
en la danza y el ballet cuando los bailarines se mueven en
forma lateral desde un punto pivote, y en la gimnasia con el
cuerpo en rotación de lado sobre las manos, como cuando se
realiza una rueda de carro. La mejor posición para observar
los movimientos en el plano frontal es por delante o por
detrás del cuerpo para enfocarse en la articulación o el punto
en torno al cual rota todo el cuerpo (Fig. 1-18).
Las rotaciones en las articulaciones de las vértebras, el
hombro y la cadera son ejemplos de movimientos en el plano
transverso alrededor de ejes articulares longitudinales. La pro-
nación y supinación del antebrazo en las articulaciones radio-
Eje longitudinal
Eje
mediolateral
Eje
anteroposterior
Plano
transverso
Plano fronta
l
Plano sagital
FIGURA 1-16 Planos y ejes de la rodilla.
Flexión del brazo
Flexión de la pierna
Flexión
del
muslo
MOVIMIENTOS EN EL PLANO SAGITAL EN TO RNO
A EJES ARTICULARES
MOVIMIENTOS EN EL PLANO SAGITAL EN TO RNO
AL CENTRO DE GRAVEDAD
MOVIMIENTOS EN EL PLANO SAGITAL EN TO RNO
A UN EJE EXTERNO
FIGURA 1-17 Movimientos en el plano sagital. Los movimientos en el plano sagital por lo general son
flexiones y
extensiones o algún ejercicio de giro hacia delante o hacia atrás. Los movimientos pueden tener
lugar en torno a ejes articulares, el centro de gravedad, o un eje externo.

32. 20 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
La mayoría de los movimientos humanos tienen lugar en
múltiples planos en las diferentes articulaciones. Por ejemplo,
al correr la extremidad superior parece moverse de manera
predominante en el plano sagital a medida que las extremi-
dades se balancean hacia delante y hacia atrás a lo largo del
ciclo de la mar
cha. En una observación más cuidadosa de las
extremidades y las articulaciones, se encuentran movimientos
en todos los planos. Por ejemplo, en la articulación de la
cadera el muslo realiza flexión y extensión en el plano sagital,
abducción y aducción en el plano frontal, y rotación interna
y externa en el plano transverso. Si los movimientos huma-
nos estuvieran confinados al movimiento en un solo plano,
se verían como r
obots cuando las articulaciones se mueven.
Examine el movimiento tridimensional en un lanzamiento
presentado en la figura 1-20. Tenga en cuenta la posición
para observar el movimiento en cada uno de los planos.
El movimiento en un plano también se puede describir como
un solo grado de libertad (gl). Esta terminología por lo gene -
ral es utilizada para describir el tipo y la cantidad de movimiento
estr
ucturalmente permitido por las articulaciones anatómicas.
Una articulación con 1 gl indica que la articulación permite que
el segmento se mueva a través de un plano de movimiento. Una
articulación con 1 gl también se denomina uniaxial, porque
un eje es perpendicular al plano de movimiento en el cual se
presenta el movimiento. Una articulación de 1 gl, el codo, sólo
permite flexión y extensión en el plano sagital.
De manera convencional, se considera que la mayoría de
las articulaciones tienen 1, 2 o 3 gl, lo que ofrece potencial
de movimiento uniaxial, biaxial o triaxial, respectivamente. El
hombro es un ejemplo de una articulación de 3 gl, o triaxial,
ya que permite que el brazo se mueva en el plano frontal vía
abducción y aducción, en el plano sagital vía flexión y exten-
sión, y en el plano transverso vía rotación.
Las ar
ticulaciones con 3 gl incluyen las vértebras, el hom-
bro y la cadera; las articulaciones de 2 gl incluyen la rodilla,
las metacarpofalángicas (mano), las carpometacarpianas y la

muñeca; y las articulaciones de 1 gl incluyen la atlantoaxial
(cuello), las interfalángicas (mano y pie), la radiocubital
(codo) y el tobillo. Tres grados de libertad no siempre implica
una gran movilidad, pero sí indica que la articulación permite
el movimiento en los tres planos de movimiento. El hombro
es una articulación mucho más móvil que la cadera, aun
cuando ambas son articulaciones triaxiales y son capaces de
llevar a cabo los mismos movimientos. Los movimientos del
tronco, aunque tienen 3 gl, son bastante restringidos si se eva-
lúa el movimiento en un solo nivel vertebral. Por ejemplo, las
ár
eas lumbar y cervical de las vértebras permiten que el tronco
se flexione y se extienda, pero este plano de movimiento está
limitado en la porción torácica media de las vértebras. De
igual forma, las acciones de rotación del tronco ocurren prin-
cipalmente en las regiones torácica y cervical ya que la región
lumbar tiene un potencial de movimiento limitado en el plano

horizontal. Es la única combinación de todos los segmentos
vertebrales que permite los 3 gl de movimiento producidos
por la columna.
También pueden ocurrir movimientos de deslizamiento
sobre las superficies articulares. Los movimientos de desliza-
miento pueden interpretarse como la adición de más grados
de liber
tad que los definidos en la literatura. Por ejemplo,
se considera que la articulación de la rodilla tiene 2 gl para
MOVIMIENTOS EN EL PLANO FRONTAL EN TO RNO A EJES ARTICULARES
MOVIMIENTO S EN EL PLANO FRONTA L EN TORNO AL CENTRO DE GRAVEDAD
MOVIMIENTOS EN EL PLANO FRONTAL EN TO RNO A UN EJE EXTERNO
FIGURA 1-18
 Movimientos en el plano frontal. Los movimientos
segmentarios en el plano frontal en torno a ejes articulares anteropos­
teriores son la abducción y la aducción o algún tipo de movimiento
especializado de lado a lado. Los movimientos en el plano frontal en
torno al centro de gravedad o a un punto externo involucran movimien­
tos del cuerpo de lado a lado, lo que es más difícil que el movimiento
hacia delante o hacia atrás.
cubitales también son movimientos en el plano transverso. El
eje para todos estos movimientos es una línea imaginaria que
corre en forma longitudinal a través de las articulaciones de las
vértebras, el hombro, los radiocubitales o la cadera. Estos son
movimientos comunes en la gimnasia, la danza y el patinaje
artístico. Adicionalmente, se pueden encontrar numerosos
ejemplos en la danza, el patinaje y la gimnasia en los que el
atleta realiza movimientos en el plano transverso en torno a un
eje externo que corre a través de un punto pivote entre el pie
y el suelo. Todos los movimientos de giro en los que el cuerpo
entero gira alrededor del suelo o el hielo son ejemplos claros.
Aunque los movimientos en el plano transverso son aspec-
tos vitales de las habilidades deportivas más exitosas, estos
movimientos son difíciles de seguir
, ya que la mejor posición
para observarlos es por encima o por debajo del movimiento,
perpendicular al plano de movimiento. En consecuencia, los
movimientos de rotación se evalúan siguiendo el movimiento
lineal de algún punto en el cuerpo si no se puede conseguir
una posición vertical. En la figura 1-19 se presentan ejemplos
de movimientos en el plano transverso.

33. Capítulo 1 Terminología básica 21
flexión y extensión en el plano sagital y rotación en el plano
transverso. Sin embargo, la articulación de la rodilla también
muestra traslación lineal, y es bien sabido que hay movimiento
en la articulación en el plano frontal a medida que las super-
ficies se deslizan una sobre otra para crear movimientos de
traslación de lado a lado. Aunque estos movimientos se han

medido y son relativamente significativos, no se han estable-
cido como un grado de libertad adicional para la articulación.
En la T
abla 1-1 se muestran los grados de libertad para la
mayoría de las articulaciones en el cuerpo.
Una cadena cinemática se deriva de combinar los grados
de libertad en varias articulaciones para producir una habi-
lidad o movimiento. La cadena es la suma de los grados de
liber
tad en las articulaciones adyacentes que identifica el
total de grados de libertad disponibles o necesarios para la
realización de un movimiento. Por ejemplo, patear un balón
puede involucrar un sistema de 11 gl con relación al tronco.
Esto incluiría quizá 3 gl en la cadera, 2 gl en la rodilla, 1 gl
en el tobillo, 3 gl en los huesos del tarso (pie), y 2 gl en los
dedos del pie.
MOVIMIENTOS EN EL PLANO TRANSVERSAL ALREDEDOR DE EJES ARTICULARES
MOVIMIENTOS EN EL PLANO TRANSVERSAL ALREDEDOR DE UN EJE EXTERNO
MOVIMIENTOS EN EL PLANO TRANSVERSAL ALREDEDOR DE L CENTRO DE GRAVEDAD
FIGURA 1-19
 Movimientos en el plano transversal. La mayoría de los movimientos en el plano transversal
son
rotaciones alrededor de un eje longitudinal que pasa a través de la articulación, el centro de gravedad, o
un punto de contacto externo.
FIGURA 1-20 Movimientos en los tres planos. La mayoría de los movimientos humanos utilizan movi­
miento en los tres planos. La fase de liberación de un lanzamiento ilustra los movimientos en los tres planos.
Los movimientos en el plano sagital se observan desde un lado; los movimientos en el plano frontal, desde
atrás, y los movimientos en el plano transversal, desde arriba.

34. 22 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Resumen
La biomecánica, la aplicación de las leyes de la física para
el estudio del movimiento, es una disciplina esencial para el
estudio del movimiento humano. Desde un punto de vista

biomecánico, el movimiento humano puede evaluarse de
forma cualitativa o cuantitativa. Un análisis cualitativo es una
evaluación no numérica del movimiento. Un análisis cuanti-
tativo utiliza aplicaciones de cinemática o cinética que anali-
zan una habilidad o movimiento mediante la identificación de
sus
componentes o la evaluación de las fuerzas que crean el
movimiento, respectivamente.
Para proporcionar una descripción específica de un movi-
miento, es útil definir los movimientos con respecto a un
punto
de inicio o a uno de tres planos de movimiento: sagital,
frontal o transversal.
Deben utilizarse descriptores anatómicos del movimiento
para describir el movimiento de los segmentos. Esto requiere
el reconocimiento de la posición de inicio (fundamental
o anatómica), el uso estandarizado de los nombres de los
segmentos (brazo, antebrazo, mano, muslo, pierna y pie), y
el uso correcto de los descriptores del movimiento (flexión,
extensión, abducción, aducción y rotación).
15. ____ Sólo existe un plano cardinal en el cuerpo humano.
16. ____ La flexión plantar ocurre en la articulación de la rodilla.
17. ____ El eje mediolateral corre de adelante hacia atrás.
18. ____ El plano transversal tiene un eje longitudinal.
19. ____ La estática es la rama de la mecánica que estudia los
sistemas que no están en movimiento.
20. ____ El eje de rotación siempre es perpendicular al plano de movimiento.
21. ____ Los ejes de un marco de referencia se intersectan en el origen.
22. ____ La articulación del codo tiene principalmente 3 gl.
23. ____ Una articulación que tiene 2 gl también puede lla­ marse articulación biaxial.
24. ____ Todas las articulaciones humanas tienen 3 gl.
25. ____ Las rotaciones mediales también se conocen como rotaciones externas.
Opción múltiple
1. ¿En qué periodo se desarrolló la biomecánica como área de estudio?
a. 1920 y 1930
b. 1940 y 1950
c. 1960 y 1970
d. 1980 y 1990
2. ¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de análisis cuantitativo?
a. Un entrenador que corrrige un tiro libre
b. La determinación de la fuerza que actúa sobre el fémur
en un saltador de longitud
c. Un fisioterapeuta que observa ejercitarse a un paciente
d. Todas los anteriores
3. ¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de movimiento angular?
a. El brazo de un lanzador que tira una pelota
b. Un paracaidista en caída libre
c. La trayectoria de una pelota de beisbol mientras está en el air
e
d. Ninguno de los anteriores
4. ¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de movimiento lineal?
a. La trayectoria de una pelota de beisbol mientras está en el air
e
b. Un niño que realiza una rueda de carro
c. El movimiento de la pierna de un corredor durante una
carrera de 100 metros
d. Ninguno de los anteriores
5. ¿Cuál de los siguientes podría ser considerado un estudio cinemático?
a. La fuerza entre un corredor y el bloque de salida
b. El torque desarrollado por los músculos que cruzan la
articulación de la rodilla en un corredor
c. El cambio en la posición de un corredor con el paso del
tiempo
d. Ninguno de los anteriores
PREGUNTAS DE REPASO
Verdadero o falso
1. ____ La anatomía funcional es la ciencia de la estructura del cuerpo.
2. ____ El movimiento es el cambio de lugar, posición o postura que se presenta en un periodo.
3. ____ La kinesiología es el estudio del movimiento humano.
4. ____ El esqueleto axial incluye las extremidades superior e inferior.
5. ____ Cualquier movimiento angular tiene un eje de rotación.
6. ____ El ángulo relativo es el mismo que el ángulo segmen­ tario.
7. ____ Cuando el ángulo de la articulación entre dos seg­ mentos se incrementa, la acción que ocurre es la flexión.
8. ____ El movimiento en el plano sagital en el tobillo se denomina pronación y supinación.
9. ____ El brazo derecho es ipsilateral a la pierna derecha.
10. ____ El esqueleto axial es el mismo que el esqueleto apendicular.
11. ____ Medial y lateral son lo mismo que izquierdo y derecho.
12. ____ La posición anatómica es la única posición utilizada por los biomecanicistas.
13. ____ La flexión lateral aplica sólo al movimiento de la cabeza o el tronco.
14. ____ El movimiento de la extremidad inferior al correr se produce principalmente en el plano sagital.

35. Capítulo 1 Terminología básica 23
6. ¿Cuál de los siguientes podría ser considerado un estudio
cinético?
a. La velocidad de un corredor durante una carrera
b. La aceleración de un corredor durante el inicio de una
carrera
c. El torque desarrollado por los músculos que cruzan la
articulación de la rodilla en un corredor
d. Ninguno de los anteriores
7. ¿Cuál de los siguientes ejemplos es de un análisis estático?
a. Un levantador de pesas que eleva una barra sobre su
cabeza
b. El movimiento de una nave espacial viajando por el espacio
c. El despegue de una nave espacial de la Tierra
d. Ninguno de los anteriores
8. La unidad de masa es el _____.
a. Gramo
b. Centímetro
c. Newton
d. Todos los anteriores
9. Un movimiento humano dinámico implica _____.
a. Que la velocidad es cero
b. Que la aceleración es cero
c. Que las fuerzas netas son cero
d. Ninguno de los anteriores
10. La anatomía funcional es _____.
a. La ciencia de la estructura del cuerpo
b. El estudio de los componentes del cuerpo requeridos
para lograr o realizar un movimiento o función humana
c. La configuración de los músculos, nervios, vasos sanguí­
neos y huesos
d. Ninguna de las anteriores
11. La rotación externa de un segmento ocurre en _____.
a. Un plano sagital
b. Un plano transversal
c. Un plano frontal
d. Un plano longitudinal
12. ¿Qué movimiento ocurre principalmente en el plano frontal?
a. Lagartija
b. Salto
c. Lanzamiento de disco
d. Sentadilla
13. El plano sagital divide al cuerpo en _____.
a. Porciones derecha e izquierda
b. Porciones superior e inferior
c. Porciones frontal y posterior
d. Ninguna de las anteriores
14. En comparación con la posición anatómica, el hombro está más _____ en la posición fundamental.
a. Flexionado
b. Aducido
c. Abducido
d. Extendido
15. La articulación del tobillo es _____ a la articulación de la rodilla.
a. Proximal
b. Medial
c. Distal
d. Anterior
16. La articulación de la cadera es _____ a la articulación de la rodilla.
a. Proximal
b. Medial
c. Distal
d. Anterior
17. El pie derecho es _____ al pie izquierdo.
a. Proximal
b. Contralateral
c. Inferior
d. Ipsilateral
18. Una articulación que se mueve en el plano sagital en el que el ángulo relativo se extiende más allá de su posición cero se somete a _____.
a. Hiperextensión
b. Hiperflexión
c. Hiperaducción
d. Hiperabducción
19. ¿Cuál de los siguientes no es un movimiento de la escá­ pula?
a. Depresión
b. Flexión lateral
c. Rotación hacia arriba
d. Retracción
20. La flexión radial tiene lugar en _____.
a. El lado del pulgar de la mano
b. El lado del dedo meñique de la mano
c. El lado del dedo grueso del pie
d. El lado del dedo pequeño del pie
21. Los ejes de un sistema de referencia relativo están alinea­ dos _____.
a. Horizontal y verticalmente
b. Con un segmento del cuerpo
c. Con el suelo
d. Ninguno de los anteriores
22. ¿En qué eje se lleva a cabo el movimiento en el plano frontal?
a. Longitudinal
b. Mediolateral
c. Transversal
d. Anteroposterior
23. La mayoría de los movimientos humanos tienen lugar en _____.
a. El plano sagital
b. El plano frontal
c. El plano transversal
d. M últiples planos

36. 24 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
24. La cadena cinemática para un movimiento particular es
_____.
a. La flexión/extensión, abducción/aducción, y rotación
interna/externa
b. Las posiciones, velocidades y aceleraciones
c. Los ligamentos, huesos y músculos que restringen los
grados de libertad
d. La suma de los grados de libertad en articulaciones
adyacentes
25. ¿Cuántos grados de libertad tiene una articulación triaxial?
a. 1
b. 2
c. 3
d. Más de 3
Referencias
1. Hatze, H. (1974). The meaning of the term “biomechanics.”
Journal of Biomechanics, 7:189-190.
2. European Society of Biomechanics. The founding and goals of
the society. Available at http://www.esbiomech.org/current/ about_esb/index.html/.
3. Richie, D. H., et al. (1985). Aerobic dance injuries: A retro-
spective study of instructors and participants. The Physician
and Sportsmedicine, 13:130-140.
4. Ulibarri, V. D., et al. (1987). Ground reaction forces in
selected aerobics movements. Biomechanics in Sport. New York: Bioengineering Division of the American Society of Mechanical Engineering, pp. 19-21.

37. 25
CONSIDERACIONES
ESQUELÉTICAS PARA
EL MOVIMIENTO
CAPÍTULO
2
Después de leer este capítulo, el estudiante será capaz de:
1. Definir la forma en que las propiedades mecánicas de una estructura pueden ser
expresadas en términos de su relación tensión-deformación.
2. Definir tensión, deformación, región elástica, región plástica, punto de vencimiento,
punto de fallo y módulo elástico.
3. Identificar la región elástica, el punto de vencimiento, la región plástica y el punto de
fallo en una curva de tensión-deformación.
4. Describir la diferencia entre los materiales elástico y viscoelástico.
5. Diferenciar entre los materiales frágiles, rígidos y moldeables.
6. Listar las funciones del tejido óseo que componen el sistema esquelético.
7. Describir la composición del tejido óseo y las características del hueso cortical y
esponjoso.
8. Identificar los tipos de hueso encontrados en el sistema esquelético, y describir el papel que desempeña cada tipo de hueso en el movimiento y soporte en el hombr
e.
9. Describir la forma en la que se forma el tejido óseo y las diferencias entre modelación
y remodelación.
10. Discutir el impacto de la actividad y la inactividad sobre la formación de hueso.
11. Definir osteoporosis y discutir el desarrollo de la osteoporosis.
12. Discutir la fuerza y rigidez del hueso, así como las propiedades anisotrópicas y vis-
coelásticas del hueso.
13. Definir los siguientes tipos de cargas que debe absorber el hueso, y proporcionar un
ejemplo para ilustrar cada carga sobre el sistema esquelético: compresión, tensión, cizallamiento, doblamiento y torsión.
14. Describir las fracturas por esfuerzo y otras lesiones comunes del sistema esquelético, y explicar la car
ga que causa la lesión.
15. Describir los tipos de cartílago y sus funciones en el sistema esquelético.
16. Describir la función de los ligamentos en el sistema esquelético.
17. Describir todos los componentes de la articulación diartrodial, los factores que contribuyen
a la estabilidad de la articulación, y ejemplos de lesiones en la articulación diartrodial.
18. Listar los siete tipos diferentes de articulaciones diartrodiales y proporcionar ejemplos
de cada una.
19. Describir las características de las articulaciones sinartrodiales y anfiartrodiales, y pro-
porcionar un ejemplo de cada una.
20. Definir osteoartritis y discutir el desarrollo de la osteoartritis.
OBJETIVOS

38. 26 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Medición de las propiedades
biomecánicas de los tejidos óseos
El hueso, el tendón, el ligamento y el músculo son algunas de
las estructuras básicas que componen al cuerpo humano. Las
propiedades mecánicas de estos tejidos son de gran interés
para los biomecanicistas. En general, al analizar las propieda-
des mecánicas de dichas estructuras, se identifican las fuerzas
exter
nas que se aplican sobre la estructura y se relacionan con
la deformación resultante de la estructura. La capacidad de
una estructura para resistir la deformación depende de la orga-
nización del material del que está compuesta y de su forma en
general. Por tanto, este tipo de análisis es impor
tante ya que
proporciona información acerca de las propiedades biomecá-
nicas de la estructura que pueden influenciar su función.
ANÁLISIS ESTRUCTURAL BÁSICO
Tensión y deformación
La fuerza aplicada para deformar una estructura y el cambio
de forma resultante se denominan tensión y deformación, res -
pectivamente. Para permitir la comparación de estructuras de
difer
entes tamaños, la tensión y la deformación son cantidades
a escala de la fuerza aplicada y la deformación de la estructura,
de manera respectiva. Los valores de tensión y deformación se
miden utilizando una máquina que puede aplicar ya sea dis-
tensión (tensión al tensar) o deformación (tensión al empujar)
sobr
e la estructura. En la figura 2-1, la celda de carga mide
la distensión, o fuerza de tirón, aplicada sobre el tendón y
el extensiómetro mide la longitud a la que se estira el tendón. El
activador
es un motor que inicia la distensión sobre el tendón.
La figura 2-2 muestra una configuración similar para determinar
la tensión de compresión sobre un pie amputado. La gráfica
que relaciona la tensión con la deformación es la curva de
tensión-deformación de una estructura. Se puede utilizar un
análisis de tensión-deformación para discernir la forma en la que
un material cambia con la edad, la forma en la que los materiales
reaccionan a diferentes aplicaciones de fuerza, y la forma en la
que un material reacciona a la falta de estrés diario. La figura 2-3
ilustra las relaciones tensión-deformación de los huesos de las
vértebras de macacos Rhesus normales versus aquellos que han
sido inmovilizados. Se puede realizar un análisis de tensión-de-
formación con una fuerza que jala (distensión), una fuerza que empuja (compresión), o una fuerza de cizallamiento (empujar o jalar sobre la superficie del material). Este libro sólo trata las relaciones tensión-deformación de distensión y compresión.
En este tipo de prueba, la tensión se define como la fuer
­-
za por unidad de área y se designa con la letra griega sigma (σ). Por tanto, la tensión se calcula con la fór
mula:
σ = F/A
donde F es la fuerza aplicada y A es la unidad de área sobre
la cual se aplica la fuerza. La fuerza se aplica perpendicular
a la superficie de la estructura sobre un área predeterminada.
Medición de las propiedades
 biomecánicas de los tejidos óseos
Análisis estructural básico
Características biomecánicas del hueso
Función del tejido óseo
Composición del tejido óseo
Estructura macroscópica del hueso
Formación de hueso
Propiedades mecánicas del hueso
Fortaleza y rigidez del hueso
Cargas aplicadas sobre el hueso
Fracturas por esfuerzo
Cartílago
Cartílago articular
Fibrocartílago
Ligamentos
Articulaciones óseas
Articulación diartrodial o sinovial
Otros tipos de articulaciones
Osteoartritis
Resumen
Preguntas de repaso
ESQUEMA
Activador
Extensiómetro
Pinza
Celda de
carga
Tendón
FIGURA 2-1 Una máquina de prueba que determina las propieda-
des tensión-deformación de un tendón. El activador estira el tendón.
(Reimpreso con autorización de Alexander, R. M. [1992]. The Human
Machine. New York: Columbia University Press).

39. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 27
La unidad en la que se mide una fuerza es el newton (N). La
unidad de área es el metro cuadrado (m
2
). Por tanto,
la unidad de estrés es el newton sobre metro cuadrado
(N/m
2
), o el pascal (Pa).
La deformación también está en un escala de acuerdo con
la longitud inicial de la estructura que se evalúa. Esto es, la
deformación causada por el estrés aplicado es comparada con
la longitud inicial, o en reposo, del material, cuando no se
aplica fuerza. La deformación, designada con la letra griega
épsilon (
ε), por tanto, se define como la tasa de cambio en
la longitud respecto de la longitud en reposo. De esta forma,
ε = ΔL/L
donde ΔL es el cambio en la longitud de una estructura y L es
la longitud inicial. Debido a que se está dividiendo longitud
entre longitud, no hay unidades, y por tanto la deforma
­-
ción es un número sin dimensión.
En la figura 2-4 se pr
esenta una curva de tensión-defor-
mación. Hay varios puntos clave que son importantes en esta cur
va para la función final de la estructura. En esta curva,
la pendiente de la porción lineal de la curva es el módulo elástico, o rigidez del material. Así, la rigidez se calcula como
k = tensión/deformación = σ/ε
Entre mayor es la fuerza que se aplica sobre la estructura, la
pendiente de la curva eventualmente disminuye. En este punto, se dice que la estructura se vence o alcanza su punto de venci-
miento. Hasta el punto de vencimiento, se dice que la estruc-
tura se encuentra en la región elástica. Si se retira la tensión mientras
el material está en esta región, el material regresará
a su longitud original sin daño estructural. Después del punto de vencimiento, los componentes moleculares del material
se desplazan de manera permanente con respecto a otros, y si la fuerza aplicada se r
etira, el material no regresará a su longitud
original (Fig. 2-5). La diferencia entre la longitud original del material y la longitud (en reposo) resultado de la tensión hacia la región plástica es la deformación residual.
La región después del punto de vencimiento es la región
plástica. Para los materiales rígidos, como el hueso, la región de vencimiento o plástica es relativamente pequeña, pero para otros materiales, puede ser relativamente grande. Si la fuerza aplicada sigue más allá de la región plástica, la estructura de manera eventual alcanzará el fallo, en cuyo punto la tensión cae a cero con rapidez. El máximo estrés alcanzado cuando ocurre el fallo determina la fuerza de fallo y la deformación de fallo del material.
Celda de carga
Varilla en la tibia
Bloque
de acero
Rodillo
Activador
FIGURA 2-2 Una máquina de prueba que determina las propieda-
des tensión-deformación de un pie amputado. (Reimpreso con auto- rización de Alexander, R. M. [1992]. The Human Machine. New York: Columbia University Press).
Normal
Inmovilizado
Tensión
Estrés
FIGURA 2-3 Curvas de tensión-deformación para los segmentos
de las vértebras de un macaco Rhesus normal y uno inmovilizado. (Adaptado de Kazarian, L. E., V
on Gierke, H. E. [1969]. Bone loss as a
result of immobilization and chelation. Preliminary results in Macaca mulatta. Clinical Orthopaedics, 65:67-75).
Tensión
Estrés
Elástica Plástica
E
σ
f
σ
y
σ
ε
ε
y
ε
f
Punto de vencimiento
Fallo
FIGURA 2-4 Una curva idealizada de tensión-deformación que
muestra las r
egiones elástica y plástica y el módulo elástico.

40. 28 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
En las actividades funcionales normales, la tensión aplicada
no causará una deformación que alcance el punto de venci-
miento. Cuando un ingeniero diseña estructuras, toma en
consideración un
factor de seguridad al determinar la relación
tensión-deformación de la estructura. Este factor de seguridad
por lo general está en el rango de 5 a 10 veces la tensión que
normalmente tendría la estructura. Esto es, la fuerza aplicada
para alcanzar el punto de vencimiento es en forma significativa
mayor a la fuerza aplicada en general en las actividades de
la vida diaria. Es evidente, y se ha sugerido, que los materiales
biológicos y las estr
ucturas biológicas deben tener un factor
de seguridad significativamente alto. No hace falta decir que
las tensiones aplicadas sobre una estructura biológica en las
actividades de la vida diaria son mucho menores de lo que
la estructura puede manejar. En la figura 2-6 se ilustra una
cur
va de tensión-deformación para una tibia humana adulta, y
la relación real de tensión-deformación al trotar.
Cuando una estructura es deformada por una fuerza aplicada,
la deformación en el material se relaciona con la energía mecánica
absorbida por el mismo. La cantidad de energía mecánica alma-
cenada es proporcional al área bajo la curva de tensión-defor-
mación (Fig. 2-7). Es decir, la energía mecánica almacenada es:
ME
= 1/2σε
Cando la fuerza aplicada se retira, la energía almacenada se
libera. Por ejemplo, una liga de hule puede ser estirada tirando
de ambos extremos. Cuando se libera uno de los extremos, la
liga rebota hasta su longitud original pero, al hacerlo, libera
la energía almacenada durante el estiramiento. Para fines prác-
ticos, este es el mismo concepto que el de un trampolín. El
peso de la persona que salta sobr
e éste lo deforma y almacena
energía. El trampolín rebota y libera la energía almacenada a
la persona.
Tipos de materiales
Elástico
El material idealizado descrito en la figura 2-4 es un material
elástico. En este tipo de material existe una relación lineal
entre la tensión y la deformación. Esto es, cuando el material es
deformado por la fuerza aplicada, la cantidad de deformación
es la misma para una determinada cantidad de tensión. Cuando
se retira la carga aplicada, el material regresa a su longitud en
reposo siempre y cuando el material no haya alcanzado su
punto de
vencimiento. En un material elástico, la energía
mecánica que se almacenó se recupera completamente.
Viscoelástico
Al contrario de las estructuras elásticas, ciertos materiales
muestran características de tensión-deformación que no son
estrictamente lineales; estos son materiales viscoelásticos.
Estas estructuras tienen propiedades no lineales o viscosas
en combinación con propiedades lineales elásticas. La com-
binación de estas propiedades da lugar a que la magnitud del
estr
és dependa de la tasa de carga, o a qué tan rápido se aplica
FIGURA 2-5
 Una curva de tensión-deformación de un material que
se ha alargado hasta la región plástica. (A) El periodo de aplicación de
carga. (B) El periodo donde la carga aplicada se retira. La tensión resi-
dual se debe a la organización del material a nivel molecular.
Flujo plástico
Tensión
residual
Tensión
Estrés
σ
f
σ
y
ε
y
A
B
FIGURA 2-6
 El área sombreada representa los valores de ten-
sión-deformación de una tibia humana adulta al trotar, y la
línea sólida
representa muestras de hueso evaluadas en busca de fallo. (Adaptado
con autorización de Nordin, M., Frankel, V. H. [1989]. Basic Biomecha-
nics of the Musculoskeletal System. Philadelphia, PA: Lea & Febiger).
Área fisiológica
Tensión
Estrés
Tensión
Estrés
Energía = 1/2 σε
FIGURA 2-7 La energía mecánica almacenada (área sombreada) es
igual al área bajo la curva de tensión-deformación.

41. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 29
la carga. Casi todos los materiales biológicos, como el tendón
y el ligamento, muestran cierto nivel de viscoelasticidad.
La figura 2-8 ilustra un material viscoelástico. En la curva
de tensión-deformación de un material viscoelástico, los tér-
minos rigidez
, punto de vencimiento y punto de fallo también
aplican. Las regiones elástica y plástica se definen de forma
similar a las de un material elástico. Sin embargo, a diferencia
de una estructura elástica, la rigidez tiene varios valores que
pueden ser determinados según el sitio sobre la curva en
donde se calculó. En la figura 2-8, la rigidez designada como
E
1
es menor que la de E
2
. No obstante, E
3
es con certeza
menor a E
2
. Además, en un material viscoelástico, la ener
­-
gía mecánica almacenada no regresa por completo cuando se r
etira la carga aplicada. Por tanto, la energía que regresa no
es igual a la energía almacenada. La energía que se pierde se denomina histéresis (Fig. 2-9).
Los materiales, ya sean elásticos o viscoelásticos, a
menudo se denominan como rígidos, moldeables o frágiles, dependiendo del módulo elástico. Las curvas de tensión-de-
formación de estos materiales se presentan en la figura 2-10.
Un material moldeable tiene un módulo elástico menor al
de un material rígido. El material moldeable almacena de
manera considerable más energía que el material rígido. Por
otro lado, un material frágil tiene un mayor módulo elástico y
almacena menos energía que un material rígido. No obstante,
todos estos términos son relativos. Dependiendo de los ma
­
teriales que se evalúan, un material frágil puede considerarse
rígido con relación a un material, y moldeable con relación a otro. Por ejemplo, el hueso es frágil en relación con el ten-
dón, pero moldeable comparado con el vidrio.
Características biomecánicas
del hueso
FUNCIÓN DEL TEJIDO ÓSEO
El esqueleto está compuesto de tejido óseo. Las articula-
ciones son las intersecciones entre los huesos. Los ligamen-
tos conectan a los huesos en las articulaciones, lo que las
r
efuerza. El esqueleto conforma aproximadamente 20% del
peso corporal total. El sistema esquelético por lo general se
divide en esqueleto axial y apendicular. Los principales huesos
en el cuerpo se presentan en la figura 2-11. El tejido óseo
tiene varias funciones, incluyendo soporte, sitios de inserción,
función de palanca, protección, almacenamiento y forma
­-
ción de células sanguíneas.
Soporte
El esqueleto proporciona un soporte estructural significativo y puede mantener una postura al tiempo que se adapta a fuerzas externas de gran magnitud, como las involucradas en el salto. Los huesos incrementan su tamaño de arriba hacia abajo en proporción a la cantidad de peso corporal que soportan; por tanto, los huesos de las extremidades inferiores, las vértebras más bajas y los huesos pélvicos son de mayor tamaño que los huesos de sus contrapartes en las extremidades superiores y la parte alta del torso. Una comparación visual entre el húmero y el fémur o las vértebras cervicales y las lumbares demuestra estas relaciones de tamaño. Internamente, los huesos también protegen a los órganos.
Deformación
Estrés
σ
f
σ
y
ε
y
ε
f
E
1
E
2
E
3
FIGURA 2-8 Curva de tensión-deformación de un material vis-
coelástico típico. El módulo elástico (pendiente de la curva) varía de
acuerdo con la porción de la curva en la que se calcula.
Deformación
Estrés
Histéresis
(energía perdida)
Energía
recuperada
FIGURA 2-9 Curva de tensión-deformación de un material vis-
coelástico típico, que muestra la energía recuperada cuando se per-
mite que el material regrese a su longitud en reposo. La histéresis, o
energía perdida, es igual a la energía almacenada cuando el material
es deformado menos la energía recuperada.
Deformación
Estrés
Frágil
Rígido
Moldeable
FIGURA 2-10
 Curvas de tensión-deformación de materiales mol-
deables, rígidos y frágiles. El módulo elástico es significativamente diferente en los tres materiales.

42. 30 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Sitios de inserción
Los huesos proporcionan sitios de inserción para los tendo-
nes, músculos y ligamentos, lo que permite la generación de
movimiento a través de la aplicación de fuerza sobr
e los huesos
en estos sitios. Conocer los sitios de inserción en cada hueso
proporciona buena información acerca del potencial de movi-
miento de los músculos específicos, el soporte ofrecido por los
ligamentos y los sitios potenciales de lesión.
Función de palanca
El sistema esquelético proporciona las palancas y los ejes de
rotación en torno a los cuales el sistema muscular genera los
Cráneo
Clavícula
Esternón
Húmero
Radio
Cúbito
Costillas
Falanges
Metacarpianos
Fémur
Tibia
Peroné
Tarsianos
Metatarsianos
Falanges
Anterior
Escápula
Pelvis
Columna
vertebral
Astrágalo
Posterior
Calcáneo
FIGURA 2-11 Vista anterior (izquierda) y vista posterior (derecha) de los huesos del cuerpo humano. (Reimpreso con autorización
de Willis, M. C. [1996]. Medical Terminology: The Language of Health Care. Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins).

43. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 31
movimientos. Una palanca es una máquina simple que mag-
nifica la fuerza, la velocidad, o ambas, de los movimientos, y
consiste en un cilindr
o rígido que se rota en torno a un punto
fijo o eje llamado punto de apoyo. El cilindro rígido en un
sistema esquelético de palanca está principalmente en uno de
los huesos largos del cuerpo, y el punto fijo de rotación o eje
es una de las articulaciones donde los huesos se encuentran. El
sistema esquelético de palanca transmite el movimiento gene-
rado por los músculos o las fuerzas externas. En el capítulo 10
se pr
oporciona un análisis a detalle de las palancas.
Otras funciones
Hay tres funciones tradicionales del hueso que no están
específicamente relacionadas con el movimiento: protección,
almacenamiento y formación de células sanguíneas. El hueso
protege al cerebro y a los órganos internos. El hueso también
almacena grasa y minerales, y es el principal almacén de calcio
y fosfato. Por último, la formación de células sanguíneas,
llamada hematopoyesis, tiene lugar dentro de las cavidades
del hueso.
COMPOSICIÓN DEL TEJIDO ÓSEO
El hueso, o tejido óseo , es un material extraordinario con
propiedades que lo hacen ideal para sus funciones de soporte
y movimiento. Es ligero, pero tiene una fuerza de tensión y
compresiva elevada, y una cantidad significativa de elastici-
dad. El hueso también es un material muy dinámico, donde
los minerales se mueven dentr
o y fuera de él de manera
constante. Casi medio gramo de calcio puede entrar o salir
del esqueleto humano cada día, y los humanos reciclan de 5
a 7% de su masa ósea cada semana. El hueso también puede
crecer en diferentes formas y es tejido que constantemente
está siendo modificado, reformado, remodelado y reparado.
El tejido óseo es fuerte y es una de las estructuras más
duras del cuerpo debido a su combinación de elementos
orgánicos e inorgánicos. El hueso está compuesto de una
matriz de sales inorgánicas y colágeno, un material orgánico
encontrado en todos los tejidos conjuntivos. Los minerales
inorgánicos calcio y fosfato, junto con las fibras de colágeno
orgánicas, constituyen alrededor de 60 a 70% del tejido óseo.
El agua constituye aproximadamente 25 a 30% del peso del
tejido óseo (43). El colágeno le proporciona fuerza de ten-
sión y elasticidad al hueso, y los minerales le proporcionan
fuerza de compr
esión y rigidez (38)
Existen tres tipos de células en el hueso (Fig. 2-12). Los
osteoclastos son células multinucleadas grandes que tienen
propiedades similares a las de los macrófagos. Son creadas
por la fusión de 15 a 20 células individuales, y trabajan para
disolver el hueso en áreas de microfractura. Los osteoblastos
tienen un solo núcleo, y producen un hueso nuevo llamado
osteoide. Estas células también son causales de la calcifica
­-
ción del hueso. Algunos osteoblastos quedan atrapados den-
tro del nuevo hueso formado y se convierten en osteocitos. Los osteocitos son similar
es a las células nerviosas ya que tie-
nen extensiones largas que se estiran y se conectan con otros osteocitos. Estos par
ecen tener una función mecanosensora
y de comunicación que les permite percibir la deformación y dirigir la actividad de los ostoeclastos.
ESTRUCTURA MACROSCÓPICA DEL HUESO
El hueso está compuesto por dos tipos de tejido: el hueso
cortical y el hueso esponjoso. La capa externa dura es el
hueso cortical; interna a ella está el hueso esponjoso. Una
sección de la cabeza del fémur presentada en la figura 2-13
ilustra la arquitectura de un hueso largo. La configuración
arquitectónica del tejido óseo está muy bien adaptada para las
demandas mecánicas impuestas sobre el sistema esquelético
durante la actividad física.
Hueso cortical
El hueso cortical a menudo se denomina hueso compacto, y
constituye alrededor de 80% del esqueleto. El hueso cortical
parece sólido, pero un análisis más detallado revela muchos
pasajes para los vasos sanguíneos y los nervios. La capa exte-
rior del hueso es muy densa,y tiene una porosidad menor a

15% (48). La porosidad es el índice de espacio de los poros
respecto al volumen total; cuando la porosidad aumenta, la
fuerza mecánica del hueso se deteriora. Pequeños cambios en
la porosidad pueden conducir a cambios significativos en la
rigidez y la fortaleza del hueso.
El hueso cortical consiste en un sistema de tubos huecos
llamados láminas que están colocadas una dentro de la otra.
Las láminas están compuestas de fibras de colágeno, todas
van en la misma dirección. Las fibras de colágeno de las lámi-
nas adyacentes siempre corren en direcciones diferentes. Una
serie de láminas for
man un osteón o sistema haversiano.
Los osteones son estructuras similares a pilares que están
orientadas en forma paralela a las tensiones que se ejercen
sobre el hueso. La configuración de estos pilares de soporte
de peso y la densidad del hueso cortical proporcionan forta-
leza y rigidez al sistema esquelético. El hueso cortical puede
sopor
tar altos niveles de carga de peso y tensión muscular en
dirección longitudinal antes de que falle y se fracture (46).
El hueso cortical es en especial capaz de absorber cargas
de tensión si las fibras de colágeno están paralelas a la carga.
Osteocitos
en el hueso
Osteoclastos en una
fosa de resorciónOsteoblastos en la
superficie del hueso
Fosa de resorción
(laguna)
FIGURA 2-12 Los tres tipos principales de células óseas son los
osteoclastos, osteoblastos y osteocitos.

44. 32 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Por lo general, el colágeno está dispuesto en capas que corren
en configuraciones longitudinal, circunferencial y oblicua.
Esto ofrece resistencia a las fuerzas de tensión en diferentes
direcciones ya que entre más capas haya, mayor será la for-
taleza y la rigidez del hueso. Además, en los sitios donde los
músculos, ligamentos y tendones se inser
tan en el esqueleto,
las fibras de colágeno están dispuestas en forma paralela a la
inserción del tejido blando, ofreciendo así mayor fuerza de
tensión para estos anclajes.
En los cuerpos de los huesos largos puede encontrarse una
capa gruesa de hueso cortical, donde se requiere fortaleza para
responder a las altas cargas impuestas a lo largo de la longitud
del hueso durante el soporte de peso o en respuesta a la ten-
sión muscular. El grosor es mayor en la parte media de los hue-
sos largos, debido al incremento de las fuerzas de doblamiento
y torsión (9). Se encuentran capas delgadas de hueso cor
tical
en los extremos de los huesos largos, la epífisis, y que cubren a
los huesos cortos e irregulares.
Hueso esponjoso
El tejido óseo interior con respecto al hueso cortical se deno-
mina hueso esponjoso. El hueso esponjoso se encuentra en
los extr
emos de los huesos largos, en el cuerpo de las vérte-
bras, y en las escápulas y la pelvis. Este tipo de hueso tiene
una estr
uctura similar al encaje con una porosidad mayor a
70% (48). La estructura del hueso esponjoso, aunque bastante
rígida, es más débil y menos rígida que la del hueso cortical.
El hueso esponjoso no es tan denso como el hueso cortical, ya
que está lleno de espacios. Las piezas pequeñas y aplanadas de
hueso que funcionan como pequeñas vigas entre los espacios
se denominan trabéculas (Fig. 2-13). Las trabéculas se adap-
tan a la dirección del esfuerzo impuesto sobre el hueso, lo que
pr
oporciona fuerza sin añadir mucho peso (11). El colágeno
corre a lo largo de los ejes de las trabéculas y le proporciona
resistencia tanto a la tensión como a la compresión al hueso
esponjoso.
La alta porosidad le otorga al hueso esponjoso una ele-
vada capacidad de almacenamiento de energía, de modo que
este tipo de hueso se convier
te en un elemento crucial en la
absorción de energía y la distribución de la tensión cuando
se aplican cargas sobre la estructura del esqueleto (43). Este
tipo de hueso es metabólicamente más activo y sensible a estí-
mulos en comparación con el hueso cortical (30). Tiene una
tasa de r
ecambio mucho más alta que la del hueso cortical,
que termina con más remodelación a lo largo de las líneas
de estrés (38). El hueso esponjoso no es tan resistente como
el hueso cortical, y existe una alta incidencia de fracturas en el
hueso esponjoso de los adultos mayor
es. Se piensa que esto
es causado por la pérdida de fuerza compresiva debido a la
pérdida mineral (osteoporosis).
Clasificación anatómica de los huesos
El sistema esquelético tiene dos partes principales: el esque-
leto axial (cráneo, columna, costillas y esternón) y el esqueleto
apendicular (cinturas escapular y pélvica, y brazos y pier
nas).
Hay cuatro tipos de huesos que componen cada sección del es
­-
queleto (Fig. 2-14). Éstos incluyen huesos designados como lar
gos, cortos, planos e irregulares. Cada tipo de hueso realiza
funciones específicas.
Huesos largos
Estos huesos son más largos que anchos. Los huesos largos en el cuerpo son la clavícula, el húmero, el cúbito, el radio, el fémur, la tibia, el peroné, los metatarsianos, los metacarpianos y las falanges. Los huesos largos tienen un cuerpo, la diáfisis, una capa gruesa de hueso cortical que rodea la cavidad de la médula ósea (Fig. 2-15). El cuerpo se ensancha hacia el ex
­-
tremo formando una sección llamada la metáfisis. En el esqueleto
inmaduro, el extremo final del hueso largo, la epífi-
sis, está separada de la diáfisis por un disco cartilaginoso. Las epífisis están for
madas por una capa externa delgada de hueso
cortical que cubre al hueso esponjoso interno. Una delgada membrana blanca, el periostio, cubre la parte exterior del hueso con excepción de las partes cubiertas por cartílago.
Los huesos largos le proporcionan apoyo al cuerpo, y con-
forman el grupo de palancas y uniones interconectadas que per
miten que usted se mueva. Un hueso largo puede actuar
como una columna al soportar cargas sobre su eje largo. Los huesos largos por lo general no son rectos; más bien, tienen forma de viga, lo que crea una estructura más fuerte de modo que los huesos puedan manejar y minimizar las cargas de doblamiento impuestas sobre ellos. Un hueso largo es más resistente cuando se tensiona por fuerzas que actúan sobre el eje largo del hueso. Los sitios de anclaje muscular y las protuberancias son formados por fuerzas de tracción de los músculos que tiran de los huesos.
Huesos cortos
Los huesos cortos, como los huesos del carpo de la mano
y los huesos del tarso en el pie, están formados principalmente por
hueso esponjoso cubierto por una delgada capa de hueso
cortical. Estos huesos desempeñan un papel importante en la absorción de impacto y la transmisión de fuerzas. Un tipo espe-
cial de hueso corto, el hueso sesamoideo, está incrustado en un tendón o cápsula ar
ticular. La rótula es un hueso sesamoideo en
la articulación de la rodilla que está incrustado en el tendón del
FIGURA 2-13 Corte a la mitad del extremo proximal del fémur, que
muestra tanto el hueso cortical como el hueso esponjoso. El hueso
cortical denso rodea el exterior del hueso, continuando hacia abajo
para formar el cuerpo del hueso. El hueso esponjoso se encuentra en
los extremos y es distinguible por su apariencia similar a una rejilla.
Nótese la curvatura de las trabéculas, que se forman para soportar las
fuerzas de tensión.

45. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 33
cuádriceps. Pueden encontrarse otros huesos sesamoideos en la
base del primer metatarsiano en el pie, donde los huesos están
incrustados en el tendón distal del músculo flexor corto del
dedo grueso, y en el pulgar, donde los huesos están incrustados
en el tendón del músculo flexor corto del pulgar. El papel de los
huesos sesamoideos consiste en alterar el ángulo de inserción
del músculo y disminuir la fricción creada por el músculo.
Huesos planos
Un tercer tipo de hueso, el hueso plano, está representado
por las costillas, el hueso ilíaco, el esternón y la escápula.
Estos huesos consisten en dos capas de hueso cortical con
hueso esponjoso y médula en medio. Los huesos planos pro-
tegen estructuras internas y ofrecen superficies amplias para
la inser
ción muscular.
Huesos irregulares
Los huesos irregulares, como los que se encuentran en el crá-
neo, pelvis y las vértebras, están formados por hueso espon-
joso con una capa exterior delgada de hueso cortical. Estos
huesos se denominan ir
regulares debido a sus formas y fun-
ciones especializadas. Los huesos irregulares llevan a cabo una
gran variedad de funciones, incluyendo sopor
tar peso, disipar
cargas, proteger a la médula espinal, contribuir al movimiento
y proporcionar sitios para la inserción de músculos.
FIGURA 2-14 Los diferentes tipos de huesos realizan
funciones específicas. (A) Los huesos largos funcionan
como palancas. (B) Los huesos cortos ofrecen soporte y
absorción de impacto. (C) Los huesos planos protegen
y ofrecen grandes sitios para inserción muscular. (D) Los
huesos irregulares tienen funciones especializadas. (E)
Los huesos sesamoideos alteran el ángulo de inserción
muscular.
Línea
epifisiaria
(cartílago)
Cavidad
medular
Hueso
compacto
Hueso
esponjoso
C. Epífisis
C. Epífisis
B. Metáfisis
B. Metáfisis
A. Diáfisis
FIGURA 2-15
 El hueso largo tiene un cuerpo, o diáfisis (A), que se
ensancha en la metáfisis (B) y la epífisis (C). Las capas de hueso cortical
componen la diáfisis. La metáfisis y la epífisis están compuestas por
hueso esponjoso dentro de una capa delgada de hueso cortical.

46. 34 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
FORMACIÓN DE HUESO
El hueso es un material altamente adaptable que es muy sensible
a la falta de uso, la inmovilización o la actividad vigorosa y los
altos niveles de carga. A lo largo de la vida, el hueso se optimi
­-
za de manera constante por su papel de soporte de carga a tra-
vés de la remodelación funcionalmente adaptativa. Los cambios se pr
oducen en la arquitectura de todo el hueso y la masa del
hueso, a medida que se presenta la adaptación funcional donde la masa y la arquitectura del hueso se ajustan a la demanda fun-
cional (40). En el esqueleto apendicular, esto es en particular impor
tante debido al soporte de carga. Los cambios adaptativos
son máximos en el hueso en crecimiento y disminuyen con el envejecimiento, pero aún ocurren en cierto nivel a medida que el hueso se adapta a los cambios en el uso mecánico. El tejido óseo es autorreparable y puede alterar sus propiedades y confi-
guración en respuesta a la demanda mecánica. Esto fue descrito por primera vez por el anatomista alemán Julius W
olff, quien
proporcionó la teoría del desarrollo del hueso, denominada ley de Wolff. Esta ley establece que: “Todo cambio en la forma y la función de un hueso o sólo de su función es seguido de ciertos cambios definitivos en su arquitectura interna y de alteración secundaria igualmente definitiva en su conformación externa de acuerdo con las leyes matemáticas” (32).
Osificación, modelación y remodelación
La formación de hueso es un proceso complejo que no puede ser explorado en detalle aquí. El hueso siempre se forma por el reemplazo de algún tejido preexistente. En los fetos, gran parte del tejido preexistente es cartílago hialino. La osificación es la formación de hueso mediante la actividad
de los osteoblastos y osteoclastos. En los fetos, el cartílago es reemplazado lentamente a través de este proceso, así que en el momento del nacimiento muchos de los huesos están al menos parcialmente osificados. En sitios como los huesos pla-
nos del cráneo, el hueso reemplaza a un tejido fibroso suave en vez del car
tílago.
Los huesos largos crecen desde el nacimiento hasta la
adolescencia mediante la actividad de las placas de cartílago localizadas entre el cuerpo y las cabezas de los huesos. Estas placas epifisarias se expanden a medida que se forman célu -
las nuevas, y el hueso se alarga hasta que el espesor de las placas disminuye para alcanzar lo que se conoce como osifi-
cación completa. Esto ocurre en diferentes huesos a distintas edades, per
o usualmente se completa para la edad de 25 años.
La modelación se presenta durante el crecimiento para
crear hueso nuevo a medida que se producen la resorción ósea y la formación de hueso (osificación) en diferentes regiones y tasas para cambiar la forma y el tamaño del hueso. En el hueso en crecimiento, las propiedades del hueso se relacionan con las demandas en el tamaño derivadas del crecimiento y con los cambios en las fuerzas de tensión y de compresión que actúan sobre el cuerpo. Los osteoblastos depositan hueso mientras que al mismo tiempo los osteoclastos resorben el hueso. En el proceso de la resorción, el tejido óseo viejo es degradado y digerido por el cuerpo. Este proceso no es el mismo en todos los huesos, o incluso en el mismo hueso. Por ejemplo, mientras que el hueso en la parte distal del fémur es reemplazado cada
5 a 6 meses, el hueso en el cuerpo del fémur es reemplazado de for
ma mucho más lenta.
El hueso vivo siempre está sometido a remodelación, en
la que la matriz ósea es removida y reemplazada de manera
constante. La remoción de hueso por los osteoclastos es rela-
tivamente rápida —alrededor de 3 semanas— en tanto que la
for
mación de hueso nuevo por los osteoblastos toma alrededor
de 3 meses. El cuerpo debe mantener en forma continua el
espesor y la fortaleza del hueso, y esto se lleva a cabo mediante
un ciclo constante de reemplazo de hueso viejo con hueso
nuevo. Se mantiene un estado estable dinámico al reemplazar
una pequeña cantidad de hueso en el mismo sitio mientras que
el tamaño y la forma del hueso remodelado se dejan básica-
mente iguales. Por lo menos cierta cantidad de hueso nuevo se
está for
mando de manera continua, y la remodelación ósea es
el proceso mediante el cual la masa ósea se adapta a las de
­man-
das impuestas sobre ella. Luego de que un individuo ha pasado la etapa de cr
ecimiento, la tasa de depósito y de resorción de
hueso son iguales una a la otra, lo que mantiene el total de la
masa ósea bastante constante. Sin embargo, a través del ejerci-
cio se puede incrementar la masa ósea, incluso durante la etapa adulta joven. El depósito de hueso excede la r
esorción cuando
se requiere mayor fortaleza o cuando se ha presentado una lesión. Por tanto, los levantadores de pesas desarrollan engro-
samientos en la inserción de los músculos muy activos, y los huesos
se vuelven más densos donde las fuerzas de tensión son
mayores. Los brazos dominantes de los jugadores profesionales de tenis tienen espesores corticales que son 35% mayores que los del brazo contralateral (32). La forma del hueso también cambia durante la cicatrización de una fractura.
El proceso de reconstrucción del hueso continúa hasta la
edad de 40 años, cuando la actividad de los osteoblastos se enlentece y los huesos se vuelven más frágiles. Este proceso de remodelación tiene dos beneficios importantes: el esque-
leto se reforma para responder a las fuerzas gravitacional, muscular y exter
nas de contacto, y se mantienen los niveles de
calcio en la sangre para las funciones fisiológicas importantes.
Cambios en el tejido óseo durante la vida
En el hueso inmaduro, las fibras están distribuidas al azar, lo que proporciona fortaleza en múltiples direcciones pero con una fuerza en general menor. En el hueso maduro tiene lugar la mineralización, se crean canales haversianos y se rodean de hueso, y las fibras están orientadas en las principales direccio-
nes de soporte de carga. El hueso continúa reorganizándose a lo lar
go de la vida para reparar el daño y el desgaste. En el
hueso más viejo, aún hay restauración, pero el sistema haver-
siano es más pequeño, y los canales son más grandes debido al depósito más lento de hueso. Existen indicaciones de que

este ajuste estructural puede ser el resultado de una disminu-
ción de la fuerza muscular, que conduce al desuso parcial y a la subsecuente r
emodelación ósea que reduce la fuerza (20).
Actividad e inactividad física y formación de hueso
Actividad física
Los huesos requieren tensión mecánica para crecer y fortale-
cerse. Los huesos ganan o pierden masa lentamente y modifican
su for
ma en respuesta a las alteraciones en la carga mecánica.
Por tanto, la actividad física es un componente importante en
el desarrollo y el mantenimiento de la integridad y la fortaleza
del esqueleto. El tejido óseo debe tener un estímulo diario para
mantener la salud. La contracción muscular en el movimiento

47. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 35
activo ligada con las fuerzas externas ejerce la mayor presión
sobre los huesos. No todos los ejercicios son igual de efectivos.
Se deben aplicar fuerzas de sobrecarga sobre el hueso para que
éste se estimule y se adapte a la fuerza, y la adaptación continua
requiere una sobrecarga progresiva (33).
Por lo general, la carga dinámica es mejor para la formación
de hueso que la carga estática, y la carga a frecuencias más altas
resulta más eficaz (52). La carga coordinada y repetitiva sobre
el hueso asociada con la actividad habitual puede tener sólo
un papel pequeño en la preservación de la masa ósea e incluso
puede reducir el potencial osteogénico ya que el tejido óseo se
desensibiliza (40). Los periodos cortos de actividad vigorosa
son más eficientes para promover un incremento en la masa
ósea (40). Para estimular un efecto osteogénico en el hueso
adulto, se ha demostrado que cuatro ciclos diarios de carga
son suficientes para detener la pérdida ósea (40). La historia
diaria de carga aplicada, que comprende el número de ciclos
de carga y la magnitud de la tensión, influencia la densidad del
hueso. De nuevo, se recomienda que una sesión larga se divida
en sesiones más pequeñas, como cuatro sesiones por día, o
tres a cinco sesiones diarias por semana (47, 51).
El efecto de la actividad física sobre el incremento de la
masa ósea varía a lo largo de la vida. En el esqueleto en creci-
miento, las cargas aplicadas sobre el esqueleto proporcionan
un
estímulo mucho mayor que en el esqueleto maduro (52).
En los adultos mayores, con una masa ósea baja, el ejercicio es
sólo de manera moderada efectivo en la formación de hueso.
La meta es maximizar la ganancia en la densidad mineral
ósea en las primeras tres décadas de la vida y luego minimizar
el declive después de los 40 años de edad (33). La masa ósea
alcanza niveles máximos entre los 18 y 35 años de edad (9),
y luego disminuye en alrededor de 0.5% al año después de
los 40 años (33) (Fig. 2-16). En la etapa adulta, la masa ósea
es la masa ósea máxima menos la cantidad perdida, así que el
ejercicio puede ser efectivo para atenuar la tasa de pérdida en
lugar de aumentar la masa ósea (33).
¿Qué ejercicios son mejores?
Existen varios principios que ayudan a determinar el mejor
ejercicio para el hueso: 1) Las fuerzas y la tasa de desarro-
llo de la fuerza deben ser altas (actividades de impacto),
2) el número de impactos no necesita ser mayor, ya que
el hueso se desensibiliza a los estímulos mecánicos con
bastante rapidez, 3) la sensibilidad al estímulo mecánico
se recupera con el reposo, y 4) las cargas desde diferentes
direcciones incrementan la osteogénesis. Forme grupos
para discutir y clasificar las siguientes actividades deportivas
de acuerdo con su potencial para la formación de hueso:
natación, ciclismo, gimnasia, correr, esquiar a campo tra-
viesa, baloncesto y futbol.
Turner C, Robling A. (2003) Designing exercise regimens to increase
bone strength. Exercise and Sport Sciences Reviews, 31(1):45-50.
Inactividad
La pérdida de hueso después de una disminución en el nivel
de actividad física puede ser significativa (56). Cuando está en
condiciones de disminución de carga, como en la fijación y
el reposo en cama, la masa ósea se resorbe, lo que resulta en
una r
educción y adelgazamiento del hueso. El sistema esquelé-
tico percibe cambios en los patrones de carga y se adapta para
sopor
tar dicha carga de forma más eficiente utilizando la menor
cantidad de masa ósea. En condiciones de microgravedad, los
astronautas, sometidos a una menor actividad y pérdida de la
influencia de peso corporal, pierden de manera significativa
masa ósea en periodos relativamente cortos. Algunos de los
cambios que ocurren en el hueso como resultado de viajar al
espacio incluyen pérdida de rigidez, disminución en la longi-
tud del hueso y del área de corte transversal, y desaceleración
en la for
mación de hueso (57).
¿Qué prescripción de ejercicio facilitará el crecimiento de hueso en niños y adolescentes?
Modo de ejercicio
Intensidad
del ejercicio Frecuencia del ejercicio
Duración
del ejercicio
Actividades de impacto (gimnasia, ejercicios pliométri-
cos, saltar); entrenamiento de resistencia de moderada
intensidad; deportes que involucran correr y saltar
Alta; entrenamiento
con peso, < 60% de
1RM para propósitos
de seguridad
Por lo menos 3 d por semana 10-20 min
Fuente: Kohrt, W. M., et al. (2004) Physical activity and bone health. ACSM position stand. Medicine & Science in Sports & Exercise, 36:1985-1996.
¿Qué prescripción de ejercicio ayudará a conservar la salud del hueso en el adulto?
Modo de ejercicio
Intensidad
del ejercicio Frecuencia del ejercicio
Duración
del ejercicio
Actividades de resistencia con carga de peso (tenis,
subir escaleras, trotar); actividades que involucran saltar
(baloncesto, voleibol); ejercicios de resistencia
Moderada a alta Actividades de resistencia con carga
de peso 3-5 d a la semana; entrena-
miento de resistencia 2 d por semana 30-60 min
Fuente: Kohrt, W. M., et al. (2004) Physical activity and bone health. ACSM position stand. Medicine & Science in Sports & Exercise, 36:1985-1996.

48. 36 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Osteoporosis
En la osteoporosis, la resorción del hueso excede al depósito
del mismo. La osteoporosis es una enfermedad que aumenta
la fragilidad ósea que es inicialmente sutil, afectando sólo a las
trabéculas en el hueso esponjoso, pero conduce a ejemplos
más graves en los que se puede experimentar una fractura
vertebral osteoporótica con sólo abrir una ventana o levan-
tarse de una silla (40, 51). La fragilidad ósea depende de la
for
taleza final del hueso, el nivel de fragilidad del hueso y
la cantidad de energía que puede absorber (51). Estos factores
son influenciados por el tamaño del hueso, la for
ma, la arqui-
tectura y la calidad del tejido óseo. Los síntomas de osteopo-
rosis a menudo comienzan a aparecer en los adultos mayores,
especialmente en mujer
es posmenopáusicas. Sin embargo, la
osteoporosis puede comenzar de forma más temprana, cuando
la densidad mineral ósea disminuye. Cuando el depósito de
hueso no puede mantenerle el paso a la resorción ósea, la den-
sidad mineral ósea disminuye, lo que resulta en una reducción
de la densidad acompañada de pér
dida de la integridad tra­
becular. La pérdida de densidad mineral ósea significa pérdida
de la rigidez del hueso, y la pérdida de integridad trabecu­-
lar debilita la estructura. Ambas pérdidas crean el potencial para una incidencia de fractura mucho mayor (12), que va

de 2.0 a 3.7% en los individuos no osteoporóticos, y casi se duplica de 5 a 7% en los individuos osteoporóticos (28). Una razón para las tasas de fractura más altas puede ser la mayor deformación en el hueso osteoporótico bajo patrones de carga similares. Por ejemplo, la cabeza de un fémur osteoporótico mostró poder manejar sólo 59% de la carga externa original al caminar, con deformaciones 70% más grandes de lo normal y menos uniformemente distribuidas (53).
Las causas exactas de la osteoporosis no se comprenden
del todo, pero la afección ha mostrado estar relacionada con factores genéticos, hormonales, desequilibrios nutricionales y falta de ejercicio. El volumen normal del hueso es 1.5 a
2 L, y el diámetro cortical del hueso está en su punto máximo entr
e los 30 y 40 años de edad tanto para hombres como para
mujeres (19, 44). Después de los 30 años, hay una pérdida anual del peso mineral del hueso de 0.2 a 0.5% (56), que se acelera después de la menopausia en las mujeres hasta una pérdida de hueso que es 50% mayor a la de los hombres de
edad similar (44). Se especula que una proporción considera-
ble de esta pérdida ósea puede estar relacionada con la reduc-
ción acompañante en los niveles de actividad (56).
El estilo de vida y los hábitos de actividad par
ecen desem-
peñar un papel importante en el mantenimiento de la salud
del hueso (13). En un estudio, la incidencia de osteopor
osis
fue de 47% en una población sedentaria en comparación con
sólo 23% en una población cuyas ocupaciones incluyeron tra-
bajo físico pesado (8). Está claro que los individuos de edad
avanzada
pueden beneficiarse de alguna forma del ejercicio
con carga de peso que es progresivo y de por lo menos resis-
tencia moderada.
Los niveles de estr
ógenos en las mujeres anoréxicas y las
atletas femeninas amenorréicas también se han relacionado con
la presencia de osteoporosis en esta población. Se especula que
las fracturas por tensión en el cuello femoral de las corredoras
pueden estar relacionadas con una pérdida notable de densidad
mineral ósea causada por osteoporosis (12). Las atletas de élite
en varios deportes han presentado pérdida ósea, por lo general
asociada con episodios de entrenamiento pesado y relaciona-
dos con irregularidad menstrual. Algunas de estas atletas han
per
dido tanta masa ósea que sus características esqueléticas se
asemejan a las de las mujeres de edad avanzada.
Propiedades mecánicas del hueso
Las propiedades mecánicas del hueso son tan complejas y
variadas como su composición. La medición de la fortaleza,
la rigidez y la energía del hueso depende tanto de la com-
posición material como de las propiedades estructurales del
mismo. Adicionalmente, las pr
opiedades mecánicas también
varían con la edad y el género, así como con la localización
del hueso, como el húmero versus la tibia. Puede haber
variación adicional como resultado de factores como la orien
­
tación de la carga aplicada sobre el hueso, la tasa de aplicación
de carga y el tipo de carga.
El hueso debe ser capaz de soportar una gran variedad
de fuerzas aplicadas en forma simultánea. En una posición estática, el hueso r
esiste la fuerza de gravedad, soporta el
peso del cuerpo, y absorbe la actividad muscular producida para mantener la postura estática. En un modo dinámico, como correr, las fuerzas se magnifican varias veces y se vuel-
ven multidireccionales.
FORTALEZA Y RIGIDEZ DEL HUESO
El comportamiento de cualquier material bajo condiciones de carga está determinado por su fortaleza y rigidez. Cuando se aplica una fuerza externa sobre un hueso o cualquier otro material, ocurre una reacción interna. La fortaleza puede ser evaluada al examinar la relación entre la carga impuesta (fuerza externa) y la cantidad de deformación (reacción interna) que se produce en el material.
Como se mencionó anteriormente, el hueso debe ser
rígido pero flexible, y fuerte pero ligero. La fortaleza es nece-
saria para soportar la carga, y la ligereza es necesaria para per-
mitir el movimiento. La fortaleza en los huesos que soportan peso
radica en su capacidad para resistir el doblamiento al ser
0
0
Masa ósea (g de Ca)
25 50 75
Edad (años)
100
500
1 000
FIGURA 2-16 El pico de masa ósea ocurre durante la última parte
de la tercera década de la vida. Las mujeres tienen una masa ósea pico
menor y reducciones mayores en las etapas posteriores de la vida, en
especial después de la menopausia.

49. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 37
Rigidez
La rigidez, o el módulo de elasticidad, está determinada por la
pendiente de la curva de deformación en el rango de la res-
puesta elástica y es representativa de la resistencia del material
a la car
ga a medida que la estructura se deforma. La curva
de tensión-deformación para un material dúctil, frágil, y el
material óseo se muestra en la figura 2-19, y en la figura 2-18
se grafican varios materiales de acuerdo con la fortaleza y la
rigidez (49). El metal es un tipo de material dúctil que tiene
una alta rigidez, y en tensiones más allá de su punto de venci-
rígidos. Se requiere flexibilidad para absorber las fuerzas de
alto impacto, y las pr
opiedades elásticas del hueso le permiten
absorber la energía al cambiar su forma sin presentar fallo y
posteriormente regresar a su longitud original. Si la energía
aplicada sobrepasa la zona de deformación elástica, se pro-
duce deformación plástica a expensas de microlesión al hueso.
Si tanto la zona elástica como la zona plástica son sobr
epa-
sadas, la energía aplicada se libera en forma de una fractura.
Fortaleza
La fortaleza del hueso o de cualquier material se define por el
punto de fallo o la carga sostenida antes del fallo. La capacidad
general del hueso para soportar una carga depende de tener
suficiente masa ósea con propiedades adecuadas del material
y una configuración de fibras que resista las posibilidades de
carga en diferentes direcciones (40). El fallo del hueso depen
­-
de del tipo de carga impuesta (Fig. 2-17); de hecho, no hay un
valor estandarizado de fortaleza para el hueso, debido a que
la medición es tan dependiente del tipo de hueso y el sitio en el que se evalúa. El fallo del hueso involucra ya sea un único evento traumático o la acumulación de microfracturas. Por tanto, tanto los comportamientos de fractura como de fatiga del hueso son importantes. La fortaleza del hueso es propor
­
cionada por la mineralización de su tejido: entre mayor sea
el contenido mineral, más rígido y fuerte es el material. Sin embar
­go, si el hueso se mineraliza demasiado se vuelve frágil y
no puede deformarse durante el impacto de la carga. La forta-
leza se mide en términos de almacenamiento de energía o del ár
ea bajo una curva de tensión-deformación.
La fortaleza de compresión del hueso cortical es mayor
que la del concreto, la madera o el vidrio (Fig. 2-18). La for-taleza del hueso cortical en la parte media de un hueso largo es demostrada por su capacidad para tolerar grandes impac-
tos de carga y resistir el doblamiento. La fortaleza del hueso esponjoso es menor que la del hueso cor
tical, pero el hueso es
­-
ponjoso puede deformarse 200 veces más antes del fallo.
200
150
100
50
0
Estrés (MN/m
2
)
C
o
m
p
r
e
s
i
ó
n
D
i
s
t
e
n
s
i
ó
n
C
i
z
a
l
l
a
m
i
e
n
t
o
FIGURA 2-17
 Tensión final para muestras de hueso cortical
adulto. (Adaptado con autorización de Nordin, M., Frankel, V. H.
(Eds.) [1989]. Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System.
Philadelphia, PA: Lea & Febiger.)
FLEXIBLE, FUERTE
D C
A B
FLEXIBLE, DÉBIL
Rigidez
Fortaleza
fibra de vidrio
seda
telaraña
HUESO
roble
plomo
acero
hierro
oro
cobre
vidrio
RÍGIDO, DÉBIL
RÍGIDO, FUERTE
FIGURA 2-18 La fortaleza y la rigidez de varios materiales se grafi-
can en cuatro cuadrantes que representan un material que es flexible y débil (A), rígido y débil (B), rígido y fuerte (C), y flexible y fuerte (D). El hueso se clasifica como flexible y débil, junto con otros materiales como la telaraña y la madera de roble. (Adaptado con autorización de Shipman, P., Walker, A., Bichell, D. [1985]. The Human Skeleton. Cambridge, MA: Harvard University Press).
¿Qué hace al esqueleto más fuerte y menos frágil?
1. Un incremento en la masa ósea.
2. La distribución efectiva de la masa ósea de modo que
haya más hueso presente donde la demanda mecánica
es mayor.
3. Propiedades minerales mejoradas del material óseo.

50. 38 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
miento, muestra un comportamiento dúctil cuando se somete
a una gran deformación plástica antes del fallo. El vidrio es un
material frágil que es rígido, pero falla con facilidad, ya que no
tiene región plástica. El hueso no es tan rígido como el vidrio
o el metal, y a diferencia de estos materiales, no responde
en forma lineal ya que se vence y se deforma de forma no
unifor
me durante la fase de carga (43). El hueso tiene un nivel
de rigidez mucho menor que el metal o el vidrio, y se fractu
­-
ra después de muy poca deformación plástica.
Al inicio de la car
ga, el hueso muestra una respuesta lineal-
mente elástica. Cuando se aplica primero una carga, el hueso se
deforma a través de un cambio en la longitud o en la forma
angular. El hueso se deforma no más de alrededor de 3% (50). Esto se considera dentro de la región elástica de la curva de tensión-deformación porque cuando se retira la carga, el hueso se recupera y regresa a su forma o longitud original. Con la carga continua, el tejido óseo alcanza su punto de vencimiento, después del cual sus fibras externas comienzan a vencerse, con microdesgarros y despegue del material en el hueso. Esto se denomina la región plástica de la curva de tensión-deformación. El tejido óseo comienza a deformarse de manera permanente y eventualmente se fractura si la carga continúa en la región plás-
tica. Por tanto, cuando la carga se retira, el tejido óseo no regresa a su longitud original, sino que queda de manera per
manente
elongado. Aunque el hueso puede mostrar una respuesta plástica, la carga normal permanece dentro de la región elástica. El hueso se comporta en gran medida como un material frágil, que exhibe muy poca deformación plástica permanente con el fallo.
Características anisotrópicas
El tejido óseo es un material anisotrópico, lo que significa que el comportamiento del hueso varía de acuerdo con la dirección de la aplicación de carga (Fig. 2-20). Las diferencias entre las propiedades del hueso esponjoso y cortical con-
tribuyen a la anisotropia del hueso. La contribución de los componentes esponjoso y cor
tical de todo el hueso a la for-
taleza general varía de acuerdo con la localización anatómica, ya que hay cantidades variables de hueso cor
tical y esponjoso
en cada sitio. El hueso esponjoso proporciona resistencia al
doblamiento, y el hueso cortical proporciona una resistencia compresiva significativa. Dentro de cada hueso, existe una variación considerable, como se observa en el fémur, donde el hueso es más débil y menos rígido en las caras anterior y pos-
terior que en las caras lateral y medial. Aunque las propiedades del
hueso dependen de la dirección, en general, el tejido de
los huesos largos puede manejar las cargas más fuertes en la dirección longitudinal y la menor cantidad de carga a través de la superficie del hueso (46). Los huesos largos son más fuertes al soportar cargas longitudinales porque habitualmente tienen cargas en esa dirección.
Características viscoelásticas
El hueso es viscoelástico, lo que significa que su respuesta depende de la tasa y la duración de la carga. A velocidades más altas de carga, el hueso se vuelve más rígido, más fuerte y puede absorber más energía antes de romperse. Estas tasas de deformación se observan en las situaciones de alto impacto que involucran caídas o accidentes vehiculares. Como se muestra en la figura 2-21, un hueso al que se le aplica una carga con lentitud se fractura a una carga que es aproxima-
damente la mitad de la carga que puede ser manejada por el hueso a una tasa de car
ga rápida.
El tejido óseo es un material viscoelástico cuyas propiedades
mecánicas son afectadas por su tasa de deformación. Las pro-
piedades dúctiles del hueso son proporcionadas por su material colagenoso. El contenido de colágeno pr
oporciona al hueso
la capacidad de soportar cargas de tensión. El hueso también es frágil, y su fortaleza depende del mecanismo de carga. La fragilidad del hueso es provista por los constituyentes minera-
les que proporcionan al hueso la capacidad de soportar cargas compr
esivas.
Tensión
Deformación
c) Hueso
b) Material frágil
a) Material dúctil
FIGURA 2-19
 Curvas de tensión-deformación que ilustran las di­-
ferencias en el comportamiento entre un material dúctil (A), un mate-
rial frágil (B), y el hueso (C), que tiene propiedades tanto dúctiles
como frágiles. Cuando se aplica una carga, un material frágil responde
en forma lineal y falla o se fractura antes de someterse a cualquier
deformación permanente. El material dúctil entra en la región plástica
y se deforma de manera considerable antes del fallo o la fractura. El
hueso se deforma ligeramente antes del fallo.
FIGURA 2-20 El hueso se considera anisotrópico porque responde
de forma diferente si se aplican fuerzas en diferentes direcciones. (A) El hueso puede manejar fuerzas grandes aplicadas en dirección lon- gitudinal. (B) El hueso no es tan fuerte al manejar fuerzas aplicadas en
forma transversal a través de su superficie.

51. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 39
CARGAS APLICADAS SOBRE EL HUESO
El sistema esquelético está sujeto a una variedad de fuerzas
aplicadas a medida que el hueso se somete a cargas en varias
direcciones. Las cargas son producidas por el soporte de peso,
la gravedad, las fuerzas musculares y por fuerzas externas. De
manera interna, se pueden aplicar cargas a los huesos a través
de las articulaciones por medio de los ligamentos o en las
inserciones tendinosas, y estas cargas por lo general están por
debajo de cualquier nivel de fractura. Externamente, el hueso
se puede ajustar a múltiples fuerzas ejercidas por el entorno
que no tienen límite en cuanto a su magnitud o dirección.
La actividad muscular también puede influenciar las cargas
que el hueso puede manejar. Los músculos alteran las fuerzas
aplicadas al hueso al crear fuerzas de tensión y de compresión.
Estas fuerzas musculares pueden reducir las fuerzas de tracción
o redistribuir las fuerzas sobre el hueso. Ya que la mayoría de los
huesos pueden manejar fuerzas de compresión más grandes, la
cantidad total de carga se puede incrementar con la contribución
muscular. Si los músculos se fatigan durante un episodio de ejer-
cicio, su capacidad para aliviar la carga sobre el hueso disminuye.
La
distribución alterada de la tensión o el incremento en las
fuerzas de tracción vuelve al atleta o artista susceptible a la lesión.
La tensión y la deformación producidos por las fuerzas apli-
cadas sobre los huesos son causales de facilitar el depósito de
material óseo. La tensión puede ser perpendicular al plano
de un corte transversal del objeto sobre el que se aplica la carga.
Esto se denomina
tensión normal. Si la fuerza es paralela al
plano de corte transversal, se denomina tensión de cizalla -
miento. Cada tipo de tensión produce deformación. Por ejem-
plo, en tanto que la deformación normal involucra un cambio
en la longitud de un objeto, la defor
mación por cizallamiento se
caracteriza por un cambio en el ángulo original del objeto. Un
ejemplo tanto de deformación normal como de deformación
por cizallamiento es la respuesta del fémur al soportar peso.
El fémur se acorta en respuesta a la deformación normal, y se
dobla en forma anterior en respuesta a la deformación por ciza-
llamiento impuesta por el peso del cuerpo (46). La tensión nor-
mal y la tensión de cizallamiento, desarrollados en respuesta a
la tensión aplicada sobr
e la tibia, se presentan en la figura 2-22.
También se ilustran la deformación normal y por cizallamiento,
desarrolladas en respuesta a la compresión del fémur.
Si el hueso tiene una lesión o no como resultado de una
fuerza aplicada es algo que está determinado por los límites
críticos de fortaleza del material y la historia de carga sobre
el hueso. Los factores externos relacionados con una frac-
tura incluyen la magnitud, dirección y duración de la fuerza
aunada a la tasa a la cual se aplica la car
ga sobre el hueso.
La capacidad de un hueso de resistir la fractura se relaciona
con su capacidad de absorber energía. La capacidad de un
hueso de resistir la deformación varía a lo largo de su lon-
gitud, debido a la diferente composición de hueso cortical
y esponjoso (38). El hueso esponjoso, dependiendo de su

arquitectura, puede deformarse más y absorber una cantidad
mayor de energía en comparación con el hueso cortical (38).
Estos límites están principalmente influenciados por la carga
sobre el hueso. La carga sobre el hueso puede aumentar o
disminuir por la actividad física y el acondicionamiento, la
inmovilización y la madurez esquelética del individuo. La tasa
de carga también es importante debido a que la respuesta y
la tolerancia del hueso son sensibles a la tasa. A tasas altas de
carga, cuando el tejido óseo no puede deformarse lo suficien-
temente rápido, puede presentarse una lesión.
Fractura
Fractura
CARGA
DEFORMACIÓN
A
B
FIGURA 2-21 El hueso se considera un material viscoelástico ya
que r
esponde de diferente forma cuando se le aplican cargas a dife-
rentes tasas. (A) Cuando la carga se aplica rápidamente, el hueso
responde con mayor rigidez, y puede manejar una carga más grande
antes de fracturarse. (B) Cuando la carga se aplica de manera lenta,
el hueso no es tan rígido o fuerte, y se fractura con cargas menores.
Estrés = Fuerza/Área
Deformación = cambio en la longitud o ángulo
A. Estrés
normal
C. Deformación
normal
B. Estrés de
cizallamiento
D. Deformación
por cizallamiento
Fuerza de tensión
Fuerza
Fuerza
Fuerza compresiva
Fuerza compresiva
FIGURA 2-22
 El estrés, o fuerza por unidad de área, puede ser per-
pendicular al plano (estrés normal) (A) o paralelo al plano (estrés de
cizallamiento) (B). La deformación del material es normal (C), cuando
la longitud varía, o por cizallamiento (D), en la que el ángulo cambia.

52. 40 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
carga a lo largo de su longitud por una fuerza compresiva, lo
que crea una dislocación o fractura-dislocación de las facetas
de las vértebras. Cuando se prohibió en el futbol americano
golpear con la cabeza al taclear mientras se tenía la cabeza en
flexión, el número de lesiones en la columna cervical disminuyó
de manera drástica (18).
También se han reportado fracturas por compresión en
las vértebras lumbares de los levantadores de pesas, linieros
de futbol americano, y los gimnastas que colocan carga sobre
las vértebras mientras la columna se mantiene en hiperlor-
dosis o una posición hacia atrás (23). La figura 2-24 es una
radiografía de una fractura sobr
e la columna lumbar, que
demuestra el efecto de acortamiento y ensanchamiento de la
fuerza compresiva. Por último, las fracturas por compresión
son comunes en individuos con osteoporosis.
Los cinco tipos de fuerzas que aplican cargas sobre el hueso
son la compresión, la tensión, el cizallamiento, el doblamien
­-
to y la torsión. Estas fuerzas se resumen en la Tabla 2-1 y se
ilustran en la figura 2-23.
Fuerzas de compresión
Las fuerzas compresivas son necesarias para el desarrollo y creci-
miento del hueso. Los huesos específicos necesitan estar mejor
adaptados para manejar fuerzas compr
esivas. Por ejemplo, el
fémur soporta una gran proporción del peso corporal y necesita
ser rígido para evitar la compresión al tener carga. Las cargas
que actúan sobre el fémur se han medido en el rango de 1.8 a
2.7 veces el peso corporal al pararse sobre una pierna, y de hasta
1.5 el peso corporal en una elevación de pierna en la cama (2).
Si se aplica una fuerza compresiva grande y si la carga
sobrepasa los límites de tensión de la estructura, ocurrirá una
fractura por compresión. Hay numerosos sitios en el cuerpo
que son susceptibles de presentar fracturas por compresión. Las
fuerzas compresivas son causales del dolor rotuliano y el ablan-
damiento y la destrucción del cartílago por debajo de la rótula.
Mientras la ar
ticulación de la rodilla se mueve a lo largo de su
rango de movimiento, la rótula se mueve hacia arriba y hacia
abajo en la escotadura femoral. La carga entre la rótula y el
fémur aumenta y disminuye hasta un punto en el que la fuerza
compresiva femororrotuliana es mayor a aproximadamente 50°
de flexión, y es menor en la extensión completa o la hiperexten-
sión de la articulación de la rodilla. La gran fuerza compresiva
en la flexión, principalmente sobr
e la superficie femororrotu-
liana lateral, es la fuente del proceso destructivo que rompe el
car
tílago y la superficie subyacente de la rótula (17).
La compresión también es la fuente de fracturas en las
vértebras (18). Se han reportado fracturas en el área cervical
en actividades como los deportes acuáticos, la gimnasia, la
lucha, el rugby, el hockey sobre hielo y el futbol americano.
Por lo general, la columna cervical está un poco extendida con
una curvatura anteriormente convexa. Si se baja la cabeza, la
columna cervical se rectificará hasta casi 30° de flexión. Si se
aplica una fuerza sobre la parte superior de la cabeza cuando
se encuentra en esta posición, las vértebras cervicales sufren
TABLA 2-1 Difer
Carga Tipo de fuerza Fuente Tensión/deformación
Compresión Presiona los extremos de los huesos para
causar ensanchamiento y acortamiento
Músculos, soporte de peso,
gravedad o fuerzas externas
Tensión máxima en el plano perpendicular a la carga aplicada
Tensión Jala o estira al hueso para causar alar-
gamiento y estrechamiento
Por lo general el tirón del
tendón de un músculo que se
contrae
Tensión máxima en el plano perpendicular a la carga aplicada
CizallamientoFuerza aplicada en forma paralela a la
superficie, que causa deformación interna
en una dirección angular
Aplicación de una fuerza
compresiva o de tensión o una
fuerza externa
Tensión máxima en el plano paralelo a la carga aplicada
Doblamiento Fuerza aplicada al hueso sin un apoyo
directo de la estructura
Soportar peso o múltiples
fuerzas aplicadas en diferentes
puntos del hueso
Fuerzas de tensión máximas sobre la superficie convexa del
miembro doblado y fuerzas de compresión máximas sobre el
lado cóncavo
Torsión Fuerza giratoria Fuerza aplicada con un
extremo del hueso fijo
Tensión de cizallamiento máximo tanto en los ejes perpendicu-
lar como paralelo del hueso, con fuerzas de tensión y compre-
sión también presentes en un ángulo a través de la superficie
A. Compresión B. Tensión C. Cizallamiento D. Torsión E. Doblamiento
FIGURA 2-23 El sistema esquelético está sujeto a una variedad de
cargas que alteran la tensión sobre el hueso. El cuadro en el fémur indica
el estado original del tejido óseo. El área coloreada ilustra el efecto
de la fuerza aplicada al hueso. (A) La fuerza compresiva causa acor-
tamiento y ensanchamiento. (B) La fuerza de tensión causa estrecha-
miento y alargamiento. (C) y (D) Las fuerzas de cizallamiento y torsión
crean distorsión angular. (E) La fuerza de doblamiento incluye todos los
cambios observados en la compresión, tensión y cizallamiento.

53. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 41
Los levantamientos específicos en el entrenamiento con
peso pueden resultar en espondilólisis, una fractura por ten-
sión en la sección de la pars interarticularis de la vértebra.
Los levantamientos que tienen una alta incidencia de esta

fractura son el arranque y el envión de las competencias
olímpicas de halterofilia, y la sentadilla y el levantamiento
de peso muerto en el levantamiento de poder (22, 23). En
los gimnastas, se asocia con posiciones de extensión extrema
en las vértebras lumbares. Esta lesión se discutirá con mayor
detalle en el capítulo 7, donde se revisa el tronco.
Una fuerza compresiva sobre la cadera puede incrementar o
disminuir el potencial de lesión del cuello femoral. La articula-
ción de la cadera debe absorber fuerzas compresivas de apro-
ximadamente tres a siete veces el peso corporal al caminar (43,
46). Las fuerzas compr
esivas son de hasta 15 a 20 veces el peso
corporal al saltar (46). En una posición normal de pie, la arti-
culación de la cadera asume casi un tercio del peso del cuerpo si
ambas extr
emidades están sobre el suelo (43). Esto crea gran-
des fuerzas compresivas en la porción inferior del cuello femoral
y una fuerza de tensión grande sobr
e la porción superior del
cuello. La figura 2-25 muestra la forma en la que esto sucede a
medida que el cuerpo empuja hacia la cabeza femoral, al empu-
jar la parte inferior del cuello femoral y tirar de la parte superior
del cuello femoral mientras genera doblamiento.
Los abductor
es de la cadera, específicamente el glúteo me
­-
dio, se contraen para contrarrestar el peso del cuerpo durante la bipedestación. Como se muestra en la figura 2-25, también

producen una carga compresiva sobre la cara superior del cuello femoral que reduce las fuerzas de tensión y el potencial de lesión en el cuello femoral ya que el hueso por lo general se fractura más rápido con una fuerza de tensión (43). Se ha propuesto que los corredores desarrollan fracturas del cuello femoral debido a que el glúteo medio se fatiga y no puede mantener su reducción de fuerza de tensión alta, lo que produce la fractura
(29, 46). También se puede producir una fractura del cuello femoral
por una cocontracción fuerte de los músculos de la
cadera, en específico los abductores y aductores, creando fuer-
zas de compresión excesivas sobre la parte superior del cuello.
Fuerzas de tensión
Cuando un músculo aplica una fuerza de tensión sobre el sistema a través del tendón, el colágeno en el tejido óseo se configura a sí mismo en línea con la fuerza de tensión del ten-
dón. La figura 2-26 muestra un ejemplo de alineamiento del colágeno en la tuber
osidad tibial. Esta figura también ilustra
la influencia de las fuerzas de tensión sobre el desarrollo de las apófisis. Una apófisis es un crecimiento óseo, como un pro-
ceso, un tu
­bércu­lo o una tuberosidad. La figura 2-26 ilustra
cómo una apófisis, la tuberosidad de la tibia, es formada por fuerzas tensiles.
FIGURA 2-24 Las vértebras lumbares pueden sufrir fracturas por
compresión (flecha), en las que el cuerpo de la vértebra se acorta y
se ensancha. Este tipo de fractura se ha asociado con la aplicación de
carga sobre las vértebras mientras se mantiene una posición hiper-
lordótica. (Reimpreso con autorización de Nordin, M., Frankel, V. H.
[1989]. Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System. (2nd Ed.).
Philadelphia, PA: Lea & Febiger).
Tensión
Tensión
Compresión
Compresión
FIGURA 2-25 (A) Durante la posición de pie o en la fase de apoyo
al caminar o correr, la fuerza de doblamiento aplicada al cuello femo- ral crea una fuerza compresiva grande sobre la parte inferior del cue- llo y una fuerza de tensión sobre la parte superior del cuello. (B) Si el glúteo medio se contrae, la fuerza compresiva se incrementa, y la fuerza de tensión disminuye. Esto reduce el potencial de lesión por-
que es más probable que la lesión ocurra en tensión.

54. 42 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
El fallo del hueso usualmente se presenta en el sitio de
inserción de un músculo. Las fuerzas de tensión también
pueden crear avulsiones ligamentosas. La avulsión de un liga-
mento, o fractura por avulsión, ocurre cuando se arranca
una por
ción del hueso en la inserción del ligamento. Esto
se produce con más frecuencia en niños que en adultos. Las
fracturas por avulsión ocurren cuando la fuerza de tensión
del hueso no es la suficiente para prevenir la fractura. Esto
es típico de algunas de las lesiones que se producen con los
movimientos de lanzamiento de alta velocidad en el brazo de
un lanzador de ligas pequeñas. La fractura por avulsión en
este caso por lo general es a nivel del epicóndilo medial como
resultado de la tensión generada en los flexores de la muñeca.
Otras dos fracturas por tensión comunes son la del quinto
metatarsiano, causada por las fuerzas de tensión generadas
por el grupo del músculo peroneo, y en el calcáneo, donde
las fuerzas son generadas por el grupo del músculo tríceps
sural. También puede producirse una fuerza de tensión sobre
el calcáneo durante la fase de apoyo de la marcha a medida
que el arco se deprime y la fascia plantar que cubre la super-
ficie plantar del pie se tensa, ejerciendo una fuerza de tensión
sobr
e el calcáneo. Algunos sitios de fracturas por avulsión en
la región pélvica, presentadas en la figura 2-27, incluyen las
espinas ilíacas anterior superior e inferior, el trocánter menor,
la tuberosidad isquiática y el hueso púbico.
Las fuerzas de tensión por lo general son causales de las dis-
tensiones y los esguinces. Por ejemplo, un esguince de inversión
típico del
tobillo se produce cuando el pie es sobresupinado. Esto
es, el pie se gira sobre su borde lateral, estirando los ligamentos
del lado lateral del tobillo. También se identifican fuerzas de ten-
sión en el síndrome de estrés de la tibia medial. Esta lesión se pre-
senta cuando el tibial anterior jala sobre su sitio de inserción en
la tibia y sobr
e la membrana interósea entre la tibia y el peroné.
Otro sitio expuesto a altas fuerzas de tensión es la tubero-
sidad de la tibia, la cual transmite fuerzas de tensión muy altas
cuando el gr
upo del cuádriceps femoral está activo. Esta fuerza
de tensión, si es de suficiente magnitud y duración, puede cau-
sar tendinitis o inflamación del tendón en individuos de mayor
edad. Sin embar
go, en individuos más jóvenes, el daño por lo
general se presenta en el sitio de la unión del tendón con el
hueso, y puede resultar en inflamación, depósitos óseos, o una
fractura por avulsión en la tuberosidad de la tibia. La enferme-
dad de Osgood–Schlatter se caracteriza por inflamación y for-
mación de depósitos óseos en la unión del tendón con el hueso.
El hueso r
esponde a las demandas colocadas sobre él,
como lo describe la ley de Wolff (32). Por tanto, diferentes
huesos y diferentes secciones en un hueso responden a la
tensión y a las fuerzas de compresión de forma diferente. Por
ejemplo, la tibia y el fémur participan en el soporte de peso
en la extremidad inferior, y son más fuertes cuando se cargan
con una fuerza compresiva. El peroné, que no participa de
manera significativa en el soporte de peso, pero es un sitio
para la inserción muscular, es más fuerte cuando se aplican
fuerzas de tensión (43). Una evaluación de las diferencias
encontradas en el fémur ha revelado mayores capacidades de
fortaleza de tensión en el tercio medio del cuerpo, el cual se
carga a través de una fuerza de doblamiento al soportar peso.
En el cuello femoral, el hueso puede soportar altas fuerzas de
compresión, y los sitios de inserción de los músculos tienen
una gran fortaleza de tensión (43).
Fuerzas de cizallamiento
Las fuerzas de cizallamiento son causales de algunos de los
problemas en los discos vertebrales, como la espondilolistesis,
Tuberosidad
tibial
Ligamento
rotuliano
FUERZAS
DE TENSIÓN
FIGURA 2-26
 A. Cuando las fuerzas de tensión se aplican al sis-
tema esquelético, el hueso se fortalece en la dirección del tirón, a
medida que las fibras de colágeno se alinean con la dirección del
tirón del tendón o ligamento. B. Las fuerzas de tensión también son
causales del desarrollo de las apófisis, crecimientos óseos como los
procesos, tubérculos y tuberosidades.
Avulsión del
cuadrado
Avulsión
del sartorio
Avulsión
del iliopsoas
Avulsión
del aductor
Avulsión
del isquiotibial
FIGURA 2-27 Las fracturas por avulsión pueden ser el resultado de
la tensión aplicada por un tendón o un ligamento. Los sitios de fractu- ras por avulsión en la región pélvica incluyen la espina ilíaca anterior superior (A), la espina ilíaca anterior inferior (B), la tuberosidad isquiá-
tica (C), el hueso púbico (D), y el trocánter menor (E).

55. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 43
en la que las vértebras se deslizan en forma anterior una sobre
otra. En las vértebras lumbares, la fuerza de cizallamiento se
incrementa con la hiperlordosis (22). El tirón del músculo
psoas sobre las vértebras lumbares también incrementa las
fuerzas de cizallamiento sobre las vértebras. Esta lesión se
discute con mayor detalle en el capítulo 7.
Los ejemplos de fracturas causadas por fuerzas de cizalla-
miento se encuentran comúnmente en los cóndilos femorales
y
la meseta tibial. El mecanismo de lesión para ambos por
lo general es la hiperextensión de la rodilla a través de algún
grado de fijación del pie y una fuerza en valgo o medial sobre
el muslo. En los adultos, esta fuerza de cizallamiento puede
fracturar un hueso así como lesionar los ligamentos colatera-
les o cruzados (37). En los niños en crecimiento, esta fuerza
de cizallamiento puede cr
ear fracturas epifisiarias, como en la
epífisis femoral distal. En la figura 2-28 se presenta el meca-
nismo de lesión y el daño epifisiario resultante. Los efectos
de dichas fracturas en los niños en cr
ecimiento pueden ser
significativos, ya que esta epífisis representa alrededor de 37%
del crecimiento del hueso en longitud (15).
Las fuerzas de compresión, tensión y cizallamiento aplicadas
en forma simultánea al hueso son importantes en el desarrollo de
la fortaleza del hueso. La figura 2-29 ilustra líneas de estrés tanto
compresivas como tensiles en la tibia y el fémur al correr. La for-
taleza del hueso se desarrolla a lo largo de estas líneas de tensión.
Fuerzas de doblamiento
El hueso está regularmente sometido a grandes fuerzas de
doblamiento. Por ejemplo, durante la marcha, los huesos
de la extremidad inferior están sujetos a fuerzas de dobla-
miento causadas por fuerzas alternantes de compresión y ten-
sión. Durante la postura normal, tanto el fémur como la tibia
se doblan. El fémur se dobla tanto anterior como lateralmente

debido a su forma y a la manera en que se transmite la fuerza
causada al soportar peso. Además, soportar peso produce
un doblamiento anterior en la tibia. Aunque estas fuerzas de
doblamiento no pr
oducen lesiones, el hueso es más fuerte en
las regiones donde la fuerza de doblamiento es mayor (46).
Por lo general, el hueso falla y se fractura sobre el lado con-
vexo en respuesta a altas fuerzas de tensión porque el hueso
puede sopor
tar fuerzas compresivas de mayor magnitud en
comparación con las fuerzas de tensión (43). La magnitud de
las fuerzas de compresión y tensión producidas por el dobla-
miento se incrementa con la distancia con respecto al eje del
hueso. Por tanto,
las magnitudes de fuerza son mayores en las
porciones externas del hueso.
Las cargas de doblamiento que producen lesiones son
causadas por múltiples fuerzas aplicadas en diferentes pun-
tos en el hueso. En general, estas situaciones se denominan
aplicaciones de fuerza en tr
es o cuatro puntos. Una fuerza
se apli
­ca generalmente en forma perpendicular al hueso sobre
ambos extremos del mismo, y se aplica una fuerza en dirección opuesta en algún punto entre las otras dos fuerzas. El hueso se romperá en el punto de la aplicación de la fuerza media, como en el caso de una fractura por bota de esquiar mostra
­-
do en la figura 2-30. Esta fractura es producida a medida que el esquiador cae sobr
e la punta de la bota, con el esquí y
la bota empujando en la otra dirección. El hueso de manera usual se fractura en el lado posterior debido a que ahí es donde se aplican la convexidad y las fuerzas de tensión. Las fracturas por bota de esquiar se han reducido en forma sig
­-
nificativa debido a las mejoras en las correas de sujeción, esquís que giran con más facilidad, pistas de esquí bien pr
eparadas y
un cambio en la técnica de esquiar que coloca el peso hacia adelante sobre los esquís. Sin embargo, la reducción de las fracturas tibiales mediante la mejoría en el equipo y la técnica, ha conducido a un incremento en el número de lesiones de rodilla, por las mismas razones (14).
La fuerza de doblamiento en tres puntos también es causal
de las lesiones en un dedo que se atora y queda en hiperexten-
sión forzada, y en una rodilla o extremidad inferior cuando el pie queda fijo sobr
e el suelo y la parte inferior del cuerpo se
FUERZA
EN VALGO
Placa
epifisiaria
fracturada
FIGURA 2-28
 La fractura de la epífisis femoral distal por lo gene-
ral es el resultado de una fuerza de cizallamiento. Esto se produce
comúnmente por una fuerza en valgo aplicada sobre el muslo o al
hacer palanca con el pie fijo y la rodilla hiperextendida.
FIGURA 2-29 Las líneas de tensión compresiva (líneas negras grue-
sas) y la fuerza de tensión (líneas negras delgadas y líneas azules) para el fémur distal y la tibia proximal durante la fase de apoyo al correr.

56. 44 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
dobla. La simple eliminación de los tacos largos en los zapa­-
tos de los jugadores de futbol americano y jugar sobre campos
con una super
ficie pareja ha reducido este tipo de lesiones
en 50% (22). Las aplicaciones de fuerza de doblamiento en
tres puntos también se utilizan en la aplicación de arneses. La
figura 2-31 presenta dos aplicaciones para arneses utilizando
la aplicación de fuerza en tres puntos para corregir una desvia-
ción postural o estabilizar una región.
Una car
ga de doblamiento en cuatro puntos consiste en
dos pares de fuerzas iguales y opuestas en cada extremo del
hueso. En el caso del doblamiento en cuatro puntos, el hueso
se rompe en el punto más débil. Esto se ilustra en la figura
2-32 con la aplicación de una fuerza de doblamiento en cua-
tro puntos sobre el fémur.
Fuerzas de torsión
Las fracturas que resultan de una fuerza torsional pueden pre-
sentarse en el húmero cuando una mala técnica de lanzamiento
cr
ea una torsión sobre el brazo (46) y en la extremidad inferior
cuando el pie está plantado y el cuerpo cambia de dirección. Una
fractura en espiral es el resultado de una fuerza torsional. En la
figura 2-33 se presenta el ejemplo del mecanismo de una fractura
en espiral en el húmero en un lanzador. Las fracturas en espiral
por lo general comienzan en el exterior del hueso en forma
paralela a la parte media del mismo. La carga torsional sobre la
extremidad inferior también es causal de las lesiones del cartílago
y de los ligamentos de la rodilla (22), que pueden ocurrir cuando
el pie queda atrapado mientras el cuerpo está girando.
Cargas combinadas
La tensión, compresión, cizallamiento, doblamiento y tor-
sión, representan modos simples y puros de ejercer una carga.
Es más común incur
rir en varias combinaciones de cargas que
actúan de manera simultánea sobre el cuerpo. Por ejemplo,
los huesos de la extremidad inferior tienen cargas en múltiples
direcciones durante el ejercicio. La carga mecánica propor-
ciona el estímulo para la adaptación del hueso y la selección
Área de
fractura
Fortaleza
de tensión
Punto sin
tensión
FUERZA
FUERZA
Fortaleza
compresiva
FIGURA 2-30
 La fractura por bota de esquiar,
creada por una carga de doblamiento en tres pun-
tos, ocurre cuando el esquí se detiene de manera
súbita. Se produce una fuerza compresiva sobre
la tibia anterior y una fuerza de tensión sobre la
tibia posterior. La tibia por lo general se fractu
­-
ra del lado posterior.
FUERZAS
FUERZAS
A. Arnés de Milwaukee B. Arnés de Jewett
FIGURA 2-31 Las cargas de doblamiento en tres puntos se utili-
zan en muchos arneses. (A) El arnés de Milwaukee, utilizado para la corrección de la curvatura lateral de la columna, aplica una fuerza de doblamiento en tres puntos sobre la columna. (B) El arnés de Jewett aplica una fuerza de doblamiento en tres puntos sobre la columna torácica para crear extensión de la columna en esa región.
Fuerzas
Fractura
FIGURA 2-32
 Ejemplo hipotético de una carga de doblamiento
en cuatro puntos aplicada al fémur, creando una fractura o fallo en el punto más débil.

57. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 45
de ejercicios para este propósito se vuelve una consideración
importante. Ya que el hueso responde con más rigidez a tasas
más altas de carga, la tasa de deformación también se vuelve
importante. En la figura 2-34, la deformación ósea en la tibia
durante el uso del press de pierna, la bicicleta, la escaladora
y al correr, se compara con los valores normales al caminar
(39). Mientras que los valores de compresión y cizallamiento
producidos durante el uso del press de pierna, la escaladora
y al correr son mayores que al caminar, los valores de defor-
mación por tensión varían entre los modos de ejercicio. El
ciclismo r
esulta en valores más bajos de tensión, compresión y
cizallamiento que caminar. Sin embargo, cuando se evalúa la
tasa de carga (Fig. 2-35), sólo correr produce tasas más altas
de deformación que caminar.
FRACTURAS POR ESFUERZO
La lesión al sistema esquelético puede ser producida por una
sola aplicación de alta magnitud de uno de estos tipos de
carga o por la aplicación repetida de una carga de baja mag-
nitud con el tiempo. La primera lesión se denomina fractura
traumática
. La segunda se denomina fractura por esfuerzo,
fractura por fatiga, o sobrecarga del hueso. En la figura
2-36 se muestra una radiografía de una fractura por esfuerzo
en el metatarsiano. Estas fracturas se producen como conse-
cuencia de microtraumatismo acumulado impuesto sobr
e
el sistema esquelético cuando la aplicación de carga sobre el
sistema es tan frecuente que la reparación del hueso no puede
seguirle el paso a la degradación del tejido óseo.
Torsión en
el húmero
Tensión de
cizallamiento
en el hueso
Fractura
en espiral
FIGURA 2-33
 Ejemplo de torsión aplicada sobre el
húmero, creando tensión de cizallamiento a través de
la superficie.
Press de pierna Escaladora
Ejercicio
Tensión (Caminar = 840 microdeformaciones)
Deformación principal de la tibia durante el ejercicio
400
300
200
100
−100
−200
−300
0
Porcentaje de microdeformación al caminar
Correr
Bicicleta
Cizallamiento (Caminar = 183 microdeformaciones)Compresión (Caminar = 454 microdeformaciones)
FIGURA 2-34 Comparación de la deformación tibial in vivo durante cuatro ejercicios comparados con caminar. (Adaptado de
Milgrom, C., et al. [2000]. Journal of Bone & Joint Surgery, 82-B:591-594).

58. 46 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Una fractura por esfuerzo puede ocurrir cuando la resor-
ción ósea debilita demasiado al hueso, y el depósito de hueso
no se da lo suficientemente rápido como para for
talecer el
área. Las fracturas por esfuerzo en la extremidad inferior pue-
den ser atribuidas a fatiga muscular que reduce la absorción de
impacto y causa r
edistribución de las fuerzas a puntos focales
específicos en el hueso. En la extremidad superior, las fracturas
por esfuerzo son resultado de fuerzas musculares repetitivas
que tiran sobre el hueso. Las fracturas por esfuerzo represen-
tan 10% de las lesiones en los atletas (36).
La fractura por esfuerzo típica
ocurre durante la aplicación
de una carga que produce deformación por cizallamiento o
por tensión y resulta en laceración, fractura, rotura o avul-
sión. El tejido óseo también puede desarrollar una fractura
por esfuerzo en r
espuesta a cargas compresivas o tensiles que
sobrecargan el sistema, ya sea a través de una fuerza excesiva
aplicada una o unas cuantas veces, o a través de la aplicación
demasiado frecuente de un nivel bajo o moderado de fuerza
(29, 34, 36). El microdaño por fatiga se presenta bajo la apli-
cación cíclica de cargas y requiere ser reparado antes de que el
hueso
progrese hasta el fallo, resultando en una fractura por
esfuerzo. La relación entre la magnitud y la frecuencia de apli-
caciones de carga sobre el hueso se presenta en la figura 2-37.
Escaladora
Ejercicio
Deformación principal de la tibia durante el ejercicio
300
200
100
−100
−200
−300
0
Porcentaje de microdeformación al caminar
Correr
BicicletaPress de pierna
Tensión (Caminar = 840 microdeformaciones)Compresión (Caminar = 454 microdeformaciones)Cizallamiento (Caminar = 183 microdeformaciones)
FIGURA 2-35 Comparación de las tasas de deformación tibial in vivo durante cuatro ejercicios comparados con caminar. (Adap-
tado de Milgrom, C., et al. [2000]. Journal of Bone & Joint Surgery, 82-B:591-594).
FIGURA 2-36 Las fracturas por tensión ocurren en respuesta a una
sobrecarga del sistema esquelético de manera que se produce acu-
mulación de microtraumatismos en el hueso. Una fractura por esfuerzo
del segundo metatarsiano, como se muestra en esta radiografía (fle-
cha), es causada al correr sobre superficies duras o con zapatos rígi-
dos. También está asociada con personas con arcos altos y puede ser
causada por la fatiga de los músculos circundantes (Reimpreso con
autorización de Fu, H. F., Stone, D. A. [1994]. Sports Injuries. Baltimore,
MD: Williams & Wilkins).
Carga
Repetición
Tolerancia
Umbral de lesión
FIGURA 2-37
 Puede ocurrir una lesión cuando se aplica una carga
elevada un número pequeño de veces o cuando las cargas se aplican muchas veces. Es importante permanecer dentro del rango de tole- rancia a la lesión.

59. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 47
La tolerancia del hueso a la lesión está en función de la carga
y de los ciclos de carga.
En la Tabla 2-2 se presentan ejemplos de lesiones en el
sistema esquelético. En ella se resumen la actividad asociada
con la lesión, el tipo de carga que causa la lesión y el meca-
nismo de lesión. Aún no está claro el porqué algunos atletas
que par
ticipan en la misma actividad presentan una fractura
por esfuerzo y otros no. Se ha sugerido que otros factores,
como la alineación de la extremidad y el amortiguamiento de
los tejidos blandos de las cargas impuestas pueden jugar un
papel en el riesgo de fractura (5).
Cartílago
El cartílago es un tejido firme y flexible conformado por célu-
las llamadas condrocitos rodeadas de una matriz extracelular.
Los dos principales tipos de car
tílago que se discutirán en este
capítulo son el cartílago articular o hialino y el fibrocartílago.
CARTÍLAGO ARTICULAR
Las articulaciones conectan los diferentes huesos del esque-
leto. En las articulaciones con movimiento libre, los extremos TABLA 2-2 Lesiones en el sistema esquelético
Tipo de lesión Ejemplos de actividad
Carga que
causa la lesión Mecanismo de lesión
Tensión tibial Bailar, correr, baloncesto Compresión Mal acondicionamiento, calzado rígido, superficies disparejas, pie hiper-
móvil (sobrepronación)
Fractura del
epicóndilo medial
Gimnasia Tensión,
compresión
Exceso de trabajo en las volteretas y ejercicios sobre el suelo
Fractura por
esfuerzo del dedo
grueso
Carrera de velocidad, esgrima,
rugby
Tensión Los extensores del dedo crean un efecto de arco sobre el dedo grueso
cuando se está parado sobre la punta del pie; principalmente en indivi-
duos con hallux valgus
Fractura por
esfuerzo del cuello
femoral
Carrera, gimnasia Compresión Fatiga muscular, pie con arco alto
Fractura por esfuerzo
en el calcáneo
Carrera, baloncesto, voleibol Compresión Superficies duras, calzado rígido
Fractura por
esfuerzo en las
vértebras lumbares
Levantamiento de pesas,
gimnasia, futbol americano
Compresión,
tensión
Cargas altas con una postura hiperlordótica de la espalda baja
Fracturas de la
meseta tibial
Esquí Compresión Hiperextensión y valgo de la rodilla, como al girar, con la fuerza sobre el
borde interno del esquí al ir pendiente abajo, y detenerse abruptamente
cuando hay mucha nieve
Fractura por
esfuerzo del maléolo
medial
Carrera Compresión Esguince del tobillo hacia afuera, que causa compresión entre el astrá-
galo y el maléolo medial o pronación excesiva porque el maléolo medial
rota hacia dentro con la rotación y pronación tibial
Fractura del hueso
ganchoso de la
mano
Beisbol, golf, tenis Compresión Un agarre relajado en el swing que se detiene abruptamente al final del
mismo cuando el palo golpea contra el piso, el bate es detenido de
forma forzada, o se pierde el control de la raqueta
Fractura de la tibiaEsquí Doblamiento,
compresión, tensión
Caída con doblamiento en tres puntos en la que el peso del cuerpo, la
bota y el suelo doblan la tibia en forma posterior
Fractura de los cón-
dilos femorales
Esquí, futbol americano Cizallamiento Hiperextensión de la rodilla con fuerza en valgo
Fractura por
esfuerzo del peroné
Correr, ejercicios aeróbicos, saltarTensión Saltar o flexiones produndas de la rodilla al caminar; tirón por el
sóleo, tibial posterior, peroneos y los flexores del dedo grueso, que
jalan la tibia hacia el peroné
Desgarro de los
meniscos de la rodilla
Baloncesto, futbol americano,
saltar, vóleibol, futbol
Compresión,
torsión
Girar sobre una extremidad que soporta peso o una fuerza en valgo
sobre la rodilla
Fractura por esfuerzo
en el metatarsiano
Correr Compresión Superficies duras, calzado rígido, pie con arco alto, fatiga
Fractura por
esfuerzo en el
cuerpo del fémur
Correr, triatlón Tensión Entrenamiento excesivo y distancia; creada por el tirón del vasto medial
o el aductor corto

60. 48 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
El cartílago es importante para la estabilidad y la función
de una articulación, ya que distribuye cargas sobre la superficie
y reduce la tensión de contacto a la mitad (50). Las fibras de
colágeno están configuradas para soportar la carga. Por ejem-
plo, en la rodilla, el menisco medial transmite 50% de la carga
de compr
esión. Retirar sólo una pequeña parte del cartílago ha
demostrado incrementar la tensión por contacto en hasta 350%
(25). Hace varios años, un desgarro en el cartílago hubiera sig-
nificado el retiro del cartílago completo, pero en la actualidad
los or
topedistas recortan el cartílago y remueven sólo cantida-
des mínimas para mantener la mayor cantidad de absorción de
impacto y estabilidad en la ar
ticulación como sea posible.
El cartílago es de 1 a 7 mm de espesor, dependiendo de
la tensión y la incongruencia de las superficies articulares
(26). Por ejemplo, en las articulaciones del tobillo y el codo,
el cartílago es muy delgado, pero en las articulaciones de la
cadera y la rodilla es grueso. El cartílago es delgado en el
tobillo debido a la arquitectura del mismo. Un área conside-
rable de distribución de fuerza impone menos tensión sobre
el car
tílago. Por el contrario, la articulación de la rodilla está
expuesta a fuerzas menores, pero el área de distribución de la
fuerza es más pequeña, lo que impone mayor tensión sobre
el cartílago. Uno de los cartílagos más gruesos del cuerpo, de
aproximadamente 5 mm de espesor, yace por debajo de la
r
ótula (54).
articulares de los huesos están cubiertos por un tejido con-
juntivo denominado cartílago articular.
El car
tílago articular o hialino es una sustancia avascular
conformada por 60 a 80% de agua y una matriz sólida compuesta
de colágeno y proteoglucano. El colágeno es una proteína con
las propiedades mecánicas importantes de rigidez y fortaleza.
El proteoglucano es un gel altamente hidratado. No es claro
cómo el colágeno y el gel de proteoglucano interactúan durante
la tensión al cartílago. Sin embargo, la interacción ente los dos
materiales determina las propiedades mecánicas del cartílago. El
cartílago no tiene un aporte vascular y tampoco tiene nervios, y
se nutre a través del líquido dentro de la articulación (41).
El cartílago articular es anisotrópico, lo que significa que
tiene diferentes propiedades materiales para distintas orienta-
ciones en relación con la superficie articular. Las propiedades
del car
tílago hacen que esté bien adaptado para resistir fuer
­
zas de cizallamiento, ya que responde a la carga de manera
viscoelástica. Se deforma de manera instantánea con una car­ga
baja o moderada, y si la carga se aplica con rapidez, se vuelve más rígido y se deforma durante un periodo más largo. La distribución de la fuerza a lo largo del área en la articulación determina la tensión sobre el cartílago, y la distribución de la fuerza depende del espesor del cartílago.
El cartílago articular permite el movimiento entre dos
huesos con mínima fricción y desgaste. Las superficies arti-
culares tienen coeficientes de fricción notablemente bajos.
El car
tílago articular contribuye en forma significativa a este
hecho. Se ha reportado que el coeficiente de fricción de
algunas articulaciones está en un rango de 0.01 a 0.04; el
coeficiente de fricción del hielo a 0 °C es alrededor de 0.1.
Estas superficies casi sin fricción le permiten a las superficies
óseas desplazarse unas sobre otras sin problema.
El crecimiento del cartílago durante la vida es dinámico.
En la madurez, el espesor del cartílago articular se estabiliza,
per
o la osificación no cesa del todo (4). La interface entre el
cartílago y el hueso subcondral subyacente permanece activa,
y es causal por el cambio gradual en la forma de la articulación
con el envejecimiento. La cantidad de crecimiento del cartílago
es regulada por la tensión compresiva, y entre más altas son las
presiones de contacto en la articulación, más grueso es el cartí-
lago. En las actividades cotidianas a lo largo de la vida, los cam-
bios en el uso de las articulaciones pueden causar un cambio en
el car
tílago, resultando en adelgazamiento o engrosamiento.
FIBROCARTÍLAGO
Otro tipo de cartílago es el fibrocartílago, el cual se ubica
a menudo donde el cartílago articular se encuentra con un
tendón o ligamento. El fibrocartílago actúa como un inter-
mediario entre el cartílago hialino y los otros tejidos con-
juntivos. El fibrocartílago se encuentra donde se requieren
tanto
fortaleza de tensión como la capacidad de soportar altas
presiones, como en los discos intervertebrales, la mandíbula y
la articulación de la rodilla. Una estructura de fibricartílago se
denomina como un disco articular, o menisco. Los meniscos
también mejoran el ajuste entre los huesos que se articulan y
que tienen formas ligeramente diferentes. Los desgarros en los
meniscos por lo general ocurren durante un cambio brusco de
dirección con todo el peso cargado sobre una extremidad. La
compresión y la tensión resultantes sobre el menisco desga-
rran el fibrocartílago. El desgarro en sí no se asocia con dolor;
más bien, los puntos
de unión periféricos son los sitios de
irritación y de sensibilidad resultantes por la lesión.
Ligamentos
Un ligamento es una banda corta de tejido conjuntivo fuerte
que une hueso con hueso y está formado por colágeno, elastina
y fibras de reticulina (55). El ligamento por lo general pro-
porciona apoyo en una dirección y a menudo se mezcla con la
cápsula de la ar
ticulación. Los ligamentos pueden ser capsu-
lares, extracapsulares o intraarticulares. Los ligamentos cap
­-
sulares son sólo engr
osamientos en la pared de la cápsula,
como los ligamentos glenohumerales en la parte frontal de la cápsula del hombro. Los ligamentos extracapsulares yacen por fuera de la propia articulación. Los ligamentos colaterales encontrados en numerosas articulaciones son extracapsulares (es decir, el ligamento colateral peroneo de la rodilla). Por último, los ligamentos intraarticulares, como los ligamen -
tos cruzados de la rodilla y el ligamento transverso en la cadera, se localizan dentr
o de la articulación.
¿Cuál es el papel del cartílago articular?
1. Transmite las fuerzas compresivas a lo largo de la articu-
lación
2. Permite el movimiento en la articulación con una mínima
fricción y desgaste
3. Redistribuye la tensión de contacto sobre un área más grande
4. Protege al hueso subyacente

61. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 49
Articulaciones óseas
ARTICULACIÓN DIARTRODIAL O SINOVIAL
El potencial de movimiento de un segmento está determinado
por la estructura y la función de la articulación diartrodial o
sinovial. La articulación diartrodial constituye una articulación
de baja fricción capaz de soportar un desgaste significativo.
Las características de todas las articulaciones diartrodiales son
similares. Por ejemplo, la rodilla tiene estructuras similares a las
articulaciones de los dedos. Debido a esta similitud, vale la pena
revisar los diversos componentes de la articulación diartrodial
para obtener un conocimiento general acerca de la función,
el apoyo y la nutrición de la articulación. En la figura 2-39 se
muestran las características de la articulación diartrodial.
Características de la articulación diartrodial
Al cubrir los extremos de los huesos se encuentra la placa ter -
minal articular, una delgada capa de hueso cortical sobre el
hueso esponjoso. Por encima de la placa hay car
tílago articular.
El estrés máximo que un ligamento puede soportar está rela-
cionado con su área de corte transversal. Los ligamentos mues-
tran un comportamiento viscoelástico, lo que ayuda a controlar
la disipación de ener
gía y controla el potencial de lesión (7).
Los ligamentos responden a las cargas al volverse más fuertes y
rígidos con el paso del tiempo, lo que demuestra una respuesta
tanto dependiente del tiempo como una respuesta tensión-de-
formación no lineal. Las fibras de colágeno en un ligamento
están configuradas de for
ma que el ligamento pueda manejar
tanto cargas tensiles como cargas de cizallamiento; sin embargo,
los ligamentos están mejor adaptados para la carga de tensión.
En la figura 2-38 se presenta un ejemplo de comportamien
­-
to viscoelástico. Las fibras de colágeno en un ligamento tienen una configuración casi paralela. Cuando están sin car
ga, tie
­
nen una configuración ondulada o rizada. A niveles de tensión
bajos, la ondulación en las fibras de colágeno del ligamento des-
aparece. En este punto, el ligamento se comporta casi de forma lineal, con defor
maciones que son relativamente pequeñas y
dentro del límite fisiológico. Con mayores grados de estrés, el ligamento se desgarra, ya sea parcial o por completo. En gene-
ral, cuando se aplica una carga de tensión con mucha rapidez sobr
e una articulación, el ligamento puede disipar rápidamente
la energía y la posibilidad de fallo es más probable que esté en el hueso y no en el ligamento.
La fuerza de un ligamento también disminuye rápidamente
con la inmovilización. Una lesión de tensión en un ligamento se denomina esguince. Los esguinces se clasifican como de grado 1, 2 o 3 de gravedad, dependiendo de si existe un desgarro parcial de las fibras (grado 1), un desgarro con cierta pérdida de estabilidad (grado 2), o un desgarro completo con pér
­-
dida de la estabilidad articular (grado 3) (26).
Al final del rango de movimiento de cada articulación, el
ligamento por lo general se tensa para detener el movimiento. Los ligamentos proporcionan restricción pasiva y transfieren las cargas al hueso. Un ligamento puede someterse a un estrés extremo y dañarse mientras está sobrecargado cuando realiza su papel de restringir el movimiento anormal. Debido a que los ligamentos estabilizan, controlan y limitan el movimiento de una articulación, cualquier lesión en un ligamento influye en
el movimiento de dicha articulación. El daño en los ligamentos puede resultar en inestabilidad de la articulación, lo que a su
vez puede causar la alteración de la cinemática articular, resul-
tando en una alteración en la distribución de la carga y vulnera-
bilidad de la articulación.
60
40
20
24 6 8
Tensión (MPa)
Ortejo Lineal Fallo
Deformación
(%)
FIGURA 2-38 La curva de tensión-deformación para un ligamento.
En la r
egión del ortejo, las fibras de colágeno del ligamento son ondu-
ladas. Las fibras se rectifican en la región lineal. En la región plástica,
algunas de las fibras de colágeno se rompen. (Adaptado con autori-
zación de Butler, D. L., et al. [1978]. Biomechanics of ligaments and
tendons. Exercise and Sports Sciences Reviews, 6:125-181.)
¿Cuál es la función de un ligamento?
1. Guiar la función normal de la articulación.
2. Restringir el movimiento anormal de la articulación.
Ligamento
Membrana
sinovial
Cápsula
fibrosa
Cartílago articular
(hialino)
Cápsula articular
FIGURA 2-39
 Las articulaciones diartrodiales tienen características
similares. Si se estudia la rodilla, las articulaciones interfalángicas, del
codo o cualquier otra articulación diartrodial, se encuentran las mismas
estructuras. Éstas incluyen (A) cartílago articular o hialino, (B) cápsula,
(C) membrana sinovial y (D) ligamentos.

62. 50 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Posiciones cerrada (apretada) versus abierta (laxa)
A medida que se da el movimiento a través del rango de
movimiento, el área de contacto real varía entre las superfi-
cies articulares. Cuando la posición de la articulación es tal
que los dos huesos
adyacentes embonan mejor y existe un
máximo contacto entre las dos superficies, se considera que
la articulación está en una posición cerrada (apretada). Esta
es la posición de máxima compresión de la articulación, en
la que los ligamentos y la cápsula están tensos y las fuerzas
viajan a través de la articulación como si ésta no existiera. La
extensión completa de la rodilla, la extensión de la muñeca,
la extensión de las articulaciones interfalángicas, y la dorsi-
flexión máxima del pie son ejemplos de posiciones cerradas
(50). T
odas las otras posiciones se denominan posiciones
abiertas (laxas) debido a que hay menos área de contacto
entre las dos superficies y las áreas de contacto cambian con
frecuencia. Existe más deslizamiento y rodamiento de los
huesos uno sobre otro en una posición abierta. Esta posición
permite el movimiento continuo, que reduce la fricción en la
articulación. Aunque la posición abierta de una articulación
es menos estable que la posición cerrada, no es tan suscep-
tible a la lesión debido a su movilidad. En la figura 2-40 se
pr
esentan las posiciones abierta y cerrada de la articulación
de la rodilla. Nótese la mayor área de contacto en la posi
­-
ción cerrada.
Este car
tílago en la articulación ofrece transmisión adicional de
la carga, estabilidad, permite un mejor ajuste de las superficies, protege los bordes de la articulación y proporciona lubricación.
Otra característica importante de la articulación diartrodial
es la cápsula, un tejido conjuntivo fibroso blanco conformado principalmente por colágeno. La cápsula protege a la articu-
lación. Los engrosamientos en la cápsula, conocidos como ligamentos,
son comunes donde se requiere apoyo adicional.
La cápsula básicamente define la articulación, creando la por-
ción interarticular, o parte interna de la articulación, en la cual se encuentra una cavidad ar
ticular con una presión atmosfé-
rica reducida (50). Aunque las cargas de los tejidos blandos son difíciles de calcular
, la cápsula soporta algo de la carga
impuesta sobre la articulación (27).
Cualquier inmovilización de la cápsula altera las propieda-
des mecánicas del tejido capsular y puede resultar en rigidez de la ar
ticulación. De igual forma, la lesión de la cápsula por
lo general resulta en el desarrollo de una sección engrosada o fibrosa que puede ser palpable de forma externa (16).
En la superficie interna de la cápsula articular se encuentra la
membrana sinovial, una capa de tejido conjuntivo laxo, vascu
­-
larizado, que secreta líquido sinovial hacia el interior de la ar
ticulación para lubricar y proporcionar nutrición a la misma.
El líquido, que tiene la consistencia de la clara del huevo, disminuye
la viscosidad a medida que se incrementan las tasas
de cizallamiento. La consistencia es similar a la de la salsa de tomate, donde es difícil iniciar el movimiento, pero una vez iniciado es fácil continuar. Cuando la articulación se mueve lentamente, el líquido es muy viscoso, y el soporte es alto. Por el contrario, cuando la articulación se mueve con rapidez, el líquido tiene una respuesta elástica, que disminuye la fricción en la articulación (50).
Una articulación sana proporciona movimiento sin esfuerzo a
lo largo de direcciones anatómicas definidas con una restricción acompañante del movimiento articular anormal. La libertad de movimiento también es proporcionada por la acción lubrican
­-
te del cartílago articular. La articulación sana también es estable como
resultado de la interacción entre las conexiones óseas,
los ligamentos y otros tejidos blandos. Por último, los ligamentos
actúan para guiar y restringir el movimiento, lo que define la dotación nor
mal de movimiento pasivo de la articulación.
Cualquier lesión en la articulación es perceptible tanto
un engrosamiento en la membrana como un cambio en la consistencia del líquido. El líquido llena el compartimento articular y crea dolor en la articulación. Los médicos drenan la articulación para aliviar la presión, a menudo el líquido se encuentra teñido con sangre.
Estabilidad de la articulación diartrodial
La estabilidad en una articulación diartrodial es proporcionada por la estructura (los ligamentos que rodean a las articulaciones, la cápsula, y los tendones que cruzan la articulación) la gravedad y el vacío en la articulación producido por la presión atmosférica negativa. La cadera es una de las articulaciones más estables del cuerpo, ya que tiene buen soporte muscular, capsular y ligamen-
toso. La articulación de la cadera tiene congruencia entre las super
ficies, con un alto grado de contacto hueso con hueso. Sin
embargo, la mayor parte de la estabilidad en la cadera se deriva de los efectos de la gravedad y el vacío en la articulación (26). La presión negativa en la articulación es suficiente para mantener el
fémur en la articulación si todas las demás estructuras, como los ligamentos de soporte y los músculos, se retiran.
Por el contrario, la estabilidad del hombro es proporcionada
únicamente por la cápsula y los músculos que rodean la articu-
lación. Además, la congruencia de la articulación del hombro es limitada, con sólo una pequeña pr
oporción de la cabeza del
húmero haciendo contacto con la cavidad glenoidea.
Estabilidad versus movilidad
Las articulaciones se mantienen juntas por la acción de
los músculos, los ligamentos, la cápsula y la presión
negativa dentro de la cápsula, y los propios huesos. En
un mundo ideal se podría restringir el movimiento lineal
de los huesos (deslizar y dislocar) mientras se permite
el movimiento angular sin restricción (rotación). En reali-
dad, a menudo se crea un equilibrio entre la estabilidad
necesaria de una articulación y la cantidad de movilidad.
Se requiere una mayor movilidad en las articulaciones
de las extremidades superiores, para manipular los obje-
tos en el entorno. Se requiere de una gran estabilidad
en las articulaciones de las extremidades inferiores para
soportar las grandes fuerzas de reacción del suelo cau-
sadas al caminar y correr. Cada una de las estructuras
estabilizadoras antes mencionadas tienen atributos posi-
tivos y negativos, como la cantidad de movilidad que
permiten, el costo de energía de proporcionar la estabi-
lidad, la fatigabilidad de la estructura, la capacidad de
recuperarse tras una lesión y la fuerza de la influencia
estabilizadora. Discuta estos atributos en referencia a
las estructuras estabilizadoras antes mencionadas.

63. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 51
Mientras está en la posición cerrada, la articulación es muy
estable, pero vulnerable a la lesión debido a que las estructu­-
ras están tensas y las superficies articulares están presionadas
una contra la otra. La ar
ticulación es en particular susceptible
a la lesión si es golpeada por una fuerza externa, tal como gol-
pear la rodilla cuando se encuentra completamente extendida.
Tipos de articulación diartrodial
Un sistema de clasificación define siete tipos de articulaciones
diartrodiales de acuerdo con las diferencias en las superficies ar
­
ticulares, las direcciones de movimiento permitidas por la articu-
lación, y el tipo de movimiento que ocurre entre los segmentos. La figura 2-41 ofr
ece una representación gráfica de estos siete
tipos de articulaciones.
Articulación plana o de deslizamiento
El primer tipo es la articulación plana o de deslizamiento,
se encuentra en el pie entre los huesos del tarso, y en la mano entre los huesos del carpo. El movimiento en este tipo de articulación se denomina no axial, ya que consiste en dos superficies planas que se deslizan una sobre la otra en lugar de alrededor de un eje.
En la mano, por ejemplo, los huesos del carpo se deslizan
uno sobre otro a medida que la mano se mueve en posiciones de flexión, extensión, desviación radial y desviación cubital. De igual forma, en el pie, los huesos del tarso se desplazan durante la pro-
nación y supinación, al deslizarse uno sobre el otro en el proceso.
Articulación en bisagra
La articulación en bisagra permite el movimiento en un
plano (flexión, extensión); es uniaxial. Las articulaciones interfalángicas en el pie y en la mano y la articulación hume-
rocubital en el codo son ejemplos de articulaciones de bisagra en el cuerpo.
Articulación en pivote
La articulación en pivote también permite el movimiento
en un plano (rotación, pronación y supinación), y es uniaxial.
Las articulaciones en pivote se encuentran en la articulación
radiocubital superior e inferior, y la articulación atloaxoidea
en la base del cráneo.
Articulación condilar
La articulación condilar permite un movimiento primario en
un plano (flexión y extensión) con pequeñas cantidades de
movimiento en otr
o plano (rotación). Las articulaciones meta-
carpianas, las interfalángicas y la temporomandibular son ejem-
plos. La articulación de la rodilla también se denomina como
una ar
ticulación condilar debido a la articulación entre los dos
cóndilos del fémur y la meseta tibial. Sin embargo, debido a las
uniones mecánicas creadas por los ligamentos, la articulación de
la rodilla actúa como una bisagra y por esta razón en la literatura
se le considera una articulación en bisagra modificada.
Articulación elipsoidal
La articulación elipsoidal permite el movimiento en dos pla -
nos (flexión y extensión; abducción y aducción) y es biaxial.
La ar
ticulación radiocarpiana en la muñeca y la articulación
metacarpofalángica en las falanges son ejemplos de este tipo
de articulación.
Articulación en silla de montar
La articulación en silla de montar, se encuentra únicamente
en la articulación carpometacarpiana del pulgar, permite dos
planos de movimiento (flexión y extensión; abducción y aduc-
ción) más un pequeño grado de rotación. Es similar a la articu-
lación elipsoidal en su función.
Articulación de esfera y socket
El último tipo de articulación diartrodial, la articulación
de esfera y socket, permite el movimiento en tres planos
(flexión y extensión; abducción y aducción; rotación), y es
la más móvil de las articulaciones diartrodiales. La cadera y
el hombro son ejemplos de articulaciones de esfera y socket.
En la Tabla 2-3 se presenta un resumen de las principales
articulaciones en el cuerpo.
OTROS TIPOS DE ARTICULACIONES
Articulaciones sinartrodiales o fibrosas
Otras articulaciones están limitadas en sus características de
movimiento, sin embargo, desempeñan papeles importantes
en la estabilización del sistema esquelético. Algunos huesos se
mantienen unidos mediante articulaciones fibrosas, como las
encontradas en las estructuras del cráneo. Estas articulaciones,
llamadas articulaciones sinartrodiales, permiten poco o nin-
gún movimiento entre los huesos y los mantiene firmemente
unidos (Fig. 2-42).
Articulaciones anfiartrodiales o cartilaginosas
Las articulaciones cartilaginosas o anfiartrodiales mantie-
nen unidos a los huesos ya sea con cartílago hialino, tal como
se encuentra en las placas epifisiarias, o fibr
ocartílago, como en
la sínfisis del pubis y en las articulaciones intervertebrales.
El movimiento en estas articulaciones también es limitado,
aunque no en el grado de las ar
ticulaciones sinartrodiales.
Cerrada (apretada) Abierta (laxa)
FIGURA 2-40 En la posición cerrada o apretada, el contacto entre
dos superficies articulares es máximo y la movilidad es mínima. En la
posición articular abierta o laxa existe menos contacto entre las super-
ficies en la articulación y más movilidad entre las dos superficies.

64. 52 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
OSTEOARTRITIS
La lesión de las estructuras de la articulación diartrodial puede
presentarse durante una carga de gran magnitud, o mediante
la carga repetitiva durante un periodo extendido. El cartílago
articular en las articulaciones está especialmente sujeto al des-
gaste durante la vida de una persona. La osteoartritis es una

enfermedad caracterizada por la degeneración del cartílago
articular, lo que conduce a la formación de fisuras, fibrila-
ción y por último desaparición del espesor total del cartílago
ar
ticu
­lar. La osteoartritis es el principal trastorno crónico, y
es la principal causa de discapacidad en personas de 65 años
Fémur
Húmero
Húmero
Cúbito
Escápula
Tibia
CONDÍLEA
BISAGRA
ESFERA Y SOCKET
PIVOTE
PLANA
ELIPSOIDAL
SILLA DE
MONTAR
FIGURA 2-41
 Los siete tipos de articu­-
laciones diartr
odiales. La articulación no
axial es la articulación plana o de desli-
zamiento. Las articu
­la­ciones uniaxiales
incluyen las articulaciones en bisagra y en pivote; las articulacio
­nes biaxiales son la
condilar, la elipsoide y en silla de montar. La articulación de esfera y socket es la única articulación diartrodial triaxial.

65. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 53
de edad o mayores (4). La osteoartritis comienza como resul-
tado de traumatismo o desgaste repetitivo en la articulación
que pr
ovoca un cambio en la sustancia articular hasta el punto
de una eliminación real de material generada por acción mecá-
nica. Esto resulta en disminución de las áreas de contacto y
er
osión del cartílago a través del desarrollo de puntos rugosos
en el cartílago. Los puntos rugosos progresan a fisuras, y even-
tualmente se vuelven tan profundas que provocan exposición
del hueso subcondral. Se for
man osteofitos o quistes dentro y
alrededor de la articulación, y éste es el comienzo de la enfer-
medad articular degenerativa u osteoartritis. Las radiografías
en la figura 2-43 muestran las ár
eas de degeneración articular
asociadas con la osteoartritis de la cadera y las vértebras.
Se ha teorizado que la osteoartritis se desarrolla primero
en el hueso subcondral o esponjoso por debajo de la articu-
lación (45). El cartílago que cubre al hueso en la articulación
es delgado; en consecuencia, el hueso subcondral subya-
cente absorbe el impacto de la carga. Las cargas repetitivas
o desiguales en la ar
ticulación causan microfracturas en el
hueso subcondral. Cuando las microfracturas sanan, el hueso
subcondral se vuelve más rígido y menos capaz de absorber
el impacto, pasando esta función al cartílago. El cartílago
se deteriora como consecuencia de esta sobrecarga, y el
cuerpo deposita hueso en la for
ma de osteofitos para incre-
mentar el área de contacto.
La
osteoartritis ha demostrado que no tiene relación con
la hiperlaxitud de la articulación (6), los niveles de osteopo-
rosis (24), o la actividad física general (35). Sin embargo,
una ar
ticulación lesionada se deteriora a una tasa más rápida,
lo que la hace más susceptible al desarrollo de osteoartritis.
Adicionalmente, el riesgo de osteoartritis incrementa por
factores como el tipo de empleo, el nivel de participación en
actividades deportivas, y los niveles de intensidad de ejerci-
cio (21). Levantar cargas pesadas y la torsión se consideran
factor
es contribuyentes, pero los niveles de actividad física
elevados no parecen ser un factor de riesgo.
La inmovilización de una articulación también puede gene-
rar osteoartritis, ya que la articulación y el cartílago requieren
de car
gas y compresión para intercambiar nutrientes y produc-
tos de desecho (42). Luego de sólo 30 días de inmovilización,
el líquido en el car
tílago aumenta y se desarrolla una forma
temprana de osteoartritis. Por fortuna, este proceso puede
revertirse con el regreso a la actividad física.
También la lesión de otras estructuras en la articulación
diartrodial puede ser grave. Una lesión en la cápsula articular
resulta en la formación de más tejido fibroso y, posiblemente,
estiramiento de la cápsula (16). La lesión de los meniscos
puede crear inestabilidad, pérdida del rango de movimiento,
y un incremento en la efusión de líquido sinovial en la articu-
lación (edema). La lesión de la membrana sinovial causa un
incr
emento en la vascularidad y produce fibrosis gradual del
tejido, lo que conduce eventualmente a una sinovitis crónica
o inflamación de la membrana. De manera sorprendente,
muchas de estas respuestas a la lesión también pueden ser
reproducidas mediante la inmovilización de la articulación,
la cual puede generar formación de adherencias, pérdida del
rango de movimiento, fibrosis y sinovitis.
TABLA 2-3 Principales articulaciones
del cuerpo
Articulación Tipo Grados de libertad
Vértebra Anfiartrodial 3
Cadera Enartrosis 3
Hombro Enartrosis 3
Rodilla Condílea 2
Muñeca Elipsoide 2
Metacarpofalángica Elipsoide 2 (dedos)
CarpometacarpianaSilla de montar 2 (pulgar)
Codo Bisagra 1
Radiocubital Pivote 1
Atloaxial Pivote 1
Tobillo Bisagra 1
Interfalángica Bisagra 1
A. Sinartrodial
B. Anfiartrodial
Peroné
Tibia
Ligamento tibioperoneo
anterior
Articulación tibioperonea distal
Vértebra
Disco intervertebral
fibrocartilaginoso
Disco intervertebralEpífisis
Placa epifisiaria
(cartílago hialino)
FIGURA 2-42
 (A) Un ejemplo de articulación sinartrodial es la arti-
culación fibrosa en la articulación tibioperonea distal. (B) La articula-
ción anfiartrodial, o cartilaginosa, puede encontrarse entre las vérte-
bras o en la placa epifisiaria de un hueso en crecimiento.

66. 54 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
en el mismo sitio. El hueso es sensible al desuso y a la carga. El
tejido óseo se deposita en respuesta a la carga sobre el hueso,
y es removido mediante resorción cuando no está sujeto a
tensión. Una de las formas de incrementar la fortaleza y la
densidad del hueso es a través de un programa de actividad
física. La osteoporosis ocurre cuando la resorción del hueso
excede al depósito del mismo, y el hueso se debilita.
El estudio de la arquitectura del tejido óseo identifica dos
tipos de hueso: el cortical y el esponjoso. El hueso cortical,
que se encuentra en el exterior del hueso y en el cuerpo de los
huesos largos, está adaptado para manejar niveles altos de cargas
de compresión y tensión producidas por los músculos. El hueso
esponjoso está adaptado para el almacenamiento de energía y
facilita la distribución de la tensión dentro del hueso.
El hueso es tanto anisotrópico como viscoelástico en su res-
puesta a las cargas, y responde de diferente forma de acuerdo
con la dir
ección de la carga y la velocidad a la que se aplica la
carga. Cuando se somete a una carga por primera vez, el hueso
responde mediante la deformación a través de un cambio en
la longitud o en la forma, lo que se conoce como respuesta
elástica. Con la carga continua, se producen microdesgarros
en el hueso a medida que falla durante la fase plástica. El hueso
se considera un material flexible y débil en comparación con

otros materiales como el vidrio y el acero.
El sistema esquelético está sujeto a una variedad de cargas, y
puede manejar cargas compresivas más grandes en comparación
con las cargas tensiles o de cizallamiento. Por lo general, el hueso
presenta cargas en más de una dirección, como en el dobla-
miento, en el que se aplican tanto cargas de compresión como
de tensión, y en las car
gas de torsión, en las que se producen car-
Resumen
Las estructuras del cuerpo humano pueden analizarse mecá-
nicamente mediante una curva de tensión-deformación para ayudar a deter
minar sus propiedades básicas. Las curvas de
tensión-deformación ilustran las regiones plástica y elástica y el módulo elástico de una estructura. Las estructuras y los materiales pueden clasificarse como elásticos o viscoelásticos con base en sus curvas de tensión-deformación. Estas propie-
dades mecánicas básicas pueden proporcionar información acer
ca de cómo se realiza un movimiento.
El esqueleto está compuesto por huesos, articulaciones,
cartílago y ligamentos. Proporciona un sistema de palancas que permite una variedad de movimientos en las articulacio-
nes, provee una estructura de soporte, actúa como un sitio para la inser
ción muscular, protege a las estructuras internas,
almacena grasa y minerales, y participa en la formación de células sanguíneas. El hueso es un órgano con vasos sanguí-
neos y nervios que corren a través de él.
Los tipos de huesos que componen el sistema esquelético

(largos, cortos, planos e irregulares) tienen formas diferentes, realizan funciones distintas, y están compuestos por propor-
ciones diferentes de tejido óseo esponjoso y cortical.
El tejido óseo es una de las estr
ucturas más duras del
cuerpo debido a sus propiedades orgánicas e inorgánicas. El tejido óseo se remodela constantemente mediante el depósito y la resorción de tejido. La modelación del hueso es causal tanto de la forma como del tamaño del hueso, y la remodela-
ción mantiene la masa ósea mediante resorción y el depósito
Gas en el
intestino grueso
Aorta
abdominal calcificada
Osteoesclerosis
subcondral
Osteofitos
FIGURA 2-43
 La osteoartritis se caracteriza por cambios físicos en la articulación que consisten en la erosión del
cartílago y la formación de quistes y osteofitos. Esta radiografía muestra osteoartritis en la cadera y las vértebras.

67. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 55
gas de cizallamiento, compresión y tensión. El hueso se lesiona
cuando la carga aplicada sobrepasa la fortaleza del material.
En el sistema esquelético se encuentran dos tipos de cartí-
lago. El cartílago articular o hialino cubre los extremos de los
huesos
a nivel de las articulaciones sinoviales. Este cartílago está
compuesto por agua y una matriz sólida de colágeno y pro-
teoglucano. Las funciones del cartílago articular son atenuar el
impacto en la ar
ticulación, mejorar el ajuste de la articulación y
proporcionar una fricción mínima en la articulación. El cartílago
tiene propiedades viscoelásticas en su respuesta a las cargas. Un
segundo tipo de cartílago, el fibrocartílago, ofrece transmisión
de cargas y estabilidad adicionales a la articulación. El fibrocartí-
lago a menudo se conoce como disco articular o menisco.
Los ligamentos conectan hueso con hueso y se clasifican como

capsulares, intracapsulares o extracapsulares, dependiendo de su
localización en relación con la cápsula articular. Los ligamentos
muestran un comportamiento viscoelástico. Responden a las car-
gas al volverse más rígidos a medida que la carga se incrementa.
Los movimientos de los huesos lar
gos se producen en
la articulación sinovial, una articulación con características
comunes como la presencia de cartílago articular, una cápsula,
una membrana sinovial y ligamentos. La articulación sinovial
puede lesionarse por un esguince, en el que se lesionan los
ligamentos. Las articulaciones también son susceptibles a la
degeneración caracterizada por la degradación del cartílago
y el hueso. Esta degeneración se conoce como osteoartritis.
La cantidad de movimiento entre dos segmentos está influen-
ciada en gran parte por el tipo de articulación sinovial. Por ejem-
plo, la articulación planar permite la traslación simple entre las
super
ficies articulares; la articulación en bisagra permite flexión
y extensión; la articulación en pivote permite rotación; la articu-
lación condilar permite flexión y extensión con cierto grado de
r
otación; la articulación elipsoide y la articulación en silla de mon-
tar permiten flexión, extensión, abducción y aducción; y la articu
­
lación de esfera y socket permite flexión, extensión, abducción,
aducción y rotación. Otros tipos de articulaciones —sinartrodial y anfiartrodial— permiten poco o ningún movimiento.
10. ____ El hueso cortical es más poroso que el hueso esponjoso.
11. ____ El hueso cortical es más fuerte que el hueso esponjoso.
12. ____ La metáfisis se localiza entre la epífisis y la diáfisis de
los huesos largos.
13. ____ Los huesos planos constituyen las mejores palancas para los músculos.
14. ____ La remodelación ósea tiene lugar después de los 40 años.
15. ____ Una vez que se conforma el hueso la forma no puede cambiar.
16. ____ Los huesos utilizan la inactividad como un estímulo para el crecimiento óseo.
17. ____ Las articulaciones tienen menos fricción que el hielo.
18. ____ La osteoporosis es una inflamación del tejido óseo.
19. ____ El hueso es más fuerte cuando está en tensión.
20. ____ El hueso se vuelve más rígido cuando la tasa de carga es alta.
21. ____ La tensión de cizallamiento es paralelo al plano de corte transversal.
22. ____ Una fractura por fatiga también se conoce como fractura traumática.
23. ____ El cartílago articular no tiene aporte sanguíneo.
24. ____ El menisco de la rodilla es un tipo de fibrocartílago.
25. ____ Los ligamentos capsulares son parte de la cápsula articular.
Opción múltiple
1. ¿Cuál de las siguientes no es parte de una curva de ten- sión-deformación?
a. Región elástica
b. Región plástica
c. Punto de vencimiento
d. Región de nailon
2. Durante el fallo, La tensión en un material_____.
a. Se elevará rápidamente
b. Caerá a cero
c. Permanecerá igual a la tensión de vencimiento
d. Ninguna de las anteriores
3. El estrés es _____.
a. La tasa de cambio en la longitud con respecto a la longi-
tud en reposo
b. La cantidad de fuerza en una deformación particular
c. La fuerza por unidad de área
d. La energía mecánica almacenada
4. Un material viscoelástico _____.
a. Tiene propiedades elásticas y viscosas
b. Exhibe una conducta no lineal de tensión-deformación
c. Tiene múltiples rigideces
d. Todas las anteriores
5. Estas células son causales de formar hueso nuevo.
a. Osteoclastos
b. Osteopatos
c. Osteocitos
d. Osteoblastos
PREGUNTAS DE REPASO
Verdadero o falso
1. ____ La porción de una curva de tensión-deformación hasta el punto de vencimiento se conoce como región plástica.
2. ____ En un material elástico puro la energía mecánica se recupera completamente después de la deformación.
3. ____ La rigidez de un material puede determinarse calcu- lando la pendiente de la porción plástica de la curva de tensión-deformación.
4. ____ Una palanca amplifica la fuerza de movimiento.
5. ____ La hematopoyesis tiene lugar dentro del hueso cortical.
6. ____ El hueso esponjoso también se conoce como hueso compacto.
7. ____ El hueso esponjoso constituye alrededor de 80% del esqueleto.
8. ____ Los huesos del tarso son huesos cortos.
9. ____ El cuerpo de un hueso largo se conoce como diáfisis.

68. 56 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
16. Una persona que está de pie tiene fuerzas de _____ en la
porción inferior y fuerzas de _____ en la porción superior
del cuello femoral.
a. Torsión, tensión
b. Tensión, compresión
c. Compresión, tensión
d. Tensión, torsión
17. El pico de masa ósea ocurre durante la última parte de la _____ década de la vida.
a. Primera
b. Segunda
c. Tercera
d. Cuarta
18. El cartílago reduce las fuerzas de contacto en _____.
a. 50%
b. 60%
c. 70%
d. Ninguna de las anteriores
19. El cartílago hialino en los extremos de los huesos largos se conoce como _____.
a. Cartílago articular
b. Fibrocartílago
c. Cartílago fibroso
d. Todos los anteriores
20. El cartílago muestra características _____.
a. Isotrópicas
b. Anisotrópicas
c. Tanto a como b
d. Ni a ni b
21. Una articulación diartrodial también se conoce como una articulación _____.
a. En bisagra
b. Condílea
c. Sinartrodial
d. Sinovial
22. Las articulaciones elipsoidales tienen _____ grados de libertad.
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
23. El codo es un ejemplo de una articulación _____.
a. Elipsoidal
b. En bisagra
c. Condílea
d. Simple
24. El tipo más móvil de articulación es la articulación _____.
a. De esfera y socket
b. En silla de montar
c. En pivote
d. En bisagra
25. La osteoartritis afecta _____.
a. A la cápsula articular
b. A los ligamentos
c. Al cartílago articular
d. Al fibrocartílago articular
6. ¿Qué grupo contiene ejemplos de huesos planos?
a. Fémur, húmero, cráneo
b. Costillas, carpianos, tarsianos
c. Costillas, cráneo, escápula
d. Carpianos, clavícula, vértebras
7. El proceso de resorción ósea por los osteoclastos toma aproximadamente 3 _____.
a. Horas
b. Días
c. Semanas
d. Meses
8. Estas células óseas son causales de percibir la tensión mecánica.
a. Osteoclastos
b. Osteopatos
c. Osteoblastos
d. Osteocitos
9. El hueso en la parte distal del fémur es reemplazado cada ____.
a. 5 a 6 meses
b. 10 a 12 meses
c. 2 años
d. 4 años
10. ¿Cuál de los siguientes no es un tipo de hueso?
a. Largo
b. Ancho
c. Corto
d. Plano
11. El hueso esponjoso tiene una porosidad mayor de _____%.
a. 10
b. 30
c. 50
d. 70
12. Construir hueso nuevo en el mismo sitio donde se remueve hueso viejo se conoce como _____.
a. Modelación
b. Remodelación
c. Resorción
d. Micromodelación
13. Esta estructura mejora el ajuste entre los huesos de una articulación.
a. Ligamento capsular
b. Fibrocartílago articular
c. Cápsula fibrosa
d. Ligamento
14. Esta característica del hueso sugiere que la rigidez depende de la tasa de carga.
a. Isotrópica
b. Anisotrópica
c. Anisotónica
d. Viscoelástica
15. El umbral de lesión _____ con la repetición.
a. Aumenta
b. Disminuye
c. Permanece sin cambio
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69. CAPÍTULO 2 Consideraciones esqueléticas para el movimiento 57
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71. 59
CONSIDERACIONES
MUSCULARES PARA
EL MOVIMIENTO
CAPÍTULO
3
Después de leer este capítulo, el alumno será capaz de:
1. Definir las propiedades, funciones y papeles del músculo esquelético.
2. Describir la estructura anatómica macroscópica y microscópica de los músculos.
3. Explicar las diferencias en la configuración de las fibras musculares, volumen
muscular, y la sección transversal y su relación con el rendimiento del músculo.
4. Describir la diferencia en la fuerza de salida entre los tres tipos de fibras muscu-
lares (tipos I, IIa y IIb).
5. Describir las características de la inserción del músculo en el hueso, y explicar la
respuesta viscoelástica del tendón.
6. Discutir la forma en la que se genera la fuerza en el músculo.
7. Describir la forma en la que se transmite la fuerza al hueso.
8. Discutir el papel del músculo en términos de producción de movimiento o esta-
bilidad.
9. Comparar las acciones musculares isométricas, concéntricas y excéntricas.
10. Describir las consideraciones específicas de los músculos de dos articulaciones.
11. Discutir la interacción entre la fuerza y la velocidad en el músculo.
12. Describir factores que influencian el desarrollo de fuerza y velocidad en el músculo,
incluyendo la sección transversal y la longitud del músculo, la relación longitud-ten-
sión, la activación neural, el tipo de fibra, la presencia de un preestiramiento, y el
envejecimiento.
13. Explicar los cambios físicos que ocurren en los músculos como resultado del
entrenamiento de fuerza y describir cómo la especificidad, intensidad y el volu- men del entrenamiento influencian los resultados del entrenamiento de fuerza.
14. Describir los tipos de entrenamiento de resistencia, y explicar cómo debe ajus-
tarse el entrenamiento para atletas y no atletas.
15. Identificar algunos de los principales contribuyentes a la lesión muscular, la locali-
zación de lesiones comunes, y los medios para prevenir la lesión de los músculos.
OBJETIVOS
Propiedades del tejido muscular
Irritabilidad
Contractilidad
Extensibilidad
Elasticidad
Funciones del músculo
Producir movimiento
Mantener posturas y posiciones
Estabilizar articulaciones
Otras funciones
Estructura del músculo esquelético
Organización física del músculo
Generación de fuerza en el músculo
Unidad motora
Contracción muscular
Transmisión de la fuerza muscular
 al hueso
ESQUEMA

72. 60 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Los músculos ejercen fuerza y, por tanto, son los principales
contribuyentes al movimiento humano. Los músculos se uti­-
lizan para mantener una posición, para elevar o bajar una par
te del cuerpo, para detener un segmento que se mueve
rápidamente, y para generar una gran velocidad en el cuerpo o sobre un objeto impulsado hacia el aire. El músculo sólo tiene la capacidad de jalar, y crea movimiento debido a que cruza
una articulación. La tensión desarrollada por los músculos aplica compr
esión a las articulaciones, mejorando su estabili-
dad; sin embargo, en algunas posiciones articulares, la tensión generada por los músculos puede actuar para separar segmen-
tos y crear inestabilidad.
Los pr
ogramas de ejercicios para una población joven y
sana incorporan aquellos que llevan al sistema muscular a altos niveles de desempeño. Los músculos pueden ejercer fuerza y desarrollar poder para producir los resultados deseados en cuanto a movimiento. Los mismos principios de ejercicio uti
­-
lizados en individuos jóvenes y activos pueden ser ajustados para utilizarse en personas con una capacidad limitada. Por

ejemplo, en los adultos mayores es evidente que la dismi-
nución de la fuerza es uno de los principales factores que influencian
la eficiencia en las actividades de la vida cotidiana.
La pérdida de fuerza en el sistema muscular puede crear una variedad de problemas, que van desde la incapacidad para levantar los brazos por encima de la cabeza o abrir un frasco, hasta dificultad para utilizar escaleras y levantarse de una silla. Otro ejemplo es el individuo con sobrepeso que tiene dificul-
tad para caminar cualquier distancia debido a que su sistema muscular no puede generar el suficiente poder
, y la persona
se fatiga con facilidad. Estos dos ejemplos realmente no son diferentes al del levantador de poder que intenta realizar un levantamiento máximo en una sentadilla. En los tres casos, el sistema muscular se sobrecarga, y sólo varían la magnitud de la carga y el poder generado.
El tejido muscular es un tejido excitable, y puede ser estriado
o liso. Los músculos estriados incluyen a los músculos esquelé-
tico y cardiaco. Tanto el músculo cardiaco como el músculo liso están bajo el contr
ol del sistema nervioso autónomo. Esto
es, no están bajo control voluntario. El músculo esquelético, por otro lado, está bajo control voluntario directo. El interés
Modelo mecánico del músculo:
 la unidad musculotendinosa
Función del músculo
Origen versus inserción
Desarrollando torque
Función del músculo versus ángulo
 de unión
Acciones musculares que crean, se
 oponen a, y estabilizan movimientos
Acciones netas de los músculos Músculos de una y dos articulaciones
Relaciones fuerza-velocidad
 en el músculo esquelético
Fuerza-velocidad y acción  o carga muscular
Factores que influencian la fuerza
 y la velocidad generadas por el
 músculo esquelético
Fortaleciendo al músculo
Principios del entrenamiento
 de resistencia
Modalidades de entrenamiento
Lesión del músculo esquelético
Causa y sitio de lesión muscular Previniendo la lesión muscular Efectos de la inactividad, lesión e
 inmovilización sobre el músculo
Resumen
Preguntas de repaso
principal de este capítulo es el músculo esquelético. En este
capítulo se exploran todas las características de la estructura y
función del músculo en relación con el movimiento humano
y la eficiencia de la contribución muscular. Debido a que los
músculos son responsables de la locomoción, el movimiento
de las extremidades, y la estabilidad de las posturas y de las
articulaciones, es necesario un conocimiento adecuado de
las características y limitaciones de la acción muscular. Aunque
no
es el objetivo de este capítulo el describir todos los múscu-
los y sus acciones, es necesario que el lector tenga una buena
noción de la localización y acción de los principales músculos

esqueléticos. En la figura 3-1 se ilustran los músculos esquelé-
ticos de la superficie del cuerpo humano.
Propiedades del tejido muscular
El tejido muscular es muy resistente, y puede ser estirado o
acortado a velocidades considerablemente altas sin provocar
un daño serio al tejido. El desempeño del tejido muscular
bajo cargas y velocidades variables está determinado por las
cuatro propiedades del tejido muscular: irritabilidad, con -
tractilidad, extensibilidad y elasticidad
. Una revisión más a
detalle de estas propiedades y la forma en la que se relacionan
específicamente con el tejido muscular esquelético mejorará
la comprensión de las acciones del músculo esquelético des-
critas más adelante en este capítulo.
IRRITABILIDAD
La irritabilidad o excitabilidad es la capacidad para respon
­
der al estímulo. En un músculo, la estimulación la pro-
porciona la neurona motora al liberar un neurotransmisor químico. El músculo esquelético es uno de los tejidos más

sensibles y responsivos del cuerpo. Sólo el tejido nervioso es más sensible que el músculo esquelético. Como tejido excitable, el músculo esquelético puede ser reclutado rápi-
damente, con un control significativo sobre la cantidad de fibras muscular
es que se reclutan y cuáles de ellas serán
estimuladas para un movimiento.

73. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 61
CONTRACTILIDAD
La contractilidad es la capacidad de un músculo para generar
tensión y acortarse cuando recibe la suficiente estimulación.
Algunos músculos esqueléticos pueden acortarse tanto como
50 a 70% de su longitud en reposo. El rango promedio es
de alrededor de 57% de la longitud en reposo para todos
los músculos esqueléticos. La distancia a la que se acorta un
músculo está usualmente limitada por el confinamiento físico
del cuerpo. Por ejemplo, el músculo sartorio puede acortarse
más de la mitad de su longitud si se retira y se estimula en un
laboratorio, pero en el cuerpo, la distancia de acortamiento
está restringida por la articulación de la cadera y la posición
del tronco y el muslo.
EXTENSIBILIDAD
La extensibilidad es la capacidad de un músculo para alargarse
o estirarse más allá de su longitud en reposo. El músculo
esquelético por sí mismo no puede producir elongación;
se requiere de otro músculo o de una fuerza externa. El
llevar a una articulación a lo largo de un rango pasivo de
Anterior Posterior
Aponeurosis
palmar
Banda iliotibial
Iliopsoas
Pectíneo
Aductor largo
Aductor mayor
Vasto lateral
Recto femoral
Vasto medial
Bíceps femoral
Semimembranoso
Aductor mayor
Semitendinoso
Plantar
Gastrocnemio
Esternocleidomastoideo
Trapecio
Deltoides
Pectoral mayor
Tríceps braquial
Dorsal ancho
Oblicuo externo
Oblicuo
externo
removido
Músculo braquial bajo
el bíceps
Ancóneo
Flexor radial del carpo
Flexor cubital del carpo
Braquiorradial
Extensor radial
largo del carpo
Extensor de los dedos
Extensor radial
corto del carpo
Extensor cubital
del carpo
Frontal
Gálea aponeurótica
Occipital
Redondo menor
Redondo mayor
Glúteo medio
Glúteo mayor
Tendón del
calcáneo
Sóleo
Peroneo largo
Temporal
Peroneo corto
Orbicular de los ojos
Cigomático
Orbicular de la boca
Masetero
Buccinador
Coracobraquial
Bíceps
braquial
Serrato
anterior
Línea
alba
Recto
abdominal
Oblicuo
interno
Abdominal
transverso
Tensor de la
fascia lata
Gracilis
Sartorio
Peroneo largo
Tibial anterior
Extensor largo
del dedo grueso
FIGURA 3-1 Músculos esqueléticos del cuerpo humano: vistas anterior y posterior. (Reimpresa con autorización de Willis,
M. C. [1986]. Medical Terminology: The Language of Health Care. Baltimore, MA: Lippincott Williams & Wilkins).

74. 62 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
movimiento, esto es, empujar la extremidad de otra persona
más allá de su longitud en reposo, es un buen ejemplo de
elongación del tejido muscular. La cantidad de extensibilidad
del músculo está determinada por el tejido conjuntivo que lo
rodea y que se encuentra dentro de él.
ELASTICIDAD
La elasticidad es la capacidad de una fibra muscular de regresar
a su longitud de reposo después que se retira el estiramiento.
La elasticidad en el músculo está determinada por el tejido
conjuntivo dentro del músculo y no por las propias fibras
musculares. Las propiedades de elasticidad y extensibilidad son
mecanismos protectores para mantener la integridad y la longi
­
tud básicas del músculo. La elasticidad también es un compo-
nente crítico para facilitar el rendimiento en la acción de un músculo que se acor
ta y que está precedida de un estiramiento.
Utilizando un ligamento como comparación facilita el ver
cómo la elasticidad beneficia al tejido muscular. Los ligamen-
tos, que son principalmente colagenosos, tienen poca elastici-
dad, y si se estiran más allá de su longitud en reposo, no regre-
sarán a la longitud original, sino que permanecerán extendidos. Esto puede
crear laxitud alrededor de la articulación cuando el
ligamento es demasiado largo para ejercer el control suficiente sobre el movimiento de la articulación. Por otro lado, el tejido muscular siempre regresa a su longitud original. Si el músculo se estira demasiado, eventualmente se rompe.
FUNCIONES DEL MÚSCULO
El músculo esquelético lleva a cabo varias funciones diferentes, todas las cuales son importantes para el desempeño eficiente del cuerpo humano. Las tres funciones que se relacionan específicamente con el movimiento humano son la contribu-
ción a la producción de movimiento esquelético, asistir en la estabilidad
de las articulaciones, y mantener la postura y el
posicionamiento del cuerpo.
PRODUCIR MOVIMIENTO
El movimiento esquelético se crea a medida que las acciones
de los músculos generan tensiones que son transferidas al hueso. Los movimientos r
esultantes son necesarios para la locomoción
y otras manipulaciones segmentarias.
MANTENER POSTURAS Y POSICIONES
Se utilizan acciones musculares de menor magnitud para mantener las posturas. Esta actividad muscular es continua y resulta en pequeños ajustes mientras la cabeza se mantiene en posición y el peso del cuerpo se balancea sobre los pies.
ESTABILIZAR ARTICULACIONES
Las acciones musculares también contribuyen significativamente a la estabilidad de las articulaciones. Las tensiones musculares generadas son aplicadas sobre las articulaciones mediante los tendones, proporcionando estabilidad donde cruzan la articu
­
lación. En la mayoría de las articulaciones, especialmente el
hombro y la rodilla, los músculos que cruzan la articulación por medio de los tendones están entre los estabilizadores primarios.
OTRAS FUNCIONES
Los músculos esqueléticos también proporcionan otras fun-
ciones que no están directamente relacionadas al movimiento humano. Primer
o, los músculos proporcionan soporte y pro
­-
tección a los órganos viscerales, y protegen a los órganos inter
nos de la lesión. Segundo, la tensión en el tejido muscular
puede alterar y controlar las presiones dentro de las cavidades. Tercero, el músculo esquelético contribuye al mantenimiento de la temperatura corporal al producir calor. Cuarto, los múscu
­-
los controlan la entrada y salida al cuerpo a través del control voluntario sobr
e la deglución, la defecación y la diuresis.
Estructura del músculo esquelético
ORGANIZACIÓN FÍSICA DEL MÚSCULO
Los músculos y los grupos musculares están configurados de tal forma que pueden contribuir de forma individual o colectiva para producir movimiento muy fino y preciso o muy grande y poderoso. Los músculos rara vez actúan en forma individual, sino que interactúan con otros músculos en una multitud de papeles. Para comprender la función muscular, se debe examinar la organización estructural del músculo desde la anatomía macroscópica externa hasta el nivel microscópico de la acción muscular. Un buen punto de inicio es la anato-
mía gruesa y la configuración externa de los músculos, y la r
evisión microscópica de la fibra muscular.
Grupos de músculos
Los grupos de músculos están contenidos dentro de com-
partimientos que están definidos por la fascia, una capa de tejido fibr
oso. Los compartimientos dividen a los músculos
en grupos funcionales, y es común que los músculos en un compartimiento estén inervados por el mismo nervio. El muslo tiene tres compartimientos: el anterior, que contiene al cuádriceps femoral; el posterior, el cual contiene a los isquio-
tibiales y el compartimiento medial, que contiene los aduc
­
tores. Los compartimientos del muslo y la pierna se ilustran
en la figura 3-2.
Los compartimientos mantienen a los músculos organiza-
dos y contenidos en una región, pero algunas veces el com-
partimiento no es lo suficientemente grande para acomodar
al músculo o a los gr
upos musculares. En la región tibial ante-
rior, el compartimiento es pequeño, y surgen problemas si
los
músculos están demasiado desarrollados para la cantidad
de espacio definida por el compartimiento. Esto se conoce
como síndrome compartimental anterior, y puede ser grave si
el compartimiento afectado comprime nervios o el aporte
vascular a la pier
na o al pie.
Arquitectura muscular
Existen dos principales configuraciones de fibras en el múscu
­-
lo: paralelas y penadas
.
Muchos de los más de 600 músculos en el cuerpo están
organizados en pares derecho e izquierdo. Cerca de 70 a
80 pares de músculos son responsables de la mayoría de
los movimientos.

75. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 63
figuración paralela de las fibras son plana, fusiforme, en
banda, radiada o convergente y circular (Fig. 3-3). La con­
figuración paralela plana de las fibras es usualmente delgada
y ancha, y se origina de aponeurosis en forma de lámina. Las fuerzas generadas en el músculo de forma plana pueden extenderse sobre un área grande. Ejemplos de músculos pla-
nos son el recto abdominal y el oblicuo externo. El músculo fusifor
me tiene forma de huso, con un vientre central que se
adelgaza hasta los tendones en cada extremo. Esta forma de músculo permite la transmisión de fuerza a pequeños sitios óseos. Ejemplos de músculos fusiformes son el músculo bra-
quial, el bíceps braquial y el braquiorradial. Los músculos en banda no tienen un vientr
e, sino que tienen un diámetro uni-
forme a lo largo de toda la longitud del músculo. Esta forma muscular per
mite la transmisión de fuerza a sitios específicos.
El sartorio es un ejemplo de un músculo en banda. La forma radiada o convergente de un músculo tiene una configuración combinada de fibras planas y fusiformes que se originan en la aponeurosis y convergen en un tendón. El pectoral mayor y el trapecio son ejemplos de formas musculares convergentes. Los músculos circulares son configuraciones concéntricas de músculos en banda, y este músculo rodea aberturas para cerrarlas al contraerse. El músculo orbicular de la boca es un ejemplo de un músculo circular.
La fuerza de las fibras en una configuración muscular
paralela va en la misma dirección que la musculatura (23). Ello resulta en un mayor rango de acortamiento y genera una mayor velocidad de movimiento. Esto se debe básicamente a que los músculos paralelos a menudo son más largos que otros tipos de músculos, y las fibras musculares son más largas que el tendón. La longitud de las fibras en el músculo bíceps braquial (fusiforme) se muestra en la figura 3-4, y puede ser igual a la longitud del músculo.
PARTE INFERIOR DE LA PIERNA
Isquiotibiales en el compartimento posterior
Compartimento
anterior
Aductores en el
compartimento
medial
Compartimiento
posterior
Compartimiento
lateral
Compartimiento
posterior profundo
Compartimiento
anterior
MUSLO
Fémur
FLDG
TP
RF
VL
VM
AL
AM
BFST
SM
Gr.
Sar.
PC
ELDG
ELD
TA
FLD
PL
Peroné
Tibia
Gastrocne
m
io
Sóleo
FIGURA 3-2 Los músculos están agrupados en compartimientos
en cada segmento. Cada compartimiento
se mantiene por láminas
de fascia. Los músculos en cada compartimiento son funcionalmente
similares y definen grupos de músculos que se clasifican de acuerdo
con su función, como extensores y flexores. ELD, extensor largo de los
dedos; ELDG, extensor largo del dedo grueso; FLD, flexor largo de
los dedos; FLDG, flexor largo del dedo grueso; PC, peroneo corto; PL,
peroneo largo; TA, tibial anterior; TP, tibial posterior.
A. Paralelo
B. Peniforme
Fusiforme
(bíceps braquial)
Banda
(sartorio)
Circular
(orbicular del ojo)
Plano
(oblicuo externo)
Convergente
(pectoral mayor)
Unipenado
(semimembranoso)
Bipenado
(gastrocnemio)
Multipenado
(deltoides)
FIGURA 3-3 (A) Los músculos parale­
los tienen fibras que corren en la misma
dirección del músculo en su totalidad.
(B) Los músculos peniformes tienen fi­
bras que corren en forma diagonal res­
pecto a un tendón central. Las fibras
de un músculo peniforme no jalan en la
misma dirección que el músculo en su
totalidad.
Configuraciones paralelas de las fibras
En la configuración paralela, los fascículos son paralelos al
eje largo del músculo. Las cinco formas diferentes de con-

76. 64 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Configuraciones peniformes de las fibras
En el segundo tipo de configuración de las fibras, la peniforme,
las fibras corren en forma diagonal con respecto a un tendón
central que corre a lo largo de la longitud del múscu
­lo. La
forma general del músculo peniforme es como de una pluma, ya que los fascículos son cortos y corren en forma angulada respecto a la longitud del músculo. Dado que las fibras del
músculo peniforme están anguladas en relación a la línea de tracción del músculo, la fuerza generada por cada fibra va en

una dirección diferente que la fuerza del músculo (23). Las fibras son más cortas que el músculo, y el cambio en la longitud individual de las fibras no es igual al cambio en la longitud del músculo (23). Las fibras pueden correr en forma diagonal de un lado del tendón, lo que se denomina unipenado (p. ej., bíceps
femoral, extensor largo de los dedos, flexor largo del pulgar, semimembranoso y tibial posterior); de ambos lados del ten-
dón, lo que se denomina bipenado (p. ej., r
ecto femoral, flexor
largo del dedo grueso, gastrocnemio, vasto medial, vasto lateral e infraespinoso); o ambos, lo que se denomina multipenado
(p. ej., deltoides y glúteo mayor).
Dado que las fibras musculares son más cortas y corren en
forma diagonal respecto al tendón, las fibras peniformes crean movimientos más lentos a través de un rango de movimiento más pequeño en comparación con los músculos fusiformes. En contraparte, los músculos peniformes tienen un área fisiológica de corte transversal mucho mayor, que en general puede producir más fuerza que un músculo fusiforme.
Ángulo de penación
El ángulo de penación es el ángulo formado por los fascícu
­
los y la línea de acción (tracción) del músculo (Fig. 3-5).
Entre mayor sea el ángulo de penación, menor es la cantidad de fuerza transmitida por el tendón, y dado que el ángulo
de penación se incrementa con la contracción, las capaci
­
dades de producción de fuerza disminuirán. Por ejemplo, el
gastrocnemio medial trabajando en la articulación del tobillo está en una posición desventajosa cuando la rodilla se coloca a 90° debido a que los ángulos de penación son de aproxima-
damente 60°, permitiendo que se aplique sólo la mitad de la fuerza al tendón (29). Cuando el ángulo de penación es bajo,

como con los músculos cuádriceps, el ángulo de penación no es un factor significativo.
Volumen muscular y sección transversal
Hay varios parámetros que se pueden calcular para describir el potencial de un músculo con relación a la arquitectura del mismo. La masa muscular, la longitud del músculo y el ángulo de penación de superficie pueden medirse directamente des-
pués de la disección de un músculo en modelos cadavéricos. T
ambién pueden utilizarse la ultrasonografía y la resonancia
magnética para obtener algunos de estos parámetros. El volu -
men muscular (VM) (cm
3
) puede ser calculado si se conocen
estos factores iniciales utilizando la siguiente ecuación:
VM = m/ρ
donde m es la masa del músculo (g) y ρ (g/cm
3
) es la den
­
sidad del músculo (1.056 g/cm
2
). El área de corte transver-
sal (ACT) (cm
2
) puede calcularse con la siguiente ecuación:
ACT = VM/L
donde VM es el volumen muscular (cm
3
) y L es la longitud
de la fibra (cm). Éste es un estimado para el músculo en su totalidad. En un estudio (58), el mayor volumen muscular registrado en el muslo y en el área inferior de la pierna fue en el vasto lateral (1 505 cm
3
) y en el sóleo (552 cm
3
). Se regis-
traron áreas grandes de corte transversal en el glúteo mayor (145.7 cm
2
) y en el vasto medial (63 cm
2
). La medición del
área de corte transversal perpendicular al eje longitudinal
AFCT
AFCT
LF
AFCT
LF
AB C
LM = LF
LM
FIGURA 3-4 (A) La longitud muscular (LM) es igual a la longitud
de las fibras (LF) en el bíceps braquial, y tiene un área fisiológica de
corte transversal (AFCT) pequeña, haciéndolo mejor adaptado para
un rango de movimiento mayor. (B) El vasto lateral es capaz de una
gran producción de fuerza debido a que tiene una mayor área fisioló­
gica de corte transversal. Adicionalmente, la longitud de las fibras es
menor que la longitud del músculo, haciéndolo menos adaptado para
moverse una gran distancia. (C) La mayor área fisiológica de corte
transversal se ve en el glúteo medio.
Ftendón
30°
F
tendón = Ffibras
x cos 30
Ffibras
FIGURA 3-5 El ángulo de penación es el ángulo formado entre las
fibras y la línea de acción (tracción) del músculo.

77. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 65
del músculo se denomina sección transversal anatómica, y
sólo es relevante al sitio donde se realiza el corte.
La sección transversal fisiológica es la suma total de
todas las secciones transversales de las fibras en el músculo en
el plano perpendicular a la dirección de las fibras. La fórmula
para calcular el área fisiológica de corte transversal (AFCT) es:
AFCT = m cos
θ/rL
donde m es la masa del músculo, ρ es la densidad del múscu-
lo (1.056 g/cm
2
), L es la longitud del músculo, y θ es el
ángulo de penación de superficie. El músculo sóleo tiene un
AFCT de 230 cm
2
, que es tres a ocho veces mayor que la
del gastrocnemio medial (68 cm
2
) y el gastrocnemio lateral
(28 cm
2
), lo que hace que su potencial para la producción
de fuerza sea mayor (14). El AFCT es directamente pro-
porcional a la cantidad de fuerza generada por un músculo.
Músculos como el cuádriceps femoral, que tienen un AFCT

grande y fibras cortas (índice longitud de fibras/longitud
muscular bajo) pueden generar grandes fuerzas. Por el
contrario, músculos como los isquiotibiales, que tienen un
AFCT similar y fibras largas (alto índice longitud de fibras/
longitud muscular) están mejor diseñados para desarrollar
velocidades altas. En la figura 3-4 se ilustra la diferencia entre
la longitud de las fibras, la longitud del músculo y el área
fisiológica de corte transversal en músculos fusiformes (bíceps
braquial) y penados (vasto lateral y glúteo medio).
Tipo de fibra
Cada músculo contiene una combinación de tipos de fibras
que se categorizan como fibras de contracción lenta (tipo I)
o fibras de contracción rápida (tipo II). Las fibras de con -
tracción rápida se dividen a su vez en tipos IIa y IIb. El tipo
de fibra es un aspecto impor
tante en cuanto al metabolismo y
el consumo de energía del músculo, y el tipo de fibra muscular
es algo estudiado exhaustivamente en la fisiología del ejercicio.
Las diferencias mecánicas en la respuesta de las fibras de con-
tracción lenta y rápida amerita un análisis de cada tipo de fibra.
Fibras de contracción lenta
Las fibras de contracción lenta, o tipo I, son oxidativas. Las
fibras son rojas debido al alto contenido de mioglobina en el
músculo. Estas fibras tienen tiempos de contracción lentos
y están bien adaptadas para el trabajo prolongado y de baja
intensidad. Los atletas de resistencia usualmente tienen una
cantidad elevada de fibras de contracción lenta.
Fibras de contracción intermedia y rápida
Las fibras de contracción rápida, o tipo II, se dividen a su
vez en fibras tipo IIa, oxidativas-glucolíticas, y fibras de tipo
IIb, glucolíticas. La fibra de tipo IIa es una fibra muscular
roja conocida como fibra de contracción rápida intermedia,
ya que puede mantener actividad por periodos largos o con-
traerse con una explosión de fuerza y luego fatigarse. La fibra
tipo IIb blanca nos pr
oporciona una producción de fuerza
rápida y luego se fatiga con rapidez.
Casi todos, si no es que todos los músculos contienen
ambos tipos de fibras. Un ejemplo es el vasto lateral, que
típicamente contiene la mitad de fibras de contracción rápida
y la mitad de fibras de contracción lenta (31). El tipo de fibra
influencia la forma en la que el músculo se entrena y desarro-
lla, y las técnicas a las que individuos con tipos específicos de
fibras les sacarán más pr
ovecho. Por ejemplo, los corredores
de velocidad y los saltadores usualmente tienen altas concen-
traciones de fibras de contracción rápida. Estos tipos de fibras
también se encuentran en altas concentraciones en los múscu-
los de los que dependen estos atletas, como el gastrocnemio.
Por otr
o lado, los corredores de fondo usualmente tienen
mayores concentraciones de fibras de contracción lenta.
Estructura individual del músculo
En la figura 3-6 se presenta la anatomía de un músculo
esquelético. Cada músculo individual usualmente tiene una
porción central gruesa, el vientre del músculo. Algunos
músculos, como el bíceps braquial, tienen vientres muy pro-
nunciados, pero otros músculos, como los flexores y exten-
sores de la muñeca, tienen vientres que no son tan evidentes.
Cubriendo la par
te externa del músculo hay otro tejido
fibroso, el epimisio. Esta estructura tiene un papel vital en la
transferencia de tensión muscular al hueso. La tensión en el
músculo es generada en varios sitios, y el epimisio transfiere
las diversas tensiones al tendón, proporcionando una aplica-
ción pareja de la fuerza muscular al hueso.
Cada músculo contiene cientos de miles de fibras muscu
­
lares, las cuales están cuidadosamente organizadas en comparti-
mientos dentro del propio músculo. Los haces de fibras muscu-
lares se denominan fascículos. Cada fascículo puede contener hasta 200 fibras muscular
es. Un fascículo está cubierto por una
densa vaina de tejido conjuntivo llamada perimisio, que pro -
tege a las fibras musculares y proporciona vías para el paso de ner
vios y vasos sanguíneos. El tejido conjuntivo en el perimisio
y el epimisio le proporciona al músculo mucha de su capacidad para estirarse y regresar a una longitud normal de reposo. El perimisio también es el foco del entrenamiento de flexibilidad, ya que el tejido conjuntivo del músculo puede ser estirado, permitiendo que el músculo se alargue.
Los fascículos corren paralelos uno al otro. Cada fascículo
contiene las fibras musculares largas y cilíndricas, las células
del músculo esquelético, donde se genera la fuerza. Las fibras musculares tienen entre 10 y 100 µm de espesor y entre 15 y 30 cm de longitud. Las fibras también corren paralelas unas a otras, y están cubiertas por una membrana, el endomisio. El endomisio es una vaina muy delgada que lleva los capilares y los nervios que nutren e inervan a cada fibra muscular. Los vasos y los nervios usualmente penetran en la parte media del músculo y se distribuyen a lo largo de todo el músculo a tra-
vés del endomisio. El endomisio también actúa como aislante para la actividad neur
ogénica dentro del músculo.
Directamente por debajo del endomisio se encuentra el
sarcolema. Éste es una superficie delgada de membrana plas-
mática que se ramifica hacia el interior del músculo. La iner-
vación neurológica del músculo viaja a través del sarcolema y
eventualmente llega a cada unidad contráctil mediante
neurotransmisión química.
A nivel microscópico, una fibra puede dividirse aún más en
numerosas miofibrillas. Estos delicados filamentos en forma
de cilindro corren a lo largo de la longitud total del músculo, y contienen las proteínas contráctiles del mismo. En cada fibra muscular hay cientos o incluso miles de miofibrillas, y cada fibra contiene alrededor de 80% de miofibrillas (5). El resto de la fibra está conformado por los organelos usuales, como mitocondrias, el sarcoplasma, el retículo sarcoplás -

78. 66 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
mico y los túbulos t (o túbulos transversos). Las miofibri-
llas tienen de 1 a 2 µm de diámetro y corren a lo largo de la
longitud
de la fibra muscular (5). En la figura 3-7 se ilustran
miofibrillas musculares y algunos de estos organelos.
Las miofibrillas están estriadas en forma transversal por
filamentos claros y oscuros colocados en un orden que forma
patrones de bandas que se repiten. La banda oscura es la
proteína gruesa miosina, y la banda clara es un polipéptido
delgado, la actina. A una unidad de estas bandas se le llama sar -
cómero. Esta estructura es la unidad contráctil real del músculo
que desar
rolla la tensión. Los sarcómeros están organizados en
serie a lo largo de una miofibrilla. Esto es, los sarcómeros for-
man unidades a lo largo de la longitud de la miofibrilla de forma
muy par
ecida a los eslabones de una cadena.
Generación de fuerza en el músculo
UNIDAD MOTORA
El músculo esquelético está organizado en grupos funcionales
llamados unidades motoras. Una unidad motora está con -
formada por un grupo de fibras musculares que están iner-
vadas por la misma neurona motora. Las unidades motoras
se discuten más a detalle en el capítulo 4, per
o es importante
discutir algunos aspectos en este capítulo. Las unidades
Músculo
Banda AB anda I
Filamento grueso–miosina
Filamento delgado-actina
Epimisio
Fascículo
Endomisio
Perimisio
Núcleo
Fibra muscular
z
Z
Sarcolema
Sarcoplasma
Miofibrilla
Sarcómero
A
D
B
C
FIGURA 3-6 (A) Cada músculo se conecta
al hueso mediante un tendón o aponeurosis.
(B) Dentro del músculo, las fibras están empa­
quetadas en fascículos. (C) Cada fibra contiene
filamentos de miofibrillas que corren a lo largo
de la longitud de la fibra. (D) La unidad con­
tráctil real es el sarcómero. Hay muchos sar­
cómeros conectados en serie a lo largo de la
longitud de cada miofibrilla. El acortamiento
muscular ocurre en el sarcómero, a medida que
los miofilamentos en el sarcómero, actina y
miosina, se deslizan unos sobre otros.
Miofibrilla
Sarcolema
Mitocondria
Túbulo
transversoCisterna
terminal
Sarcotúbulo
FIGURA 3-7 Una porción de una fibra de músculo esquelético que
ilustra al retículo sarcoplásmico que rodea a la miofibrilla. (Adaptada
con autorización de Pittman, M. I., Peterson, L. [1989]. Biomechanics
of skeletal muscle. En M. Nordin, V. H. Frankel (eds.). Basic Biomecha-
nics of the Musculoskeletal System (2a. ed.). Philadelphia, PA: Lea &
Febiger, 89
-111.

79. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 67
motoras pueden estar formadas por sólo unas cuantas fi­bras
muscu­lares (p. ej., los músculos de los ojos) o pueden tener
hasta 2 000 fibras musculares (p. ej., el gastrocnemio). La se­-
ñal para contraerse que es transmitida por la neurona motora
al músculo se denomina
potencial de acción. Cuando una
neurona motora es estimulada lo suficiente para causar
una con
­tracción, todas las fibras musculares inervadas por
esa neurona motora se contraen. El tamaño del potencial de
acción y de la acción muscular resultante son proporcionales al númer
o de fibras en la unidad motora. Para que se dé un
incremento en la fuerza de salida del músculo, se requiere
un aumento en el número de unidades motoras activadas.
CONTRACCIÓN MUSCULAR
El potencial de acción de una neurona motora llega a la fibra muscular en la unión neuromuscular o placa motora
terminal que yace cerca del centro de la fibra. En este punto
existe una sinapsis, o espacio, entre la neurona motora y la membrana de la fibra. Cuando el potencial de acción llega a la sinapsis, tienen lugar una serie de reacciones químicas, y se libera acetilcolina (ACh). La ACh se difunde a través de la
sinapsis y provoca un incremento en la permeabilidad de
la membrana de la fibra. La ACh se degrada rápidamente para pr
evenir la estimulación continua de la fibra muscular. La
velocidad a la que se propaga el potencial de acción a lo largo de la membrana es la velocidad de conducción.
El potencial de membrana del músculo en reposo es de 270
a 295 mV en el interior con respecto al exterior. Al nivel umbral del potencial de membrana (aproximadamente 250 mV), ocu-
rre un cambio en el potencial de la membrana de la fibra o sar
colema. El potencial de acción se caracteriza por una des -
polarización desde el
potencial de reposo de la membrana,
de modo que el potencial se vuelve positivo (aproximadamente +40 mV). Hay un estado hiperpolarizado (hiperpolarización) antes de regresar al potencial de reposo. Esto es seguido por una repolarización, o retorno al estado polarizado.
La onda de despolarización del potencial de acción se
mueve a lo largo del nervio hasta que alcanza las fibras musculares, donde se extiende a la membrana del músculo a medida que se liberan iones de calcio (Ca
2+
) hacia el área
que rodea a las miofibrillas. Estos iones de Ca
2+
promueven
la formación de puentes cruzados, lo que resulta en una interacción entre los filamentos de actina y miosina (véase la discusión sobre la teoría del filamento deslizante en la siguiente sección). Cuando la estimulación se detiene, los iones son activamente removidos del área que rodea a las miofibrillas, liberando los puentes cruzados. Este proceso se denomina acoplamiento excitación-contracción (Fig. 3-8).
Los iones de calcio vinculan los potenciales de acción en una fibra muscular con la contracción al unirse a los filamentos e iniciar la interacción entre la actina y la miosina para iniciar la contracción del sarcómero.
Hay dos formas en las que se logra la producción de fuerza
por el músculo. Primero, se puede incrementar la fuerza muscu
­
lar reclutando unidades motoras cada vez más grandes. Al ini-
cio, durante la contracción de un músculo, se activan unidades motoras
pequeñas. A medida que la fuerza del músculo se
incrementa, se involucran unidades motoras más grandes y en mayor número. Este es el principio de tamaño (20). Segundo,
una unidad motora puede ser activada a cualesquiera de las varias
frecuencias. Un solo potencial de acción que activa una fibra
hará que la fuerza se incremente y disminuya. Esto se denomina
sacudida. Si se presenta un segundo estímulo antes de que haya
terminado la sacudida inicial, se produce otra sacudida encima
de la primera. Con estímulos subsecuentes de alta frecuencia, la
fuerza continúa acumulándose y da lugar a un estado llamado
tétanos sin fusión. Por último, la fuerza se acumula hasta un
nivel en el que no hay incremento en la fuerza muscular. En este
punto, el nivel de fuerza ha alcanzado la tetania. Este escenario
se ilustra en la figura 3-9. En una contracción muscular, se utili-
zan simultáneamente tanto el reclutamiento de tamaño como la
fr
ecuencia de estimulación para incrementar la fuerza muscular.
Teoría del filamento deslizante
La forma en la que un músculo genera tensión ha sido un
área de mucha investigación. Una explicación para el acor-
tamiento del sarcómero ha sido presentada a través de la
teoría
del filamento deslizante propuesta por Huxley (26).
Esta teoría es la explicación más ampliamente aceptada para
la contracción muscular, pero ciertamente no es la única. En
el pasado, se pensaba que la contracción muscular era similar
al principio de la coagulación de la sangr
e, el comporta-
miento del hule de la India, una cadena de anillos elásticos
cir
culares, y un movimiento de deslizamiento causado por
cargas eléctricas opuestas en diferentes filamentos (42).
En la teoría del filamento deslizante de Huxley, el proceso de
contracción comienza cuando se libera calcio hacia el múscu
­-
lo a través de la estimulación neuroquímica. El sarcómero se contrae a medida que el filamento de miosina camina sobr
e
el filamento de actina, formando puentes cruzados entre la cabeza del filamento de miosina y un sitio determinado en
el filamento de actina. En el estado contraído, los filamentos de actina y miosina están sobr
epuestos a lo largo de casi toda
su longitud (Fig. 3-10).
El deslizamiento simultáneo de varios miles de sarcómeros
en serie modifica la longitud y la fuerza del músculo (5). La cantidad de fuerza que puede desarrollarse en el músculo es proporcional al número de puentes cruzados que se forman. El acortamiento de muchos sarcómeros, miofibrillas y fibras desarrolla tensión a través del músculo hacia el hueso en ambos extremos para crear un movimiento.
TRANSMISIÓN DE LA FUERZA MUSCULAR AL HUESO
Tendón versus aponeurosis
El músculo se une al hueso en una de tres formas: directa-
mente hacia el hueso, a través de un tendón, o mediante una aponeurosis
, un tendón plano. En la figura 3-11 se presen-
tan estos tres tipos de uniones. El músculo puede insertarse dir
ectamente en el periostio del hueso a través de la fusión
entre el epimisio y la superficie del hueso, como en la
unión del trapecio (56). El músculo puede insertarse a través de
un tendón que está fusionado con la fascia del músculo,
como en los isquiotibiales, el bíceps braquial, y el flexor radial del carpo. Por último, el músculo puede unirse al hueso a través de una capa de tejido fibroso llamada apo-
neurosis, como se observa en los músculos abdominales y la unión al tr
onco del dorsal ancho.

80. 68 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Fuerza
01 2
Tetania
Tétanos no fusionado
Sacudida
Tiempo (s)
FIGURA 3-9 Cuando se da un estímulo, ocurre una sacudida.
Cuando se da una serie de estímulos, la fuerza del músculo se incre­
menta hasta una meseta dispareja o tétanos no fusionado. A medida
que se incrementa la frecuencia del estímulo, la fuerza muscular llega
a un límite, o tetania. (Adaptada de McMahon, T. A. [1984]. Muscles,
Reflexes, and Locomotion. Princeton, NJ: Princeton University Press).
Características del tendón
La forma más común de inserción, el tendón, transmite la
fuerza del músculo asociado al hueso. El tendón se conecta con
el músculo en la unión miotendinosa, donde las fibras muscu-
lares están entretejidas con las fibras de colágeno del tendón.
Los tendones son poder
osos y conducen grandes cargas a tra-
vés de conexiones donde las fibras perforan la superficie de los
huesos.
Los tendones pueden resistir el estiramiento, son flexi-
bles, y pueden doblar esquinas al pasar sobre cartílagos, huesos
sesamoideos o
bursas. Los tendones pueden estar configurados
en forma de cordón o en tiras, y pueden ser circulares, ovales o
planos. Los tendones están formados por un haz inelástico de
fibras de colágeno en un arreglo paralelo a la dirección de la
aplicación de la fuerza del músculo. Aun cuando las fibras son
inelásticas, los tendones pueden responder de forma elástica
retrayéndose y por la elasticidad del tejido conjuntivo. Los ten-
dones pueden soportar grandes fuerzas tensiles producidas por
los músculos, y muestran un compor
tamiento viscoelástico en
FIGURA 3-8
 El acoplamiento excitación-contracción se presenta cuando el potencial de acción que viaja
por la neurona motora llega a la fibra muscular, donde se libera acetilcolina (ACh). Esto causa despolarización
y la liberación de iones de Ca
2+
que promueven la formación de puentes cruzados entre la actina y la miosina,
lo que resulta en un acortamiento del sarcómero. AChE, acetilcolinesterasa; ADP, adenosín difosfato.
1 6
7
8
9
10
2
Pasos en el inicio de una contracción Pasos en el final de una contracción
Se libera ACh
que se une a
receptores.
La ACh es degradada
por la AChE
El retículo
sarcoplásmico
recaptura Ca
2+
Los sitios activos
se cubren, no
hay interacción
por puentes
cruzados
La contracción termina
El músculo se
relaja; retorno
pasivo a la
longitud en
reposo
Terminal
sináptica
Sarcolema
Placa motora terminal
Retículo sarcoplásmico
Túbulo T
El potencial
de acción
llega al
túbulo T
El retículo
sarcoplásmico
libera Ca
2+
Exposición de
sitio activo y
unión mediante
puentes cruzados
Actina
Miosina
Tropomiosina
Sitio activo
Comienza la contracción
3
4
Ca
2+
Ca
2+
Ca
2+
Ca
2+
5
Ca
2+
Ca
2+
Ca
2+
Citoplasma

81. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 69
respuesta a la carga. Se ha reportado que el tendón de Aquiles
puede resistir cargas tensiles a un grado igual o mayor que el
de una lámina de acero de dimensiones similares.
La respuesta de tensión-deformación de un tendón es vis-
coelástica. Esto es, los tendones muestran una respuesta no
lineal
y exhiben histéresis. Los tendones son relativamente rígi-
dos y mucho más fuertes que otras estructuras. Los tendones
r
esponden de forma muy rígida cuando son expuestos a una
alta tasa de carga. Se piensa que este comportamiento rígido
de los tendones está relacionado a su relativamente alto conte-
nido de colágeno. Los tendones también son muy resistentes
y muestran de manera r
elativa poca histéresis o pérdida de
energía. Estas características son necesarias para la función
de los tendones. Los tendones deben ser bastante rígidos y
fuer
tes para transmitir fuerza al hueso sin deformarse mucho.
Además, debido a la baja histéresis de los tendones, son capa-
ces de almacenar y liberar energía elástica. En la figura 3-12
se muestran las difer
encias en la fuerza y las características de
desempeño de los tendones versus los músculos.
Los tendones y los músculos se conjuntan en uniones
miotendinosas, donde las miofibrillas de la fibra muscular
se unen a las fibras de colágeno del tendón para producir
una interface en multicapas (62). La conexión del tendón al
hueso consiste en fibrocartílago que se une a fibrocartílago
mineralizado y luego a hueso lamelar. Esta interface se mezcla
con el periostio y el hueso subcondral.
Los tendones y los músculos trabajan en conjunto para
absorber o generar tensión en el sistema. Los tendones están
configurados en serie, o en línea con los músculos. Por con-
secuencia, los tendones soportan la misma tensión que los
músculos (46). La interacción mecánica entr
e los músculos y
los tendones depende de la cantidad de fuerza que está siendo
aplicada o generada, la velocidad de la acción muscular, y lo
laxo que se encuentre el tendón
Los tendones están compuestos por fibras paralelas que
no están perfectamente alineadas, dándoles un aspecto ondu-
lado. Si se genera tensión en las fibras musculares mientras el
tendón está laxo, hay una compliancia inicial en el tendón a

medida que se estira. Posteriormente comenzará a retraerse
a su longitud inicial (Fig. 3-13). A medida que la laxitud del
tendón es sustituida por la acción de retracción, el tiempo
que toma estirar el tendón causa un retraso en la obtención
del nivel requerido de tensión en las fibras musculares (46).
La retracción del tendón también reduce la velocidad a la
que se puede acortar un músculo, lo que a su vez incrementa
la carga que puede soportar el músculo (46). Si el tendón
está rígido y no tiene retracción, la tensión es transmitida
directamente a las fibras musculares, creando altas velocida-
des y disminuyendo la carga que el músculo puede soportar.
La r
espuesta rígida en un tendón permite el desarrollo de
tensiones rápidas en el músculo, y resulta en movimientos
rápidos y precisos.
El tendón y el músculo son muy susceptibles a la lesión
si el músculo se está contrayendo al tiempo que está siendo
estirado. Un ejemplo es la fase de seguimiento de un lanza-
miento. Aquí, el manguito rotador posterior se estira a medida
que se está contrayendo para enlentecer el movimiento. Otr
o
ejemplo es el alargamiento y contracción del grupo muscular
del cuádriceps femoral durante la fase de soporte al correr,
conforme se baja el nivel del centro de masa mediante la fle-
xión de la rodilla. El tendón aguanta el estiramiento inicial
MIOFIBRILLA
Sarcómero
Zona desnuda
Filamento de actina
Filamento de miosina
Separado
Se une
La miosina se dobla
y jala a la actina
Filamento
de actina
Se separa
y se mueve
Filamento
de miosina
FIGURA 3-10
 La teoría del filamento deslizante. El acortamiento
del músculo ha sido explicado por esta teoría. El acortamiento se da
en el sar
cómero a medida que la cabeza del filamento de miosina se
une a sitios en el filamento de actina para formar un puente cruzado.
La cabeza del filamento de miosina se une y gira, desplazando al fila­
mento de actina hacia el centro. A continuación se separa y se mueve
hacia el siguiente sitio de actina.
Directa
Tendón
Aponeurosis
A. CoracobraquialB. Cabeza larga del trícepsC. Palmaris longus
FIGURA 3-11 El músculo se une directamente al hueso (A) o a tra­
vés de un tendón (B) o mediante una aponeurosis (C).

82. 70 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
de tirón del músculo y reduciendo la tensión generada en el
músculo. Ejemplos de esto pueden encontrarse en los músculos
cuádriceps femoral y la rótula, y en los tendones de los isquioti-
biales y el gastrocnemio a medida que pasan sobre los cóndilos
del fémur
. Algunos tendones están cubiertos por vainas sinovia-
les que mantienen al tendón en su lugar y lo protegen.
La tensión en los tendones también produce las crestas y
protuberancias en el hueso. Las apófisis encontradas en un
hueso se desarrollan por fuerzas de tensión aplicadas sobre
el hueso a través del tendón (véase capítulo 2). Esto es de
interés para los antropólogos físicos, ya que pueden estudiar
los restos óseos y realizar predicciones bien fundamentadas
acerca del estilo de vida y las ocupaciones de una civilización
al evaluar crestas prominentes, el tamaño de los trocánteres y
tuberosidades y el tamaño básico del espécimen.
Influencias del tendón sobre el desarrollo de fuerza
(características fuerza-tiempo)
Cuando un músculo comienza a desarrollar tensión a través
del componente contráctil (CC) del músculo, la fuerza se
incrementa de forma no lineal con el paso del tiempo, ya que
los componentes elásticos pasivos en el tendón y el tejido con-
juntivo se estiran y absorben algo de la fuerza. Luego de que
los componentes elásticos se han estirado, la tensión que el

músculo ejerce sobre el hueso se incrementa de forma no lineal
con el paso del tiempo hasta que se alcanza una fuerza máxima.
El tiempo que toma en alcanzar una fuerza máxima y la
magnitud de la fuerza varían con un cambio en la posición de
la articulación. En una posición, se puede producir una fuerza
máxima muy rápidamente, pero en otras posiciones articula-
res, puede tomar más tiempo. Esto refleja los cambios en la
laxitud del tendón, no los cambios en las capacidades gene-
radoras de tensión del CC. Si el tendón está laxo, la fuerza
máxima ocur
re después de un periodo mayor, y viceversa.
MODELO MECÁNICO DEL MÚSCULO:
LA UNIDAD MUSCULOTENDINOSA
Una serie de experimentos realizados por A. V. Hill dieron
lugar a un modelo de comportamiento que predice la natura-
leza mecánica del músculo. El modelo de Hill tiene tres com-
ponentes que actúan en conjunto en una forma que describe
el compor
tamiento del músculo en su totalidad (21, 22). En
la figura 3-14 se presenta un esquema de configuraciones del
modelo de Hill. Hill utilizó las técnicas de un ingeniero en
sistemas para realizar experimentos que lo ayudaron a iden-
tificar fenómenos clave en la función muscular. El modelo
contenía los componentes denominados contráctil (CC),

elástico paralelo (CEP) y elástico en serie (CES). Debido
a que este es un modelo conductual, es inapropiado atribuir
estos componentes mecánicos a estructuras específicas en el
propio músculo.
Sin embargo, el modelo ha proporcionado mucha informa-
ción acerca de la forma en que el músculo actúa para desarro-
llar tensión, y a menudo se utiliza como la base para muchos
modelos computarizados de músculo.
El CC es el elemento del modelo muscular que convier
te
la estimulación del sistema nervioso en una fuerza, y refleja el
acortamiento del músculo a través de las estructuras de actina
y miosina. El CC tiene características mecánicas que determi-
MÚSCULO
Tensión Tensión Tensión
Deformación
Deformación
Deformación
TENDÓN
HUESO
FIGURA 3-12
 Curvas de tensión-deformación para el músculo, ten­
dón y hueso. Arriba. El músculo es viscoelástico, y por tanto se deforma
bajo una car
ga leve y entonces responde de forma rígida. En medio. El
tendón es capaz de manejar cargas grandes. El final de los límites elás­
ticos del tendón también es el nivel de fuerza final (no hay fase plástica).
Abajo.
El hueso es un material frágil que responde de manera rígida y
posteriormente sufre mínima deformación antes del fallo.
del músculo relajado, y si el músculo se contrae mientras está
estirado, la tensión se incrementa mucho tanto en el músculo
como en el tendón (46).
Cuando se genera tensión en un tendón a una tasa lenta, es
más probable que ocurra una lesión en la unión tendón-hueso
que en otras regiones. A una tasa más rápida de desarrollo
de tensión, el tendón es el sitio más común de falla (54).
Cuando se considera la unidad músculo-tendón completa, el
sitio probable de lesión es el vientre del músculo o la unión
miotendinosa.
Muchos tendones pasan sobre protuberancias óseas que
reducen algo de la tensión sobre el tendón al cambiar el ángulo

83. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 71
El músculo muestra un comportamiento elástico aun cuando
el CC no esté produciendo fuerza. Una fuerza externa aplicada
a un músculo hace que éste genere resistencia, pero el músculo
también se estira. Esta respuesta elástica inactiva es producida
por estructuras que deben estar paralelas al CC en lugar de en
serie con el CC. Por tanto, tenemos al CEP. El CEP a menudo
está asociado con el tejido conjuntivo que rodea al músculo y
sus compartimientos, pero de nuevo, éste es un modelo con-
ductual y no un modelo estructural, de modo que no puede
hacerse esta asociación. El CEP
, de forma similar al CES, es
altamente no lineal, e incrementa su rigidez a medida que el
músculo se alarga. Tanto el CES como el CEP también se com-
portan como resortes cuando actúan rápidamente.
Función del músculo
En la realización de una habilidad motora, sólo se utiliza una
pequeña porción de la capacidad potencial de movimiento
del sistema musculoesquelético. Veinte o treinta grados de
libertad pueden estar disponibles para levantar el brazo por
encima de la cabeza y peinarse el cabello. Sin embargo,
muchos de estos movimientos disponibles pueden ser inefi-
cientes en términos del movimiento deseado (p. ej., peinarse
el cabello). Para eliminar los movimientos no deseados y cr
ear
la habilidad o movimiento deseado, músculos o grupos de
músculos desempeñan una variedad de funciones. Para rea-
lizar una habilidad motora en un tiempo determinado, sólo
se utiliza un pequeño por
centaje de la capacidad potencial de
movimiento del sistema motor.
ORIGEN VERSUS INSERCIÓN
Un músculo se une de manera típica a un hueso en ambos
extremos. La unión más cercana a la parte media del cuerpo,
o más proximal, se denomina origen, y esta unión es por lo
regular más ancha. La unión más lejana a la línea media, o
más distal, se denomina inserción; esta unión casi siempre
converge en un tendón. Puede haber más de un sitio de
unión en ambos extremos del músculo. Las clases tradicio-
nales de anatomía por lo regular incorporan el estudio de los
AB
FIGURA 3-13 (A) En un estado relajado, las fibras en muchos tendones están laxas y onduladas. (B) Cuando se
aplica tensión, el tendón se retrae a su longitud inicial, causando un retraso en el tiempo en que se logra la tensión
muscular requerida.
nan la eficiencia de una contracción, esto es, qué tan bien se
traduce la señal del sistema nervioso a una fuerza. Ya hemos
discutido antes la primera de estas características mecánicas,
la relación entre la estimulación y la activación. Más adelante
en este capítulo se discuten otras dos: las relaciones fuerza-ve-
locidad y fuerza-longitud.
La elasticidad inher
ente en el músculo está representada
por el CES y el CEP. Dado que el CES está en serie con el
CC, cualquier fuerza producida por el CC también es apli-
cada al CES. Al principio parece que el CES está en el tendón
del músculo, per
o el CES representa la elasticidad de todos
los elementos elásticos en serie con las estructuras generado-
ras de fuerza del músculo. El CES es una estructura elástica
altamente no lineal.
CC
CEP
CEP
CES
CES
f
CEP
f
CE = f
CES
f
pasiva
f
total
f
total
f
activa
f
CEP
CC
A
B
FIGURA 3-14 (A) La forma más común del modelo muscular de
Hill. (B) Una forma alternativa. Debido a que el componente elástico en
serie (CES) es usualmente más rígido que el componente elástico para­
lelo (CEP) para la mayoría de los músculos, en general no importa qué
forma del modelo se utilice. (Adaptada con autorización de W
inters, J.
M. [2000]. Terminology and foundations of movement science. En J. M.
Winters, P. E. Crago (eds.). Biomechanics and Neural Control of Posture
and Movement. Nueva York: Springer-Verlag, 3-35).

84. 72 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
orígenes e inserciones de los músculos. Es un error común
ver el origen como la unión ósea que no se mueve cuando el
músculo se contrae. La fuerza muscular es generada y apli-
cada en ambas conexiones óseas, resultando en movimiento
de un hueso o ambos. La razón por la cual no se mueven

ambos huesos cuando un músculo se contrae es la fuerza
estabilizadora de los músculos adyacentes o la diferencia de
masa entre los dos segmentos o huesos a los que el músculo
está unido. Adicionalmente, muchos músculos cruzan más de
una articulación y tienen el potencial para generar múltiples
movimientos en más de un segmento.
Existen varios ejemplos de un músculo que puede mover
un extremo de su unión o el otro, dependiendo de la activi-
dad. Un ejemplo es el músculo psoas, que cruza la articula-
ción de la cadera. Este músculo flexiona el muslo, como en
las elevaciones de pier
na, o eleva el tronco, como al realizar
abdominales (Fig. 3-15). Otro ejemplo es el glúteo medio,
que mueve la pelvis cuando el pie está sobre el suelo y la
pierna cuando el pie no está sobre el suelo. El efecto de ten-
sión en un músculo debe ser evaluado en todos los sitios de
unión, aun cuando la fuerza no resulte en la generación
de movimiento. El evaluar todos los sitios de unión permite
una valoración de la magnitud r
equerida de las fuerzas esta-
bilizadoras y las fuerzas reales aplicadas en la inserción ósea.
DESARROLLANDO TORQUE
Un músculo controla o crea un movimiento a través del
desarrollo de torque. El torque se define como la tendencia
de una fuerza para producir rotación en torno a un eje espe-
cífico. En el caso de un músculo, se genera una fuerza en el
músculo a lo lar
go de la línea de acción de la fuerza, y es apli -
cada sobre un hueso, lo que causa una rotación en torno a la
ar
ticulación (eje). La línea de acción del músculo, o línea de
tracción, es la dirección de la fuerza muscular resultante que
corre entre los sitios de unión a ambos extremos del múscu
­-
lo. Los dos componentes del torque son la magnitud de la fuerza y la distancia más cor
ta o perpendicular desde el punto
pivote a la línea de acción de la fuerza, a menudo denominada brazo de momento. Matemáticamente, el torque se calcula con la fórmula:
T = F × r
donde T es el torque, F es la fuerza aplicada en newtons, y
r es la distancia perpendicular en metros desde la línea de
acción de la fuerza al punto pivote (brazo de momento). La cantidad de torque generada por el músculo está influenciada por la capacidad de generar fuerza en el propio músculo y el brazo de momento del músculo. Durante cualquier movi-
miento, ambos factores son cambiantes. En particular, el brazo de momento aumenta o disminuye dependiendo de la

línea de tracción del músculo con relación a la articulación (Fig. 3-16). Si el brazo de momento del músculo se incre-
menta en cualquier parte del movimiento, el músculo puede pr
oducir menos fuerza y aun así generar el mismo torque
en torno a la articulación. Por el contrario, si el brazo de momento disminuye, se requiere más fuerza para producir el mismo torque en torno a la articulación (Fig. 3-17). Más adelante en este capítulo se presenta una discusión más deta-
llada del torque.
FUNCIÓN DEL MÚSCULO VERSUS ÁNGULO
DE UNIÓN
El músculo proporciona una cierta cantidad de tensión que se transfiere a través del tendón o aponeurosis hacia el hueso. No toda la tensión o fuerza producida por el músculo se uti-
Elevación de una pierna
Abdominal
FIGURA 3-15 El origen del músculo psoas está en los cuerpos de
la última vértebra torácica y todas las vértebras lumbar
es, y la inser­
ción es en el trocánter menor del fémur. Es incorrecto asumir que el
origen permanece estable en un movimiento. Aquí el psoas jala tanto
sobre las vértebras como sobre el fémur. Cuando el tronco está esta­
ble, el fémur se mueve (elevación de pierna), y cuando las piernas
están estables, el tronco se mueve (abdominal).
Braquiorradial
Bíceps
Braquial
0
2
1
3
4
5
6
7
8
0 50 100 150
Ángulo del codo (grados)
Brazo de momento (cm)
FIGURA 3-16 Los brazos de momento del músculo flexor del codo
pueden
cambiar dramáticamente a medida que el codo se flexiona. El
músculo braquiorradial puede producir casi tres veces el torque a 150°
de flexión en comparación con el que produce a 0° de flexión, con
la misma cantidad de fuerza. Los cambios en el brazo de momento
a menudo son no lineales.

85. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 73
liza para generar la rotación del segmento. Dependiendo del
ángulo de inserción del músculo, cierta cantidad de fuerza va
dirigida a estabilizar o desestabilizar el segmento jalando el
hueso hacia o lejos de la articulación.
La fuerza muscular está principalmente dirigida a lo largo
de la longitud del hueso y hacia la articulación donde el
ángulo del tendón es agudo o yace plano sobre el hueso.
Cuando se extiende el antebrazo, el tendón del bíceps bra-
quial se inserta en el radio en un ángulo bajo. El iniciar una
flexión del brazo desde esta posición r
equiere una mayor
fuerza muscular que el iniciarla desde otras posiciones, ya que
la mayoría de la fuerza generada por el bíceps braquial está
dirigida al codo en lugar de mover los segmentos en torno a
la articulación. Por fortuna, la resistencia ofrecida por el peso
del antebrazo está al mínimo en la posición extendida. Por
tanto, la pequeña fuerza muscular disponible para mover el
segmento es por lo regular suficiente. Tanto la fuerza dirigida
a lo largo de la longitud del hueso como la que se aplica en
forma perpendicular al hueso para crear el movimiento de la
articulación pueden ser determinadas resolviendo el ángulo
de la aplicación de la fuerza muscular en sus respectivos com-
ponentes, paralelo y rotatorio. En la figura 3-18 se muestran
los componentes paralelo y r
otatorio de la fuerza del bíceps
braquial para varios ángulos de unión.
Aun cuando la tensión muscular puede mantenerse durante
el movimiento de una articulación, el componente rotatorio
(θ = 50˝)(θ = 20˝ )
AB
5 cm
5 cm
θ
θ
FIGURA 3-17
 Un músculo con un pequeño brazo de momento (A) necesita producir más fuerza para generar
el mismo torque en comparación con un músculo con un brazo de momento más grande (B).
FF
P
P
R
F y R
A
A
P
A
P
A
R
R
FF
A R
AB CD E
FIGURA 3-18 Cuando los ángulos de unión muscular son agudos, el componente paralelo de la fuerza (P) es mayor, y está estabilizando la
articulación. El componente rotatorio (R) es bajo (A). A medida que el ángulo se incrementa, el componente rotatorio también lo hace (B). El
componente rotatorio se incrementa a su máximo nivel a un ángulo de 90° respecto a la unión (C). Después de los 90° en el ángulo de unión,
el componente rotatorio disminuye, y el componente paralelo se incrementa para producir una fuerza de dislocación (D y E).

86. 74 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
y el torque varían con el ángulo de inserción. Muchas posicio-
nes de inicio neutrales son débiles dado que la mayor parte de la
fuerza muscular está dirigida a lo lar
go de la longitud del hueso.
A medida que los segmentos se mueven a la mitad del rango
del movimiento articular, el ángulo de inserción por lo regular
se incrementa y dirige una mayor parte de la fuerza muscu
­-
lar hacia el segmento en movimiento. Por consecuencia, cuando se inicia un movimiento de levantamiento de peso desde la posi-
ción completamente extendida, se puede levantar menos peso que si la persona inicia el levantamiento con algo de flexión en

la articulación. La figura 3-19 muestra la fuerza isométrica de salida de los flexores y extensores del hombro para un rango
de posiciones articulares.
Adicionalmente, al final de algunos movimientos articu-
lares, el ángulo de inserción puede moverse más allá de los 90°, el punto
en el cual la fuerza de movimiento comienza
de nuevo a disminuir, y la fuerza a lo largo de la longitud del hueso actúa para jalar al hueso lejos de la articulación. Esta fuerza de dislocación está presente en las articulaciones del codo y el hombro, donde hay un mayor grado de flexión.
Las acciones mecánicas de los músculos anchos que tienen
fibras que se unen directamente al hueso en un sitio de unión más grande, como el pectoral mayor y el trapecio, son difíciles de describir utilizando un movimiento para todo el músculo (56). Por ejemplo, la parte inferior del trapecio se une a la escápula en un ángulo opuesto al de la parte superior del trapecio; por tanto, estas secciones del mismo músculo son funcionalmente independientes. Cuando la cintura escapular se eleva y se abduce a medida que el brazo se mueve hacia el frente del cuerpo, la porción inferior del trapecio puede estar inactiva. Esto presenta un problema complicado al momento de estudiar la función del músculo en su totalidad, y requiere múltiples líneas de acción y efectos (56).
ACCIONES MUSCULARES QUE CREAN, SE
OPONEN A, Y ESTABILIZAN MOVIMIENTOS
Agonistas y antagonistas
En la figura 3-20 se presentan los diversos papeles de múscu
­
los seleccionados en un simple ejercicio de abducción del
brazo. Los músculos que crean el mismo movimiento articular
se denominan agonistas. Por el contrario, los músculos que se
oponen o pr
oducen movimientos articulares opuestos se deno-
minan antagonistas
. Los antagonistas deben relajarse para
permitir que ocurra un movimiento, o contraerse de forma
concurrente con los agonistas para controlar o enlentecer el
movimiento de una articulación. Debido a esto, los cambios
más notables en la posición relativa de los músculos ocurren en
los antagonistas (25). Por tanto, cuando el muslo se balancea
hacia adelante y hacia arriba, los agonistas que producen el
movimiento son los flexores de la cadera, esto es, el iliopsoas,
el recto femoral, el pectíneo, el sartorio y el gracilis. Los anta -
gonistas, o músculos que se oponen al movimiento de flexión
de la cadera, son los extensor
es de la cadera, los isquiotibiales
y el glúteo mayor. Los antagonistas en combinación con el
efecto de la gravedad, enlentecen el movimiento de flexión de
la cadera y finalizan la acción de la articulación. Tanto los ago-
nistas como los antagonistas están conjuntamente involucrados
en el contr
ol o regulación del movimiento.
Cuando un músculo está actuando el papel de un anta-
gonista, es más susceptible a la lesión del lado de la unión
muscular
o en la propia fibra muscular. Esto se debe a que
el músculo se contrae para enlentecer la extremidad mientras
se está estirando.
Estabilizadores y neutralizadores
Los músculos también son utilizados como estabilizadores,
actuando sobre un segmento de modo que pueda ocurrir un
movimiento específico en una articulación adyacente. La esta-
bilización es importante, por ejemplo, en la cintura escapular,
que debe r
ecibir soporte de modo que los movimientos del
brazo puedan darse de forma suave y eficiente. También es
importante en la cintura pélvica y en la región de la cadera
durante la marcha. Cuando un pie está en el suelo al caminar
o correr, el glúteo medio se contrae para mantener la estabi-
lidad de la pelvis de modo que no se vaya de lado.
El
último papel que los músculos deben desempeñar es el
de sinergistas o neutralizadores, en los que un músculo se
contrae para eliminar una acción no deseada de otro músculo.
Fuerza (N)
Extensión del hombro
Flexión del hombro
Ángulo del hombro (grados)
Flexión del hombro
Extensión del hombro
FIGURA 3-19 La fuerza isométrica de salida varía con el ángulo
de la
articulación. A medida que el ángulo del hombro se incrementa,
la fuerza extensora del hombro aumenta. Ocurre lo opuesto con los
valores de fuerza cuando el hombro está en flexión, los cuales dismi­
nuyen con un incremento en el ángulo del hombro. (Adaptada con
autorización de Kulig, K., et al. [1984]. Human strength curves. En R. L.
Terjund (ed.). Exercise and Sport Sciences Reviews, 12:417
-466).
Estabilizador
Agonista
Neutralizador
Antagonista
FIGURA 3-20
 Los músculos desempeñan varios papeles en el
movimiento. En la abducción del brazo, el deltoides es el agonista,
ya que es responsable del movimiento de abducción. El dorsal ancho
es el músculo antagonista, ya que resiste la abducción. También hay
múscu
­los estabilizadores en la región, de modo que pueda darse el
movimiento. Aquí se muestra el trapecio estabilizando y sosteniendo a la escápula en su sitio. Por último, puede haber algo de acción neutrali­ zadora: el músculo redondo menor puede neutralizar, mediante rota­ ción externa, cualquier rotación interna producida por el dorsal ancho.

87. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 75
Las fuerzas pueden ser transferidas entre dos músculos adya-
centes y complementar a la fuerza en el músculo blanco (25).
Por ejemplo, el glúteo mayor se contrae en la ar
ticulación de
la cadera para producir extensión del muslo, pero el glúteo
mayor también intenta rotar la cadera en forma externa.
Si la rotación externa es una acción no deseada, el glúteo
menor y el tensor de la fascia lata se contraen para producir
una acción neutralizadora de rotación interna que cancela la
acción de rotación externa del glúteo mayor, dejando única-
mente el movimiento deseado de extensión.
ACCIONES NETAS DE LOS MÚSCULOS
Acción muscular isométrica
La tensión muscular es generada contra resistencia para
mantener la posición, elevar un segmento u objeto, o bajar o
controlar un segmento. Si el músculo está activo y desarrolla
tensión sin un cambio visible o externo en la posición de
la articulación, la acción del músculo se denomina isomé
­
trica (31). En la figura 3-21 se ilustran ejemplos de acciones
musculares isométricas. Para inclinarse a 30° de flexión del tronco y mantener la posición, la acción muscular utilizada para mantenerla se denomina isométrica debido a que no está ocurriendo movimiento. Los músculos que se contraen isométricamente para mantener al tronco en una posición de flexión son los de la espalda, dado que están resistiendo la fuerza de gravedad que tiende a flexionar más el tronco.
Para obtener una perspectiva opuesta, considere el movi-
miento en el que el tronco se flexiona a 30° desde una posi-
ción acostada y se mantiene en esa posición. Para mantener esta
posición de flexión del tronco, se produce una acción
muscular isométrica utilizando los flexores del tronco. Esta acción muscular resiste la acción de la gravedad que hace que el tronco se extienda.
Acción muscular concéntrica
Si un músculo se acorta visiblemente mientras genera tensión de forma activa, la acción muscular se denomina concéntrica (31). En la acción concéntrica, las fuerzas musculares netas que producen movimiento van en la misma dirección que el
cambio en el ángulo de la articulación, lo que significa que
los músculos agonistas están llevando el control (Fig. 3-21).
Además, el movimiento de la extremidad producido en una
acción muscular concéntrica se denomina positivo debido a
que las acciones de la articulación usualmente van en contra de
la gravedad o son la fuente inicial del movimiento de una masa.
Muchos movimientos articulares son creados por acción
muscular concéntrica. Por ejemplo, la flexión del brazo o el
antebrazo desde una posición de pie es producida por la acción
muscular concéntrica de los agonistas respectivos o músculos
flexores. Adicionalmente, para iniciar un movimiento del brazo
hacia el otro lado del cuerpo en un movimiento de aducción
horizontal, los aductores horizontales inician el movimiento
mediante acción muscular concéntrica. Las acciones muscu-
lares concéntricas se utilizan para generar fuerzas contra resis-
tencias externas, como el elevar una pesa, impulsarse desde el
suelo, y lanzar un objeto.
Acción muscular excéntrica
Cuando un músculo se somete a un torque externo que
es mayor al torque generado por el músculo, el músculo
se alarga, y la acción se conoce como excéntrica (31). La
fuente de la fuerza externa que genera el torque externo que
produce una acción muscular excéntrica es usualmente la
gravedad o la acción de un grupo muscular antagonista (5).
En la acción excéntrica de una articulación, las fuerzas
musculares netas que producen la rotación van en dirección
opuesta al cambio en el ángulo articular, lo que significa que
los antagonistas son los músculos que controlan (Fig. 3-21).
Además, el movimiento de la extremidad producido en la
acción muscular excéntrica se denomina negativo debido a que
las acciones de la articulación usualmente se están moviendo
a favor de la gravedad o son acciones de control del movi-
miento, en lugar de acciones para iniciar el movimiento de
una masa. En una actividad como el caminar colina abajo, los

músculos actúan como amortiguadores de impacto a medida
que resisten el movimiento hacia abajo mientras se alargan.
La mayoría de los movimientos hacia abajo, a menos que
sean muy rápidos, son controlados por la acción excéntrica de
los grupos musculares antagonistas. Para invertir el ejemplo
ISOMÉTRICA
CONCÉNTRICA
EXCÉNTRICA
El deltoides sostiene
al brazo en abducción
El deltoides se
acorta para elevar
el brazo en abducción
El deltoides se alarga
para bajar el brazo en aducción
FIGURA 3-21
 La acción de un músculo es iso­
métrica cuando la tensión no crea cambio en la
posición de la articulación. Una acción muscular es
concéntrica cuando la tensión acorta al músculo.
La acción muscular excéntrica es generada por una
fuerza externa cuando el músculo se alarga.

88. 76 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
mostrado en la figura 3-21, durante la aducción del brazo
desde la posición de abducción, los abductores o el grupo
muscular antagonista, producen una acción muscular excén-
trica. De igual forma, el acuclillarse a una posición de sentadi-
lla, lo que involucra flexión de la cadera y la rodilla, requiere
movimiento
excéntrico controlado por los exten
­sores de la
cadera y la rodilla. Por el contrario, los movimientos de eleva-
ción y extensión de la pierna contra la gravedad se producen en for
ma concéntrica por los extensores.
A partir de estos ejemplos, se pueden identificar los sitios
potenciales de desbalances musculares en el cuerpo, ya que los extensores en el tronco y la extremidad inferior se utilizan tanto para bajar como para elevar segmentos. En la extre-
midad superior, los flexores elevan los segmentos en forma concéntrica y bajan los segmentos en for
ma excéntrica, obte-
niendo por tanto un mayor uso.
Las acciones excéntricas también se utilizan para enlentecer

un movimiento. Cuando el muslo se flexiona rápidamente, como el patear, los antagonistas (extensores) controlan excén-
tricamente y enlentecen la acción de la articulación cerca del final del rango de movimiento. Puede haber riesgo de lesión

en un movimiento que requiere una desaceleración rápida en atletas con una fuerza excéntrica alterada.
Las acciones musculares excéntricas que preceden a las
acciones musculares concéntricas incrementan la salida de fuerza debido a la contribución de energía elástica de defor-
mación en el músculo. Por ejemplo, al lanzar, el tronco, la extr
emidad inferior y la rotación interna del hombro son excén-
tricamente activas en las fases de toma de impulso, y de prepa-
ración precoz y tardía. En estos músculos se almacena energía elástica de defor
mación, la cual aumenta la fase concéntrica del
movimiento de lanzamiento (39).
Comparación de acciones musculares isométricas,
concéntricas y excéntricas
Las acciones musculares isométricas, concéntricas y excéntri-
cas no se utilizan de forma aislada, sino que lo hacen en com-
binación. Típicamente, las acciones isométricas se utilizan
para
estabilizar una parte del cuerpo, y las acciones muscula-
res excéntricas y concéntricas se utilizan en forma secuencial
para maximizar el almacenamiento de ener
gía y el desem-
peño muscular. Esta secuencia natural de función muscular,
durante la cual una acción excéntrica pr
ecede a una acción
concéntrica, se conoce como ciclo de estiramiento-acorta-
miento, que se describe más adelante en este capítulo.
Estas tr
es acciones musculares son muy diferentes en tér-
minos de su costo energético y fuerza de salida. La acción
muscular excéntrica puede desar
rollar la misma fuerza de
salida que los otros dos tipos de acciones musculares, con
menos activación de fibras musculares. Por consecuencia, la
acción excéntrica es más eficiente y puede producir la misma
fuerza de salida con menos consumo de oxígeno que las otras
(3) (Fig. 3-22).
Adicionalmente, la acción muscular excéntrica es capaz
de una mayor fuerza de salida utilizando un menor número de
unidades motoras en comparación con las acciones isométricas

y concéntricas (Fig. 3-23). Esto ocurre a nivel del sarcómero,
donde la fuerza se incrementa más allá de la fuerza isométrica
máxima si la miofibrilla se estira y se estimula (10, 13).
Las acciones musculares concéntricas generan la menor
fuerza de salida de los tres tipos de acciones. La fuerza está
relacionada al número de puentes cruzados formados en la
miofibrilla. En la acción muscular isométrica, el número de
puentes unidos permanece constante. A medida que el múscu
­‑
lo se acorta, el número de puentes unidos se reduce con el aumento de la velocidad (13). Esto r
educe el nivel de fuerza
de salida generada por la tensión en las fibras musculares. En la figura 3-24 se presenta una curva hipotética de torque de salida.
Un factor adicional que contribuye a las notables diferencias
de fuerza de salida entre las acciones musculares excéntricas y concéntricas se presenta cuando las acciones están produciendo movimientos verticales. En este caso, la fuerza de salida tanto en las acciones concéntricas y excéntricas está influenciada por torques creados por la gravedad. La fuerza gravitacional crea
Ejemplos de acciones musculares
Músculo Movimiento Acción muscular
Bíceps braquial-flexor del codo Flexión del codo al levantar Concéntrica-acortamiento
Isquiotibiales-flexor de la rodillaExtensión de la rodilla al patear Excéntrica-alargamiento
Deltoides anterior-flexor del hombro Flexión del hombro al pararse de manos Isométrica-estabilización
¿Cuál es la acción muscular del cuádriceps femoral en la acción de acuclillarse en una sentadilla?
¿Cuál es la acción muscular del deltoides posterior en la fase de movimiento complementario (seguimiento) de un lanzamiento?
Captación de oxígeno
3.5
2.5
1.5
0.5
500 1
000 1 500
VO
2
(1 x min
-1
)
Carga de trabajo (kpm x min
-1
)
Concéntrica
Excéntrica
FIGURA 3-22 Se ha ilustrado que la acción muscular excéntrica
puede producir altas cargas de trabajo con niveles más bajos de cap­
tación de oxígeno en comparación con las mismas cargas producidas
por la acción muscular concéntrica. (Adaptada con autorización de
Asmussen, E. [1952]. Positive and negative muscular work. Acta Phy-
siologica Scandinavica, 28:364
-382).

89. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 77
un torque que contribuye a la fuerza de salida en una acción
excéntrica, a medida que los músculos generan torque que
controla el descenso de la extremidad o el cuerpo. El total de
fuerza de salida en una acción de descenso es el resultado tanto
de los torques musculares como de los torques gravitacionales.
La fuerza de gravedad inhibe el movimiento de una extre-
midad hacia arriba, y antes de que pueda ocurrir cualquier
movimiento, la acción muscular concéntrica debe desar
rollar
una fuerza de salida que sea mayor a la fuerza de gravedad
que actúa sobre la extremidad o el cuerpo (peso). La fuerza
total de salida en una acción de elevación es predominante-
mente fuerza muscular. Ésta es otra razón por la que la acción
muscu
­lar concéntrica es más demandante que la acción excén-
trica o isométrica.
Esta información es útil al considerar programas de ejercicio
para individuos no acondicionados o programas de rehabilita-
ción. Incluso el individuo con la mínima cantidad de fuerza puede
ser capaz de realizar un descenso controlado de una
parte del cuerpo o una pesa pequeña, pero puede no ser capaz
de sostener o levantar la pesa. Un programa que inicia con ejercicios excéntricos y después conduce a ejercicios isométri-
cos seguidos de ejercicios concéntricos puede resultar benéfico para el aumento de la fuerza o la pr
ogresión de la rehabilita-
ción de una parte del cuerpo. Por tanto, una persona que no es capaz de r
ealizar una lagartija debe iniciar en la posición
extendida y bajar lentamente hacia la posición de lagartija, y luego recibir asistencia durante la fase de levantamiento hasta que se desarrolle la suficiente fuerza para la porción concéntrica de la habilidad. Factores a tomar en cuenta en el uso de ejercicios excéntricos son el control de la velocidad a la que desciende la extremidad o el peso, y el control sobre la magnitud de la carga impuesta en forma excéntrica, dado que pueden presentarse lesiones o dolor muscular más fácilmente con la acción muscular excéntrica en condiciones de cargas grandes y velocidades altas.
Actividad del bíceps braquial
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
100 200
Fuerza flexora (N)
300 400 500
IEMG
Concéntrica
Excéntrica
FIGURA 3-23 La actividad integrada del EMG (IEMG) en el músculo
bíceps braquial es mayor cuando se generan las mismas fuerzas utili­
zando acción muscular concéntrica en comparación con acción mus­
cular excéntrica. (Adaptada con autorización de Komi, P. V. [1986]. The
stretch
-shortening cycle and human power output. En N. L. Jones, et al.
(Eds.). Human Muscle Power. Champaign, IL: Human Kinetics, 27-40.)
Torque (N-m)
Ángulo (rad)
Excéntrica
Isométrica
Concéntrica
FIGURA 3-24
 La acción muscular excéntrica puede generar la mayor
cantidad de torque a través de un rango de movimiento determinado. La acción muscular isométrica puede generar el siguiente nivel más alto de torque, y la acción muscular concéntrica genera la menor cantidad de torque. (Adaptada con autorización de Enoka, R. M. [1988]. Neuromuscu -
lar Basis of Kinesiology. Champaign, IL: Human Kinetics).
¿Contracciones concéntricas o excéntricas?
¿Qué músculos utiliza para levantarse y sentarse?
Primero observe la acción en la articulación de la rodilla.
Al ponerse de pie, la rodilla se extiende, y al sentarse,
la rodilla se flexiona. ¿Significa esto que usted utiliza los
extensores de la rodilla para levantarse y los flexores de
la rodilla para sentarse? No. Usted utiliza los extensores
de la rodilla para ponerse de pie y también para sen-
tarse. A medida que usted se levanta y luego se sienta,
puede sentir la tensión en los extensor
es de la rodilla
(cuádriceps). Los flexores de la rodilla (isquiotibiales)
están relativamente flácidos. Intente esto hasta que se
convenza que son de modo predominante los extenso-
res de la rodilla los que están activos al levantarse y al
sentarse. Utilice los extensor
es de la rodilla para levan-
tarse lentamente de su asiento. Los músculos extensores
de la r
odilla se están acortando, pero si los contrae con
un poco menos de fuerza, usted empezará a descender
de nuevo hacia su asiento. Durante esta fase de des-
censo, encontrará que el cuádriceps se está alargando y
usted está utilizando sus músculos extensor
es de forma
excéntrica para controlar la velocidad del movimiento
para sentarse. La fuerza que realmente lo está jalando
hacia abajo es la gravedad.
MÚSCULOS DE UNA Y DOS ARTICULACIONES
Como se mencionó anteriormente, uno no puede determinar
la función o contribución de un grupo muscular al movi-
miento de una articulación simplemente localizando los sitios
de unión. Una acción muscular puede mover un segmento

en uno de sus extremos de unión o dos segmentos en ambos
extremos. De hecho, un músculo puede acelerar y crear
movimiento en todas las articulaciones, ya sea que el músculo
abarque la articulación o no. Por ejemplo, el sóleo es un fle-
xor plantar del tobillo, pero también puede forzar la rodilla
hacia la extensión aun cuando no cr
uza la articulación de la
rodilla (61). Esto puede ocurrir en la postura de pie. El sóleo
se contrae y crea flexión plantar en el tobillo. Debido a que
el pie se encuentra sobre el suelo, el movimiento de flexión
plantar requiere extensión de la articulación de la rodilla. De
esta forma, el sóleo acelera la articulación de la rodilla el doble

90. 78 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
de lo que acelera al tobillo, aun cuando el sóleo ni siquiera
abarca la rodilla.
La mayoría de los músculos cruza solamente una articu­
lación, de manera que la acción dominante del músculo de
una sola articulación es a nivel de la articulación que cruza. El
músculo biarticular es un caso especial en el que el músculo cr
uza dos articulaciones, creando multitud de movimientos
que a menudo ocurren en secuencias opuestas. Por ejemplo, el recto femoral es un músculo biarticular que crea tanto flexión de la cadera como extensión de la rodilla. Tomemos como ejemplo la acción de saltar. La extensión de la cadera y la extensión de la rodilla impulsan el cuerpo hacia arriba. ¿Contribuye el recto femoral, un flexor de la cadera y extensor de la rodilla, a la extensión de la rodilla?, ¿resiste el movi-
miento de extensión de la cadera?, ¿o hace las dos cosas?
La acción de un músculo biar
ticular, o biarticulado,
depende de la posición del cuerpo y de la interacción del músculo con objetos externos como el suelo (61). En el caso del recto femoral, el músculo contribuye principalmente a la extensión de la rodilla debido a la posición de la articulación de la cadera. Esta posición da como resultado que la fuer
­-
za del recto femoral actúe cerca de la cadera, limitando por tanto
la acción del músculo y su efectividad para producir
flexión de la misma (Fig. 3-25).
La distancia perpendicular desde la línea de acción de la
fuerza del músculo hasta la articulación de la cadera es el bra
­‑
zo de momento, y el producto de la fuerza y el brazo de momento es el tor
que del músculo. Si el brazo de momento
aumenta, el torque en la articulación se incrementa, aun si la fuerza muscular aplicada es la misma. Por tanto, en el caso de un músculo biarticular, el músculo actúa principalmente sobre la articulación donde tiene el brazo de momento más grande o donde está más alejado de la articulación. El grupo de los isquiotibiales crea principalmente extensión de la cadera en lugar de flexión de la rodilla, debido al mayor brazo de momento en la cadera (Fig. 3-25). El gastrocnemio produce flexión plantar en el tobillo en lugar de flexión en la rodilla, debido a que el brazo de momento es más grande en el tobillo.
Por ejemplo, en un salto vertical, se alcanza una altura má
­‑
xima al extender las articulaciones proximales primero y luego moviéndose en for
ma distal hasta donde ocurre la
extensión (flexión plantar) en la articulación del tobillo. Para cuando la articulación del tobillo se involucra en la secuencia, se requieren momentos articulares y velocidades de exten-
sión muy altos (57). El papel de un músculo biarticular se vuelve muy impor
tante. El músculo biarticular gastrocnemio
cruza tanto la articulación de la rodilla como la del tobillo.
Su contribución en el salto está influenciada por la articu-
lación de la rodilla. Al saltar, la articulación de la rodilla se
extiende y optimiza la longitud del gastr
ocnemio (6). Esto
mantiene la velocidad de contracción en el músculo gastroc-
nemio baja, aun cuando el tobillo se flexiona rápidamente.
Con la velocidad disminuida, el gastr
ocnemio es capaz de
producir una mayor fuerza en la acción de salto.
La contribución más importante del músculo biarticular
en la extremidad inferior es la reducción del trabajo requerido
por los músculos de una sola articulación. Los músculos de
dos articulaciones inician un acoplamiento mecánico de las
articulaciones que permite una liberación rápida de energía
elástica almacenada en el sistema (61).
Los músculos de dos articulaciones ahorran energía permi-
tiendo trabajo positivo en una articulación y trabajo negativo
en la ar
ticulación adyacente. Por tanto, mientras los músculos
están actuando a nivel del tobillo están produciendo una
acción concéntrica y trabajo positivo, los músculos de las
rodillas pueden estar almacenando excéntricamente energía
elástica mediante trabajo negativo (61).
En la figura 3-26 se presentan las acciones de los músculos
biarticulares en la marcha. Los músculos biarticulares que
trabajan en conjunto al caminar son el sartorio y el recto
femoral cuando choca el talón; los isquiotibiales y el gastroc-
nemio en la fase media de apoyo; el gastrocnemio y el recto
femoral en el despegue de los dedos; el r
ecto femoral, el sar-
torio y los isquiotibiales en el balanceo hacia adelante, y los
isquiotibiales y el gastr
ocnemio en el descenso del pie (60).
Con el choque del talón, el sartorio, un flexor de la cadera
y flexor de la rodilla, trabaja junto con el recto femoral, un
flexor de la cadera y extensor de la rodilla. Conforme el talón
hace contacto con la superficie, el recto femoral realiza tra-
bajo negativo, absorbiendo energía en la rodilla de acuerdo
a como se mueve hacia la flexión. El sar
torio, por otro lado,
realiza trabajo positivo a medida que tanto la rodilla como la
cadera se flexionan con la gravedad (60).
El músculo biarticular está limitado en su función en posi-
ciones articulares específicas. Cuando un músculo biarticular
está r
estringido en elongación, se denomina insuficiencia
pasiva. Esto ocurre cuando el músculo antagonista no puede
ser elongado más, y no se puede alcanzar el rango de movi-
Recto femoral Isquiotibiales
FIGURA 3-25 Los brazos de momento del recto
femoral en la cadera y la rodilla al estar de pie (A)
y en una sentadilla (B) demuestran el porqué este
músculo es más efectivo como extensor de la rodi­
lla que como flexor de la cadera. De igual forma,
el brazo de momento de los isquiotibiales al estar
de pie (C) y en cuclillas (D) demuestra el porqué los
isquiotibiales son más efectivos como extensores de
la cadera que como flexores de la rodilla.

91. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 79
miento completo. Un ejemplo de insuficiencia pasiva es la
prevención del rango completo de movimiento en la extensión
de la rodilla por un cabestrillo de muslo. Un músculo biar
­
ticular también puede ser restringido en contracción a través
de insuficiencia activa, donde el músculo es aflojado hasta
el punto en el que ha perdido su capacidad de generar una tensión máxima. Un ejemplo de insuficiencia activa se ve en la muñeca donde los flexores de los dedos no pueden generar una fuerza máxima en un agarre cuando son acortados por un movimiento acompañante de flexión de la muñeca.
dad de contracción. Con cargas mayores, el músculo ajusta la fuerza activa reduciendo la velocidad de acortamiento.
FUERZA-VELOCIDAD Y ACCIÓN MUSCULAR
O CARGA
Relación fuerza-velocidad en las acciones
musculares concéntricas
En una acción muscular concéntrica, la velocidad se incre-
menta a expensas de una disminución en la fuerza y vice-
versa. La fuerza máxima puede ser generada a velocidad
cer
o, y la velocidad máxima puede alcanzarse con la carga
más ligera. Se puede crear una fuerza óptima a velocidad
cero debido a que se forman un mayor número de puentes
cruzados. A medida que la velocidad de acortamiento del
músculo aumenta, la tasa de ciclado de los puentes cruzados
se incrementa, dejando menos puentes cruzados unidos en
un mismo momento (24). Esto es igual a menos fuerza, y
a velocidades altas, cuando todos los puentes cruzados se
están ciclando, la producción de fuerza es insignificante (Fig.
3-27). Esto es lo opuesto a lo que ocurre en un estiramiento
en el que un incremento en la velocidad de deformación de
los componentes pasivos del músculo resulta en mayores
valores de velocidad. La velocidad máxima en una acción
muscular concéntrica está determinada por las tasas de ciclado
de los puentes cruzados y la longitud de las fibras del músculo
en las cuales puede ocurrir el acortamiento.
Fuerza-velocidad en la fibra muscular
versus carga externa
La relación fuerza-velocidad se relaciona con el comporta-
miento de la fibra muscular, y algunas veces resulta confuso
r
elacionar este concepto a una actividad como levantar pesas.
A medida que un atleta incrementa la carga en el levanta-
miento, es muy probable que la velocidad de movimiento
disminuya. Aunque la r
elación fuerza-velocidad aún existe en
la propia fibra muscular, el sistema total está respondiendo
Choque del talón
Sartorio
Recto femoral
Fase media
de apoyo
Isquiotibiales
Gastrocnemio
Despegue
de los dedos
Gastrocnemio
Recto femoral
Balanceo
hacia adelante
Recto femoral
Sartorio
Isquiotibiales
Descenso del pie
Isquiotibiales Gastrocnemio
FIGURA 3-26 Los músculos biarticulares tra­
bajan en forma sinérgica para optimizar el de­-
sempeño, como se muestra aquí en el caso de
la marcha.
La flexión con fuerza de la muñeca extiende los dedos
¿Alguna vez ha tenido que quitarle algo de la mano a un niño
sin lastimarlo? Los conceptos de insuficiencia pasiva y activa
pueden ayudar. Al flexionar suavemente la muñeca del niño,
los músculos extensores alcanzarán el límite al que pueden
estirarse y comenzarán a extender los dedos (insuficiencia
pasiva). Al mismo tiempo, los músculos flexores se acorta-
rán tanto que no serán capaces de producir mucha fuerza
(insuficiencia activa). La combinación de insuficiencias pasiva
y activa hará que la mano se abra y suelte el contenido.
Demuestre esto con un compañero.
Relaciones fuerza-velocidad
en el músculo esquelético
Las fibras musculares se acortarán a una velocidad específica
mientras que concurrentemente desarrollan la fuerza utili-
zada para mover un segmento o carga externa. Los músculos
cr
ean una fuerza activa que corresponda a la carga al acor-
tarse, y la fuerza activa continuamente se ajusta a la velocidad
a la que se mueve el sistema contráctil (10). Cuando la car
ga
es lenta, la fuerza activa se ajusta incrementando la veloci
­‑

92. 80 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
al incremento en la carga externa o peso. El músculo puede
estar generando la misma cantidad de fuerza en la fibra, pero
la adición de peso enlentece el movimiento del sistema total.
En este caso, la velocidad de acción del músculo es alta, pero
la velocidad del movimiento de la carga pesada es baja (48).
Los músculos generan fuerzas mayores que el peso de la carga
en las etapas iniciales de la actividad para mover el peso, y en
las etapas tardías del levantamiento, se puede requerir menos
fuerza muscular después de que el peso se está moviendo.
Potencia
El producto de la fuerza por la velocidad, la potencia, es una
de las principales características que distinguen a los atletas
exitosos de los atletas promedio. Muchos deportes requieren
una gran cantidad de potencia, y se espera que el atleta mueva
su cuerpo o algún objeto externo muy rápidamente. Debido
a que la velocidad disminuye con el aumento de la carga, se
puede lograr la mayor cantidad de potencia si el atleta pro-
duce un tercio de la fuerza máxima a un tercio de la veloci-
dad máxima (43, 44). De esta forma, la potencia de salida se
maximiza aun cuando las velocidades o las fuerzas puedan no

estar en sus niveles máximos.
Para entrenar a los atletas para que desarrollen más poten-
cia, los entrenadores deben establecer actividades de alta
velocidad a 30% de la fuerza máxima (43). El desar
rollo de
la potencia también es reforzado por las fibras musculares
de contracción rápida, las cuales son capaces de generar cua-
tro veces más poder pico en comparación con las fibras de
contracción lenta.
Relaciones fuerza-velocidad en las acciones
musculares excéntricas
La relación fuerza-velocidad en una acción muscular excén-
trica es opuesta a la de una acción muscular de acortamiento
o
concéntrica. La acción muscular excéntrica es generada
por músculos antagonistas, la gravedad, o alguna otra fuerza
externa. Cuando se aplica una carga mayor al valor máximo
de fuerza isométrica a una fibra muscular, la fibra comienza a
alargarse de forma excéntrica. En las etapas iniciales del alar-
gamiento, cuando la carga es ligeramente mayor al máximo
isométrico, la velocidad de alar
gamiento y los cambios en la
longitud de los sarcómeros son pequeños (10).
Si la carga es tan alta como 50% mayor del máximo isomé-
trico, el músculo se alarga a una velocidad máxima. En la acción
muscular excéntrica, la tensión se incr
ementa con la velocidad
de alargamiento debido a que el músculo se estira al tiempo que
se contrae (Fig. 3-28). La curva de fuerza-velocidad excéntrica
termina de forma abrupta con cierta velocidad de alargamiento
cuando el músculo ya no puede controlar el movimiento de
la carga.
FACTORES QUE INFLUENCIAN LA FUERZA
Y LA VELOCIDAD GENERADAS POR
EL MÚSCULO ESQUELÉTICO
Hay muchos factores que influencian qué tanta fuerza, o qué
tan rápida es la contracción que puede producir un músculo.
Hay varios factores que se oponen a la fuerza de contracción
muscular, incluyendo la resistencia pasiva interna del músculo
y el tejido, los músculos antagonistas y los tejidos blandos, y
la gravedad o el efecto de la carga que está siendo despla-
zada o controlada. Examinemos algunos de los principales
factor
es que influencian al desarrollo de fuerza y velocidad.
Éstos incluyen la sección transversal del músculo, la longi
­
tud del músculo, la longitud de la fibra muscular, la precarga
del músculo antes de la contracción, la activación neural del músculo, el tipo de fibra y la edad del músculo.
Fuerza
isométrica
máxima
Fuerza
Velocidad
Velocidad
máxima
Poder máximo a 30%
FIGURA 3-27 La relación fuerza-velocidad en una acción muscular
concéntrica es inversa. La cantidad de tensión, o capacidad generadora
de fuerza en el músculo disminuye con un incremento en la velocidad
dado que se pueden mantener menos puentes cruzados. Se puede
generar una tensión máxima en condiciones isométricas o de veloci­
dad cero, en las que se pueden formar muchos puentes cruzados. Se
puede generar el máximo poder en una acción muscular concéntrica
cuando los niveles de fuerza y velocidad son de 30% de máximo.
Fuerza
Acción muscular excéntrica
Fuerza isométrica
Acción muscular
concéntrica
Velocidad
máxima de
alargamiento
Velocidad
máxima de
acortamiento
Velocidad
FIGURA 3-28 La relación entre fuerza y velocidad en una acción
muscular excéntrica es opuesta a la de una acción muscular con­
céntrica. En la acción muscular excéntrica, la fuerza se incrementa a
medida que la velocidad de alargamiento aumenta. La fuerza con­
tinúa incrementándose hasta que la acción excéntrica ya no puede
controlar el alargamiento del músculo.
¿Cuáles son algunos de los factores que determinan
la producción de fuerza en el músculo?
1. El número de puentes cruzados formados a nivel
del sarcómero.
2. La sección transversal de la fibra muscular individual.
3. La sección transversal del músculo en su totalidad.
4. La configuración de las fibras del músculo.

93. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 81
Sección transversal muscular y longitud total del músculo
La arquitectura del músculo determina si el músculo puede
generar grandes cantidades de fuerza y si puede cambiar sig-
nificativamente su longitud para desarrollar una mayor veloci-
dad de movimiento. En este último caso, la capacidad de un
músculo de acor
tarse se ve reflejada por los cambios tanto en
la longitud como en la velocidad, dependiendo de la situación.
En general, la fuerza de un músculo y su potencial para
desarrollar fuerza están determinados principalmente por su
tamaño. Los músculos pueden producir una fuerza contráctil
máxima de entre 25 y 35 N por centímetro cuadrado de
sección transversal, de modo que los músculos más grandes
producen más fuerza.
En el músculo peniforme, las fibras son típicamente más
cortas y no están alineadas con la línea de tracción. Hay un
mayor número de sarcómeros alineados en paralelo, lo que
aumenta la capacidad de producción de fuerza. Con un
AFCT más grande, el músculo peniforme es capaz de ejercer
más fuerza que una masa similar de fibras paralelas.
Las fibras paralelas con una mayor longitud de fibra tienen
típicamente un rango de trabajo más grande, produciendo
un mayor rango de movimiento y una mayor velocidad de
contracción. Con las fibras alineadas en paralelo respecto a la
línea de tracción, un mayor número de sarcómeros están uni-
dos extremo con extremo en serie. Esto resulta en una mayor
longitud de
las fibras y la capacidad de generar velocidades de
acortamiento más rápidas.
Un músculo con un mayor índice de longitud muscular res-
pecto a la longitud del tendón tiene el potencial para acortarse
sobr
e una mayor distancia. Por consecuencia, los músculos
que se unen al hueso con un tendón corto (p. ej., el recto
abdominal) pueden moverse a lo largo de una mayor distancia
de acortamiento que los músculos con tendones más largos (p.
ej., el gastrocnemio) (19). También se dan grandes cantidades
de acortamiento debido a que el músculo esquelético puede
acortarse hasta aproximadamente 30 a 50% de su longitud en
reposo. De forma similar, un músculo con menos penación
también puede acortarse a lo largo de una mayor distancia y
generar velocidades más altas (p. ej., isquiotibiales, dorsifle-
xor). Por el contrario, un músculo con una mayor penación
(p.
ej., el gastrocnemio) puede generar fuerzas más grandes.
En la figura 3-29 se ilustran las ventajas de configurar los sar-
cómeros en paralelo (fibras relativamente más cortas con una
mayor AFCT
, como en un músculo penado) o en serie (fibras
relativamente más grandes, como en un músculo fusiforme).
Longitud de la fibra muscular
La magnitud de la fuerza producida por un músculo durante
una contracción también está relacionada a la longitud a la
cual se mantiene el músculo (10). La longitud del músculo
puede aumentar, disminuir, o mantenerse constante durante
una contracción dependiendo de las fuerzas externas que se
oponen. La longitud muscular está restringida por la ana-
tomía de la región y la unión al hueso. La tensión máxima
que puede generarse en una fibra muscular se da cuando

un músculo es activado a una longitud ligeramente mayor
a la longitud en reposo, en algún punto entre 80 y 120%
de la longitud en reposo. Afortunadamente, la longitud de
la mayoría de los músculos en el cuerpo está dentro de este
rango de producción máxima de fuerza. En la figura 3-30 se
muestra la relación longitud-tensión y se demuestra la con-
tribución de los componentes activo y pasivo en el músculo
durante una contracción isométrica.
Tensión a longitudes acortadas
La capacidad de desarrollo de tensión disminuye cuando el
músculo es activado tanto a longitudes acortadas como alarga-
das. La longitud óptima a nivel del sarcómero es cuando existe
una
superposición máxima de miofilamentos, permitiendo el
¿Cuáles son algunos de los factores que determi-
nan la producción de velocidad en el músculo?
1. La longitud del músculo.
2. La tasa de acortamiento por sarcómero por fibra.
3. La configuración de las fibras del músculo.
f = 1Fuerza
Rango de
movimiento
Tiempo de
contracción
Velocidad
x = 1
t = 1
x
/t = 1
f = 1
nx = 3
t = 1
x /t = 3
nf = 3
x = 3
t = 1
x /t = 1
1 sarcómero
n
3 sarcómeros
en series
3 sarcómeros
en paralelo
FIGURA 3-29 Esta tabla muestra el efecto de configurar los sarcó­
meros en serie o en forma paralela. Tienen ventaja en la producción
de grandes rangos de movimiento y velocidad cuando están en serie.
Tienen ventaja en la producción de fuerza cuando están configurados
en forma paralela.
Tensión en e l C
E
S
y
e
l C
E
P
T
e
n
s
i ó
n
a
c tiva
Tensión to
t a
l
Tensión isométrica
Filamento
de miosina
Filamento
de actina
Longitud
L
0
FIGURA 3-30
 Las fibras musculares no pueden generar tensiones
altas en el estado acortado (A) debido a que los filamentos de actina y
miosina están superpuestos al máximo. La mayor tensión en una fibra muscular puede generarse a una longitud ligeramente mayor que la longitud en reposo (B). En el músculo elongado (C), las fibras son inca­ paces de generar tensión dado que los puentes cruzados están siendo separados. Sin embargo, la tensión muscular se incrementa dado que los componentes elásticos incrementan su desarrollo de tensión. CEP, componente elástico paralelo; CES, componente elástico en serie.

94. 82 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
mayor número de puentes cruzados. Cuando un músculo
se ha acortado a la mitad de su longitud, no es capaz de
generar mucha más tensión contráctil. A longitudes cor
tas,
hay menos tensión presente debido a que los filamentos han
excedido su capacidad de superponerse, creando una activa-
ción incompleta de los puentes cruzados dado que se pueden
for
mar menos de ellos (10) (Fig. 3-30). Por tanto, al final de
un movimiento articular o del rango de movimiento de un
segmento, el músculo está débil y es incapaz de generar gran-
des cantidades de fuerza.
Tensión a longitudes alargadas
Cuando un músculo se alarga y luego se activa, la tensión
en la fibra muscular es inicialmente mayor debido a que los
puentes cruzados son separados después de que inicialmente
se habían unido (49). Esto continúa hasta que la longitud
del músculo aumenta ligeramente más allá de la longitud en
reposo. Cuando el músculo se alarga aún más y se contrae, la
tensión generada en el músculo cae debido al deslizamiento
de los puentes cruzados, resultando en la formación de
menos puentes cruzados (Fig. 3-30).
Contribución de los componentes elásticos
El CC no es el único factor que contribuye a la tensión a
diferentes longitudes musculares. La tensión generada en un
músculo acortado es compartida por el CES, esto es, la mayo-
ría de la tensión se desarrolla en el tendón. La tensión en el
músculo es igual a la tensión en el CES cuando el músculo se

contrae en una longitud acortada.
A medida que las características de desarrollo de tensión
de los componentes activos de las fibras musculares dismi-
nuyen con el alargamiento, la tensión en el músculo total se
incr
ementa debido a la contribución de los elementos pasivos
en el músculo. El CES se estira, y se desarrolla tensión en el
tendón y los puentes cruzados a medida que rotan hacia atrás
(24). También se desarrolla una tensión significativa en el
CEP a medida que el tejido conjuntivo en el músculo ofrece
resistencia al estiramiento. A medida que el músculo se alarga,
se genera tensión pasiva en estas estructuras, de modo que la
tensión total es una combinación de los componentes contrác-
til y pasivo (Fig. 3-30). A longitudes musculares extremas, la
tensión en el músculo es casi exclusivamente elástica o pasiva.
Longitud óptima para la tensión
La longitud óptima de un músculo para generar tensión
muscular es ligeramente mayor a su longitud en reposo dado
que los CC están produciendo tensión de forma óptima y los
componentes pasivos están almacenando energía elástica y
añadiendo al total de tensión en la unidad (18). Esta relación
apoya el hecho de colocar al músculo en estiramiento antes
de utilizarlo para una acción articular. Uno de los principales
propósitos de la fase de preparación es colocar al músculo en
estiramiento para facilitar el rendimiento del músculo en el
movimiento.
Activación neural del músculo
La cantidad de fuerza generada en el músculo está determi-
nada por el número de puentes cruzados formados a nivel del
sar
cómero. La naturaleza de la estimulación de las unidades
motoras y los tipos de unidades motoras reclutadas afectan a
la fuerza de salida. La fuerza de salida se incrementa a mayo-
res niveles a medida que el reclutamiento de unidades moto-
ras se expande de fibras de contracción lenta tipo I a fibras de
contracción rápida tipo IIa y luego tipo IIb. El r
eclutamiento
de unidades motoras adicionales o reclutamiento de fibras de
contracción rápida incrementa la fuerza de salida.
Tipo de fibra
A una determinada velocidad de movimiento, la fuerza gene-
rada por los músculos depende del tipo de fibra. Una fibra
de
contracción rápida genera más fuerza que una fibra de
contracción lenta cuando el músculo se está alargando o acor-
tando. Las fibras de contracción rápida tipo IIb producen la
mayor
cantidad de fuerza máxima de todos los tipos de fibras.
A un nivel determinado de fuerza absoluta, la velocidad tam-
bién es mayor en los músculos con un mayor porcentaje de
fibras de contracción rápida. Las fibras de contracción rápida

generan velocidades más altas debido a una liberación más
rápida de Ca
2+
y mayor actividad de la ATPasa. Las fibras de
contracción lenta, que son reclutadas primero, son el tipo
predominantemente activo de fibra en las situaciones de carga
baja, y su velocidad máxima de acortamiento es más lenta que
la de las fibras de contracción rápida.
Precarga del músculo antes de la contracción
Si la acción concéntrica, o de acortamiento, está precedida por
un preestiramiento mediante acción muscular excéntrica, la
acción concéntrica resultante es capaz de generar una mayor
fuerza. Denominado ciclo de estiramiento-contracción o esti
­‑
ramiento-acortamiento, el estiramiento del músculo incre-
menta su tensión a través del almacenamiento de energía elástica potencial en el CES del músculo (32) (Fig. 3-31).

Cuando un músculo se estira, se da un pequeño cambio en la longitud del músculo y el tendón (33) y la acumulación máxima de energía almacenada. Por tanto, cuando sigue una acción muscular concéntrica, se añade un efecto de retroceso a la fuerza de salida a través del complejo músculo-tendón (24).
Una acción muscular concéntrica que comienza al final de
un preestiramiento también está aumentada por la energía elástica almacenada en el tejido conjuntivo alrededor de las fibras musculares. Esto contribuye a una alta fuerza de salida en la porción inicial de la acción muscular concéntrica a medida que estos tejidos regresan a su longitud normal.
Si la contracción del músculo ocurre dentro de un tiempo
razonable después del estiramiento (hasta 0.9 segundos), la
¿De qué forma contribuye la tensión en los
componentes activo y pasivo a la generación
de fuerza en el músculo?
1. A menos de 50% de la longitud en reposo, el
músculo no puede desarrollar fuerza contráctil.
2. A una longitud en reposo normal, la tensión activa generada en el músculo es lo que más contribuye a la fuerza muscular. También contribuye algo de tensión elástica pasiva ligera.
3. Más allá de la longitud en reposo, la tensión pasiva compensa algo de la disminución en la fuerza muscular activa.
4. Con el estiramiento adicional del músculo, la ten-
sión pasiva es responsable de la mayor cantidad de generación de fuerza.

95. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 83
energía almacenada se recupera y se utiliza. Si el estiramiento
se mantiene durante demasiado tiempo antes de que ocurra
el acortamiento del músculo, la energía elástica almacenada se
pierde a través de su conversión a calor (31).
Contribuciones neurales
El estiramiento que precede a la acción muscular concén-
trica también inicia una estimulación del grupo muscular a
través
de potenciación refleja. Esta activación representa sólo
aproximadamente 30% del incremento de la acción muscular
concéntrica (31). El incremento restante se atribuye a energía
almacenada. El proceso real de activación propioceptiva a tra-
vés del asa refleja se presenta en el siguiente capítulo.
Uso del preestiramiento
La mejor técnica para incrementar significativamente el desem-
peño de una acción muscular concéntrica a través del retorno
de ener
gía elástica y aumento de la activación del músculo,
es un preestiramiento de rango corto o baja amplitud durante
un periodo cor
to (4, 31). Para obtener el mayor retorno de
energía absorbida en la acción negativa o excéntrica, el atleta
debe realizar el estiramiento rápido pero no demasiado lejos.
Además, el atleta no debe pausar al final del estiramiento, sino
moverse inmediatamente hacia la acción muscular concén-
trica. En el salto, por ejemplo, un “contra-salto” rápido desde
la posición anatómica, con una acción de bajar
-detenerse-im-
pulsarse, bajando sólo entre 8 y 12 pulgadas, es mucho más
efectivo que un salto desde una posición en cuclillas o un salto

desde una altura que fuerza a las extremidades a flexionarse
más (4). En la figura 3-32 se presenta la influencia de este tipo
de técnica de salto sobre el músculo gastrocnemio.
Las fibras de contracción lenta y contracción rápida mane-
jan el preestiramiento de forma diferente. Los músculos con
fibras pr
edominantemente de contracción rápida se benefician
de un preestiramiento a muy alta velocidad con una distancia
corta, dado que pueden almacenar más energía elástica (31).
Las fibras de contracción rápida pueden manejar un estira-
miento rápido debido a que la formación de puentes cruzados
en la miosina ocur
re de forma rápida. En las fibras de contrac-
ción lenta, la formación de puentes cruzados es más lenta (17).
En una fibra de contracción lenta, el preestiramiento de baja
amplitud no es ventajoso, dado que la energía no puede almace-
narse lo suficientemente rápido y la formación de puentes cru-
zados es más lenta (17, 31). Por tanto, las fibras de contracción
lenta se benefician de un pr
eestiramiento que sea más lento y
que implique un mayor rango de movimiento. A algunos atle-
tas con fibras de contracción lenta predominantes se les debe
alentar a utilizar pr
eestiramientos más prolongados del músculo
para obtener los beneficios del estiramiento. Sin embargo, para
la mayoría de los atletas, el preestiramiento corto con un rango
de movimiento pequeño es el método preferido.
Ejercicios pliométricos
El uso de un preestiramiento rápido es parte de un protocolo
de acondicionamiento conocido como ejercicios pliométri -
cos. En este protocolo, el músculo se somete a un estiramiento
rápido, y se inicia acción muscular concéntrica al final del

estiramiento. Los saltos sobre una sola pierna, los saltos de
profundidad y el saltar escalones son todas actividades pliomé-
tricas para la extremidad inferior. También se utilizan bandas
elásticas para pr
oducir un estiramiento rápido en los músculos
de las extremidades superiores. Los ejercicios pliométricos se
cubren en mayor detalle en el capítulo 4.
Envejecimiento del músculo
Sarcopenia es el término para definir la pérdida de masa
muscu
­lar y el declive de la calidad del músculo que se presenta
con el envejecimiento. La sarcopenia resulta en una pérdida de fuerza muscular que impacta la densidad del hueso, la función, la intolerancia a la glucosa, y varios otros factores que condu-
cen a la discapacidad en los adultos mayores. En el envejeci-
miento del músculo ocurren cambios tanto anatómicos como bioquímicos que conducen a la sar
copenia. Anatómicamente,
hay varios cambios, incluyendo una disminución de la masa muscular y de la sección transversal, aumento de la grasa y el tejido conjuntivo, disminución en el tamaño de las fibras de tipo II, disminución en el número de fibras tanto tipo I como II, cambios a nivel del sarcómero, y disminución en el número de unidades motoras (28). Bioquímicamente, hay reducción en la síntesis de proteínas, cierto impacto sobre la actividad enzi-
mática y cambios en la expresión de proteínas en el músculo.
La fuerza muscular disminuye con el envejecimiento a una
tasa de aproximadamente 12 a 15% por década después de los 50 años de edad (28). La tasa de pérdida de fuerza aumenta con la edad, y está relacionada a muchos factores, algunos de los cuales son anatómicos, bioquímicos, nutricionales y ambientales. El entrenamiento progresivo de resistencia es la mejor intervención para enlentecer o revertir los efectos del envejecimiento sobre el músculo.
Otros factores que influencian el desarrollo
de fuerza y velocidad
Existen varios otros factores que influencian el desarrollo de
fuerza y velocidad en el músculo esquelético. La fatiga muscu
­
EstiramientoA cortamiento
FIGURA 3-31 Si un estiramiento del músculo (A-B) precede a una
acción muscular concéntrica (B-C), la fuerza de salida resultante es
mayor. El incremento en la fuerza de salida es atribuible a contribu­
ciones de energía elástica almacenada en el músculo, tendón y tejido
conjuntivo y a través de cierta facilitación neural.

96. 84 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Estiramiento mediante actividad
muscular excéntrica Acción muscular concéntrica
Caída (1.1 m)
Facilitación
por estiramiento
Tiempo (ms)
100 0 100 200
FIGURA 3-32
 Facilitación neural en el gastrocnemio. En los saltadores entrenados, se utiliza el preestira­
miento para facilitar la actividad neural en los músculos de la extremidad inferior. La facilitación neural, ligada
con el efecto de retroceso de los componentes elásticos, contribuye al salto si se realiza en el momento y con
la amplitud correctos. (Adaptada con autorización de Sale, D. G. [1986]. Neural adaptation in strength and
power training. En N. L. Jones, et al. (Eds.). Human Muscle Power. Champaign, IL: Human Kinetics, 289
-308).
lar puede influenciar el desarrollo de fuerza a medida que el
músculo se vuelve progresivamente más débil, la velocidad de
acortamiento se reduce, y la tasa de relajación se enlentece.
Las diferencias de género y los factores psicológicos también
pueden influenciar el desarrollo de fuerza y velocidad.
Fortaleciendo al músculo
La fuerza se define como la máxima cantidad de fuerza
producida por un músculo o grupo muscular en el sitio de unión con el esqueleto (38). Mecánicamente, la fuerza es

97. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 85
PRINCIPIOS DEL ENTRENAMIENTO DE RESISTENCIA
Especificidad del entrenamiento
La especificidad del entrenamiento, con relación a músculos
específicos, es importante en el entrenamiento de resisten-
cia. Sólo los músculos utilizados en un patrón específico de
movimiento ganan fuerza. Este principio, la adaptación espe-
cífica a las demandas impuestas, debe dirigir la elección de
levantamientos hacia patr
ones de movimiento relacionados
al deporte o actividad en el que el patrón puede ser utilizado
(59). Esta especificidad del entrenamiento tiene una base
neurológica, de forma muy parecida al aprender una nueva
habilidad motora, uno es usualmente torpe hasta que se esta-
blece el patrón neurológico. En la figura 3-35 se muestran
dos habilidades depor
tivas, los impulsos de un liniero de fut-
bol americano y el tablereo de un basquetbolista. Las decisio-
nes que conciernen a las acciones musculares, la velocidad del
movimiento, el rango de movimiento, los gr
upos musculares
y la intensidad y volumen son todas importantes en términos
de especificidad del entrenamiento (Tabla 3-1) (37).
En las etapas iniciales del entrenamiento de fuerza hay un
proceso de aprendizaje. Este proceso continúa hacia las etapas
más tardías del entrenamiento, pero tiene su mayor influencia
al comienzo del programa. En las etapas iniciales de un pro-
grama, el levantador novato muestra ganancias en cuanto a la
fuerza como consecuencia de apr
ender a levantar, en lugar de
obtener un incremento notable en las determinantes físicas
de fuerza, como el incremento en el tamaño de las fibras (15,
59). Ésta es la base para utilizar una resistencia submáxima y
un número alto de repeticiones al comienzo de un programa
de entrenamiento de fuerza, de modo que primero se puede
aprender a realizar el levantamiento de forma segura.
igual al torque isométrico máximo a un ángulo específico.
Sin embargo, la fuerza se mide por lo regular moviendo la
carga externa más pesada posible a través de una repetición
de un rango específico de movimiento. El movimiento de la
carga no se realiza a una velocidad constante debido a que
los movimientos articulares por lo general se llevan a cabo
a velocidades que varían de manera considerable a través del
rango de movimiento. Hay muchas variables que influencian
la medición de la fuerza. Algunas de é stas incluyen la acción
muscular (excéntrica, concéntrica e isométrica) y la velocidad
del movimiento de la extremidad (30). Además, las caracte-
rísticas de longitud-tensión, fuerza-ángulo y fuerza-tiempo
influencian
las mediciones de fuerza ya que ésta varía a través
del rango de movimiento. Las mediciones de fuerza están
limitadas por la posición articular más débil.
El entrenar un músculo para aumentar su fuerza se enfoca
en el desarrollo de una mayor área de corte transversal en el
músculo y en desarrollar más tensión por unidad de área de
corte transversal (59). Esto aplica para todas las personas,
tanto jóvenes como mayores. El aumento en el área de corte
transversal, o hipertrofia, asociado con el entrenamiento
con pesas, es causado por un incremento en el tamaño de
las fibras musculares y más capilares en el músculo, lo que
crea una mayor área neta de fibras en el músculo (32, 40).
El aumento de tamaño es atribuido al incremento de tamaño
de las miofibrillas o separación de las miofibrillas, como se
muestra en la figura 3-33. Algunos investigador
es especulan
que las fibras musculares pueden dividirse (Fig. 3-33), pero
esto no ha sido demostrado experimentalmente en humanos
(40). El incremento en la tensión por unidad de corte trans-
versal refleja la influencia neural sobre el desarrollo de fuerza
(47). En las etapas iniciales del desar
rollo de fuerza, la adap-
tación del sistema nervioso es responsable de una porción
significativa de las ganancias de fuerza a través de la mejoría

en el reclutamiento de unidades motoras, las tasas de disparo,
Preentrenamiento Posentrenamiento
Aumento del tamaño
de la miofibrilla
Separación
de la miofibrilla
Entrenamiento
A
B
FIGURA 3-33 (A) Durante el entrenamiento de fuerza, las fibras
musculares incrementan su sección transversal a medida que las mio­
fibrillas se vuelven más grandes y se separan. (B) Se ha postulado que
las fibras pueden de hecho dividirse, pero esto aún no ha sido demos­
trado en humanos. (Adaptada con autorización de MacDougall,
J. D. [1992]. Hypertrophy or hyperplasia. En P. Komi (ed.). Strength and
Power in Sport. Boston, MA: Blackwell Scientific, 230
-238).
y la sincronización (37). A esto sigue la hipertrofia a medida
que la calidad de las fibras mejora. En la figura 3-34 se ilustra
la progresión de la fuerza.
¿Cuáles son los componentes de un programa
de entrenamiento de resistencia?
1. El tipo de acciones musculares que se utilizarán
(concéntricas, excéntricas e isométricas).
2. La selección de ejercicios (ejercicios de una sola articulación o de múltiples articulaciones).
3. El orden de los ejercicios y el esquema de tra-
bajo (cuerpo entero versus parte superior/inferior del cuerpo versus sesiones de trabajo divididas).
4. La carga (la cantidad de peso que será levan-
tado, % del máximo en una repetición).
5. El volumen de entrenamiento (número de sets y
repeticiones en una sesión).
6. Los intervalos de reposo (30 a 40 s a 2 a 3 min).
7. La velocidad de repetición (levantamiento lento versus
rápido).
8. La frecuencia (1 a 6 d/sem).
Fuente: Kraemer, W. J., Ratamess, N. A. (2004). Fundamentals of
resistance training: progression and exercise prescription. Medicine
& Science in Sports & Exercise, 36:674-688.

98. 86 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Además de la especificidad del patrón de movimiento articu­
lar, la especificidad del entrenamiento del músculo también se
relaciona con la velocidad del entrenamiento. Si el músculo
se entrena a velocidades bajas, mejorará su fuerza a velocidades
bajas, aunque entr
enar a una mayor velocidad de levantamiento
puede promover mayores ganancias en cuanto a fuerza (53). Es
importante que si el poder es el objetivo principal de un atleta,
la rutina de entrenamiento de fuerza debe contener movimien-
tos que se enfocan en los componentes de fuerza y velocidad
para maximizar y emular el poder
. Luego de que se ha estable-
cido una base de fuerza, el poder se obtiene con cargas de alta
intensidad y un bajo númer
o de repeticiones (48).
Intensidad
La intensidad de la rutina de entrenamiento es otro factor
importante para monitorear el desarrollo de fuerza. Las ga
­
nancias en cuanto a fuerza están directamente relaciona­das
a la tensión producida en el músculo. Un músculo debe ser sobrecargado a un umbral particular antes de que responda y se adapte al entrenamiento (60). La cantidad de tensión en el músculo, y no el número de repeticiones, es el estímulo para el desarrollo de fuerza. La cantidad de sobrecarga usualmente está determinada como el porcentaje de la cantidad máxima de tensión que puede desarrollar un músculo o un grupo de músculos.
Los atletas intentan trabajar al porcentaje más alto de su
capacidad máxima de levantamiento para incrementar la magni-
tud de sus ganancias de fuerza. Si el atleta entrena regularmente utilizando un alto númer
o de repeticiones con bajas cantidades
de tensión por repetición, las ganancias de fuerza serán mínimas debido a que el músculo no ha sido sobrecargado más allá de su umbral. Las mayores ganancias de fuerza se logran cuando el músculo se trabaja cerca de su tensión máxima antes de alcanzar un estado de fatiga (dos a seis repeticiones).
El músculo se adapta a las mayores demandas colocadas
sobre él, y un incremento sistemático a través de una sobre -
carga progresiva puede conducir a mejorías en cuanto a la fuerza,
poder y la resistencia de la musculatura local (36).
Se puede sobrecargar al músculo aumentando la carga, ampliando las repeticiones, alterando la velocidad de repe-
tición, reduciendo el periodo de reposo entre ejercicios, e incr
ementando el volumen (37).
Reposo
La calidad y el éxito de una rutina para desarrollar fuerza también están directamente relacionados al reposo que se les proporciona a los músculos entre los sets, entre los días de entrenamiento, y antes de una competencia. El reposo del músculo esquelético que ha sido estresado a través del entre-
namiento de resistencia es importante para la recuperación y r
econstrucción de la fibra muscular. A medida que el múscu
­‑
lo esquelético se fatiga, la capacidad de desarrollar tensión se
deteriora, y el músculo no está operando a su sobre
­‑
carga óptima.
Atletas
de fuerza
más serios
La mayoría
de los
estudios de
entrenamiento
Progreso
Duración de entrenamiento
8 semanas 30 semanas
Fuerza
Neural
Hipertrofia
FIGURA 3-34 En las fases iniciales de un programa de entrenamiento de fuerza, la mayoría de la ganan­
cia de fuerza se debe a adaptación neural, lo que es seguido de hipertrofia de las fibras musculares. Ambos
cambios contribuyen al incremento general en la fuerza.

99. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 87
FIGURA 3-35 Los ejercicios de levantamiento de pesas deben seleccionarse de modo que reproduzcan algunos de los movimientos utilizados
en el deporte. Para el liniero de futbol americano (A a C), el levantamiento de peso muerto incluye acciones articulares similares. De igual forma,
para los jugadores de baloncesto que utilizan una acción de salto, la sentadilla y la elevación de talones son ejercicios útiles (D a F).
Volumen
El volumen de trabajo que realiza un músculo puede ser el fac-
tor importante en términos del reposo del músculo. El volumen
de trabajo en un músculo es la suma del númer
o de repeticiones
multiplicadas por la carga o peso levantado (59). El volumen
puede ser registrado por semana, mes o año, y debe incluir
todos los levantamientos importantes y el número de levan-
tamientos. En una semana, el volumen de levantamiento para
dos levantador
es de pesas puede ser el mismo, aun cuando sus
esquemas de entrenamiento no sean los mismos. Por ejemplo,
uno de ellos levanta tres sets de 10 repeticiones de 100 lb, para
un volumen de 3
000 lb, y otro levanta tres sets de dos repeticio -
nes de 500 lb, también para un volumen de 3 000 libras.
Ha habido una discusión considerable acerca del número
de sets óptimos para el desarrollo de fuerza. Hay evidencia que
sugiere que se pueden obtener ganancias similares de fuerza con un solo set en lugar de múltiples sets (7). Por otro lado, también hay mucha evidencia que apoya ganancias de fuerza considerablemente mayores con tres sets en comparación de un solo set (53).
Al comienzo de un programa de entrenamiento con pesas,
el volumen es usualmente alto, con más sesiones por semana,

100. 88 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
mentará la fuerza de los músculos. Si un atleta deja de levantar
en preparación para una competencia, se puede mantener la
fuerza durante al menos cinco días, y puede ser incluso mayor
después de unos cuantos días de reposo (59).
Entrenamiento de fuerza para el no atleta
Los principios del entrenamiento de fuerza o resistencia han
sido discutidos utilizando al atleta como ejemplo. Es impor-
tante saber que estos principios son aplicables a situaciones de
r
ehabilitación, a los adultos mayores, niños y a los individuos no
acondicionados. Hoy en día se recomienda el entrenamiento de
fuerza como parte del desarrollo total de condición física de una
persona. El American College of Sports Medicine recomienda
al menos un set de entrenamiento de resistencia dos veces por
semana e incluyendo ocho a 12 ejercicios para adultos (1). La
persona no entrenada responde de forma favorable a la mayoría
de los protocolos, demostrando altas tasas de mejoría en com-
paración con las personas entrenadas (37).
El entrenamiento de fuerza es una forma efectiva de
ejercicio para los adultos mayores. Con el envejecimiento
se presenta una marcada disminución de la fuerza, que se
piensa está relacionada a niveles reducidos de actividad (27).
El entrenamiento de fuerza que se mantiene hasta etapas más
tardías de la vida puede contrarrestar la atrofia del tejido óseo
y moderar la progresión de alteraciones articulares degenera-
tivas. El entrenamiento excéntrico también ha demostrado
ser efectivo para desar
rollar fuerza en los adultos mayores
(39). Los grupos muscu
­lares identificados para una atención
especial incluyen los flexores del cuello, los músculos de la cintura escapular, los abdominales, glúteos y los extensores de la rodilla.
Sólo la magnitud de la resistencia debe variar en el entrena-
miento con pesas para los atletas, adultos mayores, individuos jóvenes y otr
os. Mientras que un atleta entrenado puede rea-
lizar una elevación lateral de hombro con una pesa de 50 lb en una mano, una persona mayor puede simplemente elevar

el brazo hacia un costado utilizando el peso del brazo como resistencia. El levantamiento de peso de alta resistencia debe ser implementado con precaución, en especial con los indivi-
duos jóvenes y los adultos mayores. La carga excesiva del sis-
tema esquelético a través de levantamientos de alta intensidad puede fracturar al
hueso en los adultos mayores, en especial al
individuo con osteoporosis.
más levantamientos por sesión, más sets por ejercicio, y más repeticiones por set en comparación con etapas posteriores del programa (15). A medida que uno progresa a través del programa de ejercicio, el volumen disminuye. Esto se lleva a cabo levantando menos veces por semana, realizando menos sets por ejercicio, incrementando la intensidad de los levanta-
mientos, y realizando menos repeticiones.
La recomendación para repeticiones anuales es de 20
000
levantamientos, que pueden ser divididos en volúmenes men-
suales y semanales a medida que el peso se incrementa o se r
educe (15). En un mes o en una semana, el volumen de
levantamiento varía para ofrecer días y semanas con mayor o menor volumen.
Un levantador que realiza ejercicios de alta resistencia con
un bajo número de repeticiones debe permitirse entre 5 y 10 minutos de descanso entre sets para que se recuperen los sistemas de energía (59). Si el descanso es menor a 3 minutos, se utiliza un sistema de energía diferente, resultando en la acumulación de ácido láctico en el músculo.
Los fisicoculturistas utilizan el entrenamiento de alta inten-
sidad y poco descanso para aumentar el tamaño del músculo a expensas de per
der cierta ganancia de fuerza lograda con un
mayor periodo de reposo. Si no es posible un mayor periodo de reposo, se piensa que un circuito de entrenamiento alto en repeticiones y bajo en resistencia entre los levantamientos de alta resistencia puede reducir la acumulación de ácido láctico en el músculo. Los fisicoculturistas también se ejercitan a car-
gas menores que las de los levantadores de poder y los levan-
tadores de pesas (6 a 12 RM). Ésta es la principal razón de las difer
encias de fuerza entre el levantador de pesas (mayor
fuerza) y el fisicoculturista (menos fuerza).
El desarrollo de fuerza para el mejoramiento del desem-
peño usualmente sigue un plan detallado que ha sido descrito en la literatura para numer
osos deportes y actividades. El
cuadro a largo plazo por lo regular involucra alguna forma de periodización durante la cual las cargas se incrementan y el
volumen de los levantamientos disminuye durante un periodo de meses. La variación mediante la periodización es impor-
tante para la progresión a largo plazo, a fin de superar mesetas o disminuciones en la fuerza causadas por adaptaciones físicas

más lentas a las cargas. A medida que el atleta se aproxima a la temporada de competencia, el volumen de levantamiento debe reducirse en tanto como 60%, lo cual de hecho incre-
TABLA 3-1 Ejemplo de ciclo de entrenamiento con pesas
Fase Preparación
Hipertrofia
Fuerza básica
de transición
Poder/fuerza
de competencia
Transición (descanso activo)
pico/mantenimiento
Sets 3
-10 3-5 3-5 1-3
Repeticiones 8-12 4-6 2-3 1-3
Días/semana 1-3 1-3 1-2 1
Veces/día 1-3 1-3 1-2 1
Intensidad/ciclo
a
2:1
-3:1 2:1-4:1 2:1-3:1 —
Intensidad Baja Alta Alta Muy alta a baja
Volumen Alto Moderado a alto Bajo Muy bajo
a
Índice de semanas de entrenamiento intenso a semanas de entrenamiento ligero.
Fuente: NSCA 1986, 8(6), 17
-24.

101. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 89
Las placas epifisarias en los jóvenes también son suscepti-
bles a lesionarse con cargas altas o una técnica inadecuada de
levantamiento; por tanto, no se r
ecomiendan los programas
de alta intensidad para niños. Sin embargo, si se cuida la
seguridad, los niños y adolescentes pueden lograr ganancias
en cuanto a fuerza inducidas por el entrenamiento (11).
La participación regular en un programa de entrenamiento
de r
esistencia progresivo para niños y adolescentes tiene
muchos beneficios potenciales, incluyendo aumento de la
fortaleza del hueso, control de peso, reducción de lesiones,
mejoría del desempeño deportivo e incrementos en la resis-
tencia muscular (11).
MODALIDADES DE ENTRENAMIENTO
Ejercicio isométrico
Existen varias formas de cargar al músculo, todas las cuales
tienen ventajas y desventajas en términos de desarrollo de
fuerza. El entrenamiento isométrico carga al músculo en una
posición articular, de modo que el torque del músculo es igual
al torque de resistencia y no se produce movimiento (2). Los
individuos han demostrado ganancias moderadas de fuerza
utilizando ejercicios isométricos, y los levantadores de poder
pueden utilizar entrenamiento isométrico de alta resistencia
para aumentar el tamaño de los músculos.
El ejercicio isométrico también se utiliza en rehabilitación
y con individuos no acondicionados debido a que es más fá
­‑
cil de realizar que el ejercicio concéntrico. El principal pro-
blema asociado con el ejercicio isométrico es que tiene una extrapolación
mínima al mundo real ya que la mayoría de las
actividades en el mundo real involucran acciones musculares excéntricas y concéntricas. Más aún, el ejercicio isométrico sólo mejora la fuerza del grupo muscular en el ángulo articu-
lar en el que el músculo está siendo estresado, lo que limita el desar
rollo de fuerza a través del rango de movimiento.
Ejercicio isotónico
La modalidad más popular de entrenamiento de fuerza es el ejercicio isotónico. Un ejercicio se considera isotónico
cuando el segmento mueve un peso específico a través de un rango de movimiento. Aunque el peso de la mancuerna o segmento corporal es constante, la verdadera carga impuesta sobre el músculo varía a través del rango de movimiento. En un levantamiento isotónico, primero se vence la carga o resis-
tencia inicial y luego se desplaza a través del movimiento (2). La r
esistencia no puede ser más pesada que la cantidad de tor-
que muscular desarrollado por la posición articular más débil, debido a que la car
ga máxima levantada sólo es tan grande
como esta posición. Ejemplos de modalidades isotónicas son el uso de pesas libres y máquinas para varias articulaciones, como los gimnasios todo en uno, en los que se puede ajustar la resistencia externa (Fig. 3-36).
El uso de pesas versus máquinas ha generado una dis -
cusión considerable. Las pesas libres incluyen mancuernas, bar
ras, chalecos con peso, balones medicinales y otras cargas
añadidas que le permiten al levantador generar movimientos normales con el peso añadido. Quienes aconsejan el uso de pesas libres promueven la estabilización y el control como los principales beneficios en el uso de ellas. Las máquinas aplican resistencia en forma guiada o restringida, y se considera que requieren un menor control en general. Ambas técnicas de
A
B
FIGURA 3-36 Dos formas de ejercicios isotónicos para la extremi­
dad superior. (A) El uso de pesas libres (press de banca). (B) El uso de
una máquina.
entrenamiento pueden generar fuerza, poder, hipertrofia o
resistencia, de modo que la elección debe recaer en el indi-
viduo. Las pesas libres pueden ser preferibles para aumentar
la especificidad del entr
enamiento, pero es obligatoria una
técnica adecuada.
Se puede producir un movimiento isotónico con acción
muscular excéntrica o concéntrica. Por ejemplo, los ejercicios
de sentadilla involucran bajar peso de manera excéntrica y ele-
var el mismo peso de forma concéntrica. Aun cuando el peso
en un levantamiento isotónico es constante, el tor
que desarro-
llado por los músculos no lo es. Esto es debido a los cambios
en la longitud-tensión
o fuerza-ángulo o a la velocidad del
levantamiento. Para iniciar la flexión del codo mientras se sos-
tiene una pesa de 2.5 kg, una persona genera máxima tensión
en los flexor
es al comienzo del levantamiento para comenzar
a mover el peso. Recuerde que ésta es también una de las

102. 90 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
posiciones articulares más débiles debido al ángulo de unión
con el músculo. El moverse a través de la parte media del
movimiento requiere una tensión muscular reducida debido a
que el peso ya se está moviendo y la palanca musculoesquelé-
tica es más eficiente. El torque de resistencia también tiene su
pico en esta etapa del movimiento.
El levantamiento isotónico puede no sobr
ecargar ade-
cuadamente al músculo en el rango medio del movimiento,
donde
es típicamente más fuerte. Esto se magnifica espe-
cialmente si el levantamiento se realiza muy rápido. Si la
persona r
ealiza levantamientos isotónicos con una velocidad
constante (sin aceleración) de modo que se ejercita el rango
medio del movimiento, el torque creado por el músculo
igualará a la carga ofrecida por la resistencia. La evaluación
de la fuerza utilizando levantamientos isotónicos es en oca-
siones difícil debido a que no es fácil aislar acciones específi-
cas. La mayoría de los ejercicios isotónicos involucra acción
o estabilización de segmentos adyacentes.
Ejercicio isocinético
Una tercera modalidad de entrenamiento es el ejercicio isoci -
nético, un ejercicio realizado a una velocidad controlada con
una r
esistencia variable. Este ejercicio debe ser realizado en un
dinamómetro isocinético, permitiendo el aislamiento de una
extr
emidad, la estabilización de segmentos adyacentes, y el
ajuste de la velocidad del movimiento, que típicamente va de
0 a 600°/segundo (Fig. 3-37).
Cuando un individuo aplica una fuerza muscular contra
la barra de velocidad controlada del dispositivo isocinético,
se intenta empujar la barra a la velocidad predeterminada. A
medida que el individuo intenta generar tensión máxima a la
velocidad de contracción específica, la tensión varía debido
a cambios en la palanca y la unión muscular a través del
rango de movimiento. Se han utilizado pr
uebas isocinéticas
para cuantificar la fuerza en el laboratorio y en el contexto de
la rehabilitación. Existe una gran cantidad de literatura que
presenta una amplia gama de normas para las pruebas iso-
cinéticas de diferentes articulaciones, posiciones articulares,
velocidades y poblaciones.
La velocidad de los dispositivos influencia significativa-
mente los resultados. Por tanto, las pruebas deben realizarse
a una variedad de velocidades o a
una velocidad cercana a la
que se utilizará en la actividad. Esto es a menudo la principal
limitación de los dinamómetros isocinéticos. Por ejemplo, se
puede evaluar la fuerza isocinética de los rotadores internos
del hombro en un lanzador de beisbol a 300°/segundo en
un dinamómetro isocinético, pero la velocidad real del movi-
miento en el lanzamiento ha demostrado tener un promedio
de 6
000°/segundo (8). Las pruebas isocinéticas permiten
una medición cuantitativa del poder que previamente había sido difícil de medir en el campo.
Utilizar pruebas y entrenamiento isocinético tiene algunas
desventajas. El movimiento a una velocidad constante no es el tipo de movimiento que típicamente se realiza en las actividades de la vida diaria o en el deporte, y el costo de la mayoría de los sistemas isocinéticos y la falta de uso genera-
lizado hacen que el entrenamiento o las pruebas isocinéticas sean pr
ohibitivos para muchos.
Ejercicios cinéticos de cadena abierta y cerrada
Aunque la mayoría de los terapeutas aún utiliza pruebas iso-
cinéticas para valoración, muchos han descontinuado su uso para el entr
enamiento, y han adoptado el entrenamiento de
cadena cerrada, en el que los individuos utilizan el peso corpo-
ral y acciones musculares excéntricas y concéntricas. Un ejer -
cicio de cadena cerrada es un ejercicio isotónico en el que el final de la cadena está fijo, como en el caso de una mano o un

pie sobre el piso. Un ejemplo de ejercicio de cadena cerrada para el cuádriceps es un simple movimiento de sentadilla con los pies sobre el suelo (Fig. 3-38). Se piensa que esta forma de ejercicio es más efectiva que un ejercicio de cadena abierta, como una extensión de rodilla en un dinamómetro isociné-
tico o en una máquina para extensión de rodilla, dado que
utiliza el peso corporal, mantiene las relaciones musculares, y es más extrapolable a la función humana nor
mal. El uso
de ejercicio cinético de cadena cerrada para la articulación de la r
odilla ha mostrado promover una activación más balancea
­‑
da del cuádriceps en comparación con un ejercicio de cadena abier
ta (51). Con la promoción de una rehabilitación acele-
rada después de una cirugía de ligamento cruzado anterior, la tendencia en la terapia física es hacia el uso de ejer
cicios
cinéticos de cadena cerrada. Sin embargo, las investigaciones no han encontrado diferencia en la deformación producida en el ligamento cruzado anterior con el ejercicio de cadena abierta versus cerrada, aun cuando se observa más traslación
tibial anterior en el ejercicio de cadena abierta (12).
Entrenamiento funcional
La última modalidad de entrenamiento es el entrenamiento funcional, un protocolo de entrenamiento especializado para propósitos específicos. Con la meta de incrementar la especi-
ficidad del entrenamiento, el entrenamiento funcional utiliza equipo difer
ente para individualizar el entrenamiento para cada
propósito funcional. Este tipo de entrenamiento típicamente
FIGURA 3-37 Un ejercicio isocinético de extensión de la rodilla.
La máquina es el dinamómetro isocinético Biodex.

103. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 91
y aplicar resistencia a través de un sistema de cables durante un
patrón de movimiento diagonal. Un tipo específico de entre-
namiento funcional, el entrenamiento de fuerza multivector,
es un entr
enamiento de resistencia en el cual el individuo debe
coordinar la acción muscular que se presenta en tres direccio-
nes o planos de movimiento al mismo tiempo.
Cualquiera que sea la forma de ejercicio seleccionado, el
entrenamiento debe estimular las características de contrac-
ción de la actividad. El aumento de fuerza por sí solo no
necesariamente se traduce en un mejor desempeño funcio-
nal (55). Luego de mejorar la fuerza, también se presentan
rigidez muscular y cambios físicos, así como cambios en la

actividad neural, que requieren mayor coordinación. Por
tanto, no siempre ocurre una mejoría en la función derivada
de aumentos en la fuerza.
Lesión al músculo esquelético
CAUSA Y SITIO DE LESIÓN MUSCULAR
Las lesiones del músculo esquelético pueden ocurrir ya sea
durante un episodio de ejercicio intenso, al ejercitar un
músculo durante un periodo prolongado, o en un ejercicio
excéntrico. La lesión en sí es por lo regular una microlesión
con pequeñas lesiones en la fibra muscular. El resultado de
una distensión muscular o microdesgarro en el músculo se
manifiesta con dolor, inflamación, posible deformidad ana-
tómica, y disfunción atlética.
Los músculos con mayor riesgo de distensión son los
músculos biarticulares, los músculos que limitan el rango de
movimiento, y los músculos que se utilizan en forma excén-
trica (16). Los músculos biarticulares están en riesgo debido
a que pueden ser estirados en dos ar
ticulaciones (Fig. 3-39).
La extensión de la articulación de la cadera con flexión de la
articulación de la rodilla coloca al recto femoral bajo un estira-
miento extremo, y lo vuelve muy vulnerable a la lesión.
Los ejercicios excéntricos han sido identificados como
principales contribuyentes a la distensión muscular (50). Lue
­‑
go de una sesión prolongada de ejercicio isométrico o con-
céntrico, los músculos están fatigados, pero por lo regular es un estado temporal. Luego de una sesión no acostumbrada

de ejercicio excéntrico, los músculos permanecen débiles por más tiempo, y también están rígidos y adoloridos (45). El proceso de daño muscular generado por el ejercicio excén-
trico comienza con un daño inicial a nivel del sarcómero, seguido de adaptación secundaria para pr
oteger al músculo
de un mayor daño (45). También se ha documentado que el reposo puede jugar un papel muy importante al determi-
nar la disminución de fuerza luego de acciones musculares excéntricas. Los ciclos cor
tos de trabajo-reposo (10 segun-
dos vs.
5 minutos) han demostrado resultar en una mayor
disminución de la fuerza dos días después del ejercicio (9). Aunque se sabe que las fuerzas grandes en los músculos que trabajan excéntricamente pueden causar daño tisular, algunos piensan que este tipo de contracción excéntrica puede de hecho promover adaptaciones en el músculo y el tendón, resultando en un aumento en el tamaño y la fuerza (39).
Los músculos utilizados para finalizar el rango de movi-
miento están en riesgo dado que se utilizan excéntricamente
A
B
FIGURA 3-38 (A) Un ejercicio de cadena abierta para los mismos
músculos (extensión de la pierna). (B) Un ejercicio de cadena cerrada
para el músculo cuádriceps femoral (sentadilla).
incorpora balance y coordinación en cada ejercicio de modo
que la estabilidad sea inherente en el movimiento. El uso de
balones medicinales, balones de estabilidad, Bosu
©
, bandas
de hule y sistemas de poleas son ejemplos de varias herra-
mientas utilizadas en el entrenamiento funcional. Ejemplos de
ejer
cicios de entrenamiento funcional incluyen lanzar un balón
medicinal, realizar una presión de hombro mientras se está
sentado sobre un balón de estabilidad, aplicar una resistencia
variable a un ejercicio mediante bandas elásticas, pararse sobre
una tabla de balance o Bosu
©
mientras se realiza un ejercicio,

104. 92 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
para enlentecer una extremidad que se está moviendo muy
rápido. Sitios comunes donde los músculos se distienden mien-
tras enlentecen un movimiento son los isquiotibiales mientras
r
educen la velocidad de flexión de la cadera, y los músculos del
manguito rotador posterior mientras enlentecen al brazo en la
fase de seguimiento de un lanzamiento (16).
Aunque la fibra muscular en sí misma puede ser el sitio
del daño, se piensa que la fuente del dolor muscular que se
presenta inmediatamente después del ejercicio y la carga al
sistema es el tejido conjuntivo. Éste puede estar en las vai-
nas musculares, el epimisio, el perimisio, o el endomisio, o
puede
tratarse de una lesión en el tendón o ligamento (49).
De hecho, un sitio común de lesión muscular es en la unión
músculo-tendón, debido a las altas tensiones que se trans-
miten a través de esta región. Las lesiones en este sitio son
comunes en el gastr
ocnemio, el pectoral mayor, el recto
femoral, el aductor largo, el tríceps braquial, el semimembra-
noso, el semitendinoso y el bíceps femoral (16).
Es
importante identificar a aquellos que están en riesgo de
una distensión muscular. Primero, la probabilidad de lesión
se incrementa con la fatiga muscular, a medida que el sistema
neuromuscular pierde su capacidad para controlar las fuerzas
impuestas sobre el sistema. Esto comúnmente resulta en una
alteración en la mecánica de movimiento y un cambio en las
responsabilidades de absorción de impacto. Puede ocurrir
una lesión muscular luego de que el umbral de actividad
mecánica ha sido sobrepasado. Se deben controlar los tiem-
pos de entrenamiento, y los eventos o ejercicios en la parte
final de la sesión no deben hacer énfasis en car
gas máximas o
condiciones de tensión máximas.
Segundo, un individuo puede sufrir una lesión muscular
al inicio de la práctica si comienza con músculos que están
débiles por haber sido utilizados recientemente (49). A los
músculos se les debe dar el tiempo suficiente para recupe-
rarse después del uso pesado. Luego de episodios de ejercicio
extr
emo, los periodos de descanso pueden tener que ser de
una semana o incluso más, pero por lo regular, el músculo
puede recuperarse del uso moderado en 1 o 2 días.
Tercero, si un individuo entrenado o no entrenado realiza
una tarea determinada por primera vez, tal vez presentará
dolor, inflamación y pérdida del rango de movimiento des-
pués de realizar el ejercicio. Esta inflamación y lesión es más
pr
obable que ocurra en los elementos pasivos del músculo, y
por lo regular disminuye a medida que el número de prácticas
se incrementa (49).
Por último, un individuo con una lesión es susceptible a
que ésta recurra o al desarrollo de una lesión en alguna otra
parte del sistema como resultado de acciones compensadoras.
Por ejemplo, si el gastrocnemio está adolorido por una disten-
sión muscular leve, el individuo puede cargar excéntricamente
a la extr
emidad inferior con un gastrocnemio débil y poco
flexible. Esto fuerza a la persona a pronar más durante la fase
de apoyo y a correr más sobre la bola del pie, produciendo
indirectamente lesiones en la rodilla o fracturas de metatarsia-
nos. Con cada lesión hay una sustitución funcional en alguna
otra par
te del sistema; es aquí donde ocurrirá la nueva lesión.
PREVINIENDO LA LESIÓN MUSCULAR
El acondicionar el tejido conjuntivo en el músculo puede re
­‑
ducir enormemente la incidencia de lesiones. El tejido con-
A. Acuclillamiento B. Fase de apoyo
al correr
C. Saltar obstáculos
FIGURA 3-39 Los músculos que desarrollan una acción muscular
excéntrica tienen un mayor riesgo de lesión. (A) El cuádriceps femoral
realizando una acción muscular excéntrica al acuclillarse mientras con­
trola la flexión de la rodilla en el movimiento hacia abajo. (B) El cuádri­-
ceps y el gastrocnemio actuando excéntricamente durante la fase de apoyo al correr. Los músculos biarticulares también se colocan en posiciones propensas a la lesión, volviéndolos susceptibles a la dis­ tensión. (C) Los isquiotibiales en un estiramiento extremo cuando la
cadera se flexiona y la rodilla se extiende al saltar obstáculos.
¿Cómo se postula que se daña el músculo
durante el ejercicio excéntrico?
1. Durante el ejercicio excéntrico, el músculo
puede sobreestirarse, dañando los sarcómeros.
2. La membrana se daña, lo que resulta en una liberación no descontrolada de Ca
2+
.
3. El resultado es un cambio en la longitud óptima, una disminución en la tensión activa, un incre
-
mento en la tensión pasiva, y dolor e inflamación tardíos.
Fuente: Proske, U., Allen, T. J. (2005). Damage to skeletal muscle
from eccentric exercise. Exercise and Sport Sciences Reviews,
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105. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 93
juntivo responde a las cargas volviéndose más fuerte, aunque
la tasa de fortalecimiento del tejido conjuntivo está por detrás
de la tasa de fortalecimiento del músculo. Por tanto, se debe
instituir un trabajo base con cargas bajas y muchas repeticio-
nes al comienzo de un programa de fuerza y acondiciona-
miento para comenzar el proceso de fortalecimiento del tejido
conjuntivo antes de incr
ementar la fuerza muscular (53).
Diferentes tipos de entrenamiento afectan al tejido con-
juntivo en diferentes formas. El entrenamiento de resistencia
ha
demostrado incrementar el tamaño y la fuerza tensil tanto
de los ligamentos como de los tendones. El entrenamiento de
velocidad incrementa el peso espesor de los ligamentos, y el
entrenamiento con cargas pesadas fortalece las vainas muscu-
lares estimulando la producción de más colágeno. Cuando un
músculo pr
oduce una contracción voluntaria máxima, sólo se
utiliza 30% de la fuerza tensil máxima del tendón. El resto de
la fuerza tensil actúa como un excedente para ser utilizado en
cargas muy dinámicas. Si se sobrepasa este margen, ocurre
una lesión muscular.
Otras consideraciones importantes para prevenir la lesión
muscular son el calentamiento antes de comenzar las rutinas
de ejercicio, un programa de fortalecimiento progresivo, y
atención al balance entre fuerza y flexibilidad en el sistema
musculoesquelético. Por último, la identificación temprana
de signos de fatiga también ayuda a prevenir la lesión si se
toman acciones correctivas.
EFECTOS DE LA INACTIVIDAD, LESIÓN
E INMOVILIZACIÓN SOBRE EL MÚSCULO
Los cambios en el músculo con la falta de uso y la inmoviliza-
ción pueden ser dramáticos. La atrofia es uno de los primeros
signos de inmovilización de una extr
emidad, mostrando una
disminución de hasta 20 a 30% en el área de corte transversal
luego de ocho semanas de inmovilización en una escayola
(52). La falta de uso o inactividad conduce a atrofia debido
a la remodelación muscular, lo que resulta en pérdida de
proteínas y cambios en el metabolismo del músculo. El nivel
de atrofia parece ser específico del músculo, y los músculos de
las extr
emidades inferiores pierden más área de corte trans-
versal en comparación con los músculos de la espalda o de las
extr
emidades superiores (52). El mayor cambio se presenta
en las primeras semanas de falta de uso, y esto debe dirigir la
atención hacia la rehabilitación y el ejercicio.
La recuperación muscular luego de un periodo de inactivi-
dad o inmovilización varía en los individuos jóvenes, adultos y
adultos
mayores (41). La recuperación en el músculo joven es
más exitosa que en el músculo envejecido, y el proceso de cre-
cimiento varía entre los músculos rápidos y los lentos. Además,
la
recuperación de la fuerza de salida del músculo atrofiado va
retrasada con respecto a la reconstrucción exitosa del área
de corte transversal de dicho músculo (52).
Cuando un músculo se lesiona, las capacidades de pr
o-
ducción de fuerza usualmente disminuyen. Se da una com-
pensación en la que otros músculos cambian su función
para
intentar compensar al músculo lesionado, o se puede
modificar el movimiento para minimizar el uso del músculo
lesionado (34). Por ejemplo, la lesión de un flexor de la
cadera puede causar una gran reducción de fuerza en el sóleo,
un músculo del tobillo, debido a su papel en impulsar el
tronco hacia adelante empujando en flexión plantar. La lesión
del glúteo mayor (extensor de la cadera) puede desplazar la responsabilidad de la extensión de la cadera al glúteo medio y los isquiotibiales. La falta de función en un músculo puede afectar a todas las articulaciones en los segmentos vinculados, como la extremidad inferior, de modo que todos los esfuer-
zos de reentrenamiento deben estar enfocados en el sistema musculoesquelético en su totalidad.
Resumen
El músculo esquelético tiene cuatro propiedades: irritabilidad, contractilidad, extensibilidad y elasticidad. Estas propiedades le permiten al músculo responder al estímulo, acortarse, alar-
garse más allá de la longitud en reposo, y regresar a la longitud de r
eposo después de un estiramiento, respectivamente.
Los músculos pueden desempeñar una variedad de fun-
ciones, incluyendo producir movimiento, mantener posturas y posiciones, estabilizar ar
ticulaciones, dar soporte a órganos
internos, controlar las presiones en las cavidades, mantener la temperatura corporal y controlar la entrada y salida al cuerpo.
Los grupos de músculos están contenidos en compar-
timientos que pueden ser categorizados por una función común. Los músculos individuales en el gr
upo están cubier-
tos por epimisio, y usualmente tienen una porción central llamada vientr
e. El músculo puede ser dividido en forma
interna en fascículos cubiertos por el perimisio; los fascículos contienen las fibras musculares cubiertas por endomisio. Las fibras musculares pueden estar organizadas en una con-
figuración paralela, en la que las fibras corren paralelas y se conectan al tendón en ambos extr
emos, o en una configura-
ción peniforme, en la que las fibras corren en forma diagonal r
especto a un tendón que corre a través del músculo. En el
músculo peniforme, la sección transversal anatómica, situada a ángulos rectos respecto a la dirección de las fibras, es menor que la sección transversal fisiológica, la suma de todas las secciones transversales en la fibra. En el músculo paralelo, las secciones transversales anatómica y fisiológica son iguales. El volumen muscular y la sección transversal fisiológica son mayores en el músculo peniforme. La fuerza aplicada en el músculo peniforne está influenciada por el ángulo de pena-
ción, donde se aplica una fuerza más pequeña al tendón a mayor
es ángulos de penación.
Cada músculo contiene diferentes tipos de fibras que
influencian la capacidad del músculo para producir tensión. Las fibras de contracción lenta están bien diseñadas para sesiones de trabajo prolongadas de baja intensidad. Las fibras de contracción intermedia y rápida están mejor adaptadas para mayores fuerzas de salida por periodos más cortos.
Una unidad motora es un grupo de fibras musculares iner-
vadas por una sola neurona motora. La contracción muscular se da cuando el potencial de acción que viaja a lo lar
go del
axón alcanza la fibra muscular y estimula una transmisión quí-
mica a través de la sinapsis. Una vez en el músculo, se da el aco-
plamiento excitación-contracción a medida que la liberación de iones de Ca
2+
promueve la formación de puentes cruzados.
Cada fibra muscular contiene miofibrillas que a su vez con-
tienen a las unidades contráctiles de las fibras musculares, los sar
cómeros. Es a nivel del sarcómero que se da la formación
de puentes cruzados entre los filamentos de actina y miosina, resultando en acortamiento o alargamiento de la fibra muscular.

106. 94 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
El músculo se une al hueso a través de una aponeurosis o
tendón. Los tendones pueden soportar grandes fuerzas ten-
siles y responder de forma rígida a altas tasas de carga, y de
for
ma menos rígida a tasas de carga más lenta. Los tendones
se retraen durante la contracción muscular y añaden retraso al
desarrollo de tensión en el músculo. Esta acción de retracción
incrementa la carga que puede soportar un músculo. Los ten-
dones y los músculos son más propensos a lesionarse durante
las acciones muscular
es excéntricas.
Un modelo mecánico de contracción muscular divide al
músculo en componentes activo y pasivo. El componente
activo incluye los CC encontrados en las miofibrillas y la forma-
ción de puentes cruzados entre los filamentos de actina y mio-
sina. Los componentes elásticos o pasivos están en el tendón y
los puentes cr
uzados, y en el sarcolema y el tejido conjuntivo.
Los músculos desempeñan varios papeles, actuando ya sea
como agonistas o antagonistas, y estabilizadores o neutraliza-
dores. En el músculo se genera torque, desarrollando tensión
en ambos extr
emos del músculo. La cantidad de tensión está
influenciada por el ángulo de unión del músculo.
El músculo genera tensión para producir tres tipos de accio-
nes musculares: isométrica, concéntrica y excéntrica. La acción
muscular
isométrica se utiliza para estabilizar un segmen
­to, la
acción concéntrica crea un movimiento y la acción muscular excéntrica controla un movimiento. Las acciones musculares concéntricas generan la menor fuerza de salida de los tres ti
­‑
pos de acciones, y las acciones excéntricas generan la mayor cantidad de fuerza.

Los músculos biarticulares son únicos en el hecho de que
actúan en dos articulaciones adyacentes. Su efectividad en una articulación depende de la posición de la otra articu
­
lación, los brazos de momento en cada articulación, y las
sinergias musculares en el movimiento.
Hay varios factores que influencian la cantidad de fuerza
que puede generar un músculo, incluyendo el ángulo de unión del tendón, la sección transversal del músculo, la laxitud o ri
­
gidez en el tendón que influencia la relación fuerza-tiempo, el
tipo de fibra, la activación neural, la longitud del músculo, contribuciones
del componente elástico, la edad del músculo y
la velocidad de la acción muscular.
Se puede desarrollar más fuerza en una acción muscular
concéntrica si está precedida de una acción muscular excén-
trica, o preestiramiento (ciclo estiramiento-acortamiento). La fuerza muscular se incr
ementa por facilitación mediante ener-
gía elástica almacenada y facilitación neurológica. Un prees-
tiramiento rápido de rango corto es óptimo para desarrollar una máxima tensión en las fibras de contracción rápida, y un

preestiramiento lento con un mayor rango es benéfico para el desarrollo de tensión en las fibras de contracción lenta.
El desarrollo de fuerza en un músculo está influenciado por
la predisposición genética, la especificidad del entrenamiento, la
intensidad del entrenamiento, el reposo muscular durante el entr
enamiento, y el volumen total de entrenamiento. Los prin-
cipios de entrenamiento aplican para todos los grupos, inclu-
yendo individuos acondicionados y no acondicionados, y sólo se r
equiere alterar la magnitud de la resistencia. Los músculos
pueden ejercitarse en forma isométrica, isotónica, isocinética, o a través de entrenamiento funcional específico. Otra considera-
ción importante en el ejercicio debe ser la decisión de utilizar ejer
cicios de cadena abierta o de cadena cerrada.
La lesión muscular es común, y ocurre con más frecuencia
en los músculos de dos articulaciones y durante la acción muscular excéntrica. Para prevenir la lesión muscular, se deben seguir los principios adecuados de entrenamiento y acondicionamiento.
PREGUNTAS DE REPASO
Verdadero o falso
1. ____ Los músculos se acortan hasta 50 a 70% de su longi­
tud en reposo.
2. ____ Cuando un músculo se estira, regresa a su longitud de reposo debido a sus propiedades contráctiles.
3. ____ Los compartimientos musculares están separados por fascia.
4. ____ Para levantar una carga del piso se utilizan acciones musculares excéntricas.
5. ____ La configuración fusiforme de las fibras es un tipo de arquitectura penada.
6. ____ Las configuraciones penadas de las fibras tienen un ángulo de penación.
7. ____ La fuerza muscular está relacionada al área fisiológica de corte transversal.
8. ____ Las fibras tipo II son oxidativas.
9. ____ Las mayores tensiones pueden desarrollarse en un músculo a través de contracciones excéntricas.
10. ____ Cada fibra muscular está cubierta de perimisio.
11. ____ Las bandas oscuras observadas en el tejido muscular son producto de la actina.
12. ____ El sarcoplasma es la unidad contráctil real del músculo.
13. ____ El alargamiento de un músculo antes de la contrac­ ción incrementa la fuerza en una contracción concéntrica.
14. ____ La fuerza de la fibra en un músculo penado va en la misma dirección que el tendón.
15. ____ Un músculo puede tener más fibras musculares que unidades motoras.
16. ____ La sección transversal fisiológica de un músculo fusi­ forme es la misma que la sección transversal anatómica.
17. ____ La despolarización se da tanto en el nervio como en el músculo.
18. ____ Debe haber iones de calcio presentes para que se formen puentes cruzados.
19. ____ Los iones de calcio están almacenados dentro de la terminal sináptica.
20. ____ Todos los músculos se unen al hueso a través de un tendón.
21. ____ El brazo de momento muscular no afecta el torque que puede producir un músculo.
22. ____ Las acciones concéntricas más rápidas pueden pro­ ducir más fuerza que las lentas.

107. CAPÍTULO 3 Consideraciones musculares para el movimiento 95
23. ____ El poder muscular máximo se da durante la contrac­
ción isométrica.
24. ____ Se puede generar una tensión muscular máxima a una longitud muscular ligeramente menor a la longitud en reposo.
25. ____ La sarcopenia es la pérdida de masa muscular que se observa en el envejecimiento.
Opción múltiple
1. La capacidad de acortarse al recibir un estímulo se llama _____.
a. contractilidad
b. extensibilidad
c. irritabilidad
d. flexibilidad
2. ¿Cuál es la estructura del músculo de más pequeña a más grande?
a. Miofilamentos, miofibrillas, fascículos, fibras, músculo
b. Miofibrillas, miofilamentos, fascículos, fibras, músculo
c. Miofibrillas, miofilamentos, fibras, fascículos, músculo
d. Miofilamentos, miofibrillas, fibras, fascículos, músculo
3. La fuerza máxima se genera en las fibras musculares durante _____.
a. contraciones concéntricas
b. contracciones isométricas
c. contracciones excéntricas
d. ninguna de las anteriores
4. El ciclo de estiramiento-acortamiento consiste en _____ en
el mismo músculo.
a. una contracción isométrica seguida de una contracción excéntrica
b. una contracción concéntrica seguida de una contracción excéntrica
c. dos contracciones excéntricas separadas por menos de 60 ms
d. una contracción excéntrica seguida por una contracción excéntrica
5. El perimisio cubre _____.
a. las fibras musculares
b. los fascículos musculares
c. las fibrillas musculares
d. los filamentos musculares
6. Una unidad motora es _____.
a. una neurona y una fibra muscular
b. todas las neuronas y fibras musculares en un músculo
c. una neurona y todas las fibras musculares a las que se
conecta
d. una fibra y todas las neuronas que se conectan a ella
7. Se tiene la hipótesis de que el componente elástico en serie en un músculo está localizado en _____.
a. la fascia
b. el tendón
c. los puentes cruzados
d. el tendón y los puentes cruzados
8. Las ganancias de fuerza durante las primeras 8 semanas de un programa de ejercicio se deben principalmente a _____.
a. factores neurales
b. hipertrofia de las fibras musculares
c. un incremento en el número de fibras musculares
d. conversión de fibras tipo I a fibras tipo II
9. El entrenamiento funcional _____.
a. incorpora balance y coordinación en cada ejercicio
b. siempre incluye ejercicios de cadena cerrada
c. sólo utiliza patrones diagonales de movimiento
d. utiliza altas velocidades
10. La despolarización de fibras musculares ocurre cuando _____.
a. el ATP se une a la cabeza de la miosina
b. la ACh se une a la fibra muscular
c. se liberan iones de calcio del retículo sarcoplásmico
d. los iones de calcio son bombeados hacia el interior del r
etículo sarcoplásmico
11. La cantidad de fuerza que puede ser producida en un músculo está relacionada de forma más cercana a _____.
a. la sección transversal anatómica
b. la sección transversal fisiológica
c. la longitud promedio de las fibras musculares
d. el volumen muscular
12. ¿Durante cuál de las siguientes contracciones máximas es mayor la tensión muscular?
a. Contracción isométrica con la longitud mayor a Lo
b. Contracción excéntrica con la longitud mayor a Lo
c. Contracción concéntrica con la longitud menor a Lo
d. Contracción excéntrica con la longitud menor a Lo
13. Los músculos con muchos sarcómeros en paralelo pueden alcanzar un alto nivel de _____.
a. velocidad
b. fuerza
c. rango de movimiento
d. ninguna de las anteriores
14. Comparado con un músculo penado del mismo volu­ men, un músculo fusiforme tendrá _____.
a. más sarcómeros en paralelo
b. una mayor área fisiológica de corte transversal
c. una mayor producción máxima de fuerza
d. más sarcómeros en serie
15. Cuando una persona se sienta desde una posición de pie, ¿cuál es el tipo predominante de contracción en la extremidad inferior?
a. Concéntrica
b. Excéntrica
c. Isotónica
d. Isométrica

108. 96 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
16. El músculo puede producir la mayor tensión cuando la
longitud es _____.
a. ligeramente menor a la longitud en reposo
b. está en su longitud de reposo
c. ligeramente mayor a la longitud en reposo
d. la longitud no importa
17. En este papel, el músculo está activo para asegurar un hueso de modo que pueda darse movimiento en un segmento adyacente.
a. estabilizador
b. asistente de movimiento
c. agonista
d. neutralizador
18. Los puentes cruzados entre la actina y la miosina se for­ man cuando _____.
a. el ATP se une a la cabeza de la miosina
b. la ACh se une a la fibra muscular
c.

los iones de calcio hacen que se expongan los sitios activos
d. ninguna de las anteriores
19. ¿Qué escenario describe una contracción excéntrica?
a. La rodilla se flexiona mientras el grupo muscular flexor
de la rodilla está activo
b. La rodilla se flexiona mientras el grupo muscular exten­
sor de la rodilla está activo
c. La rodilla se extiende mientras el grupo muscular
extensor de la rodilla está activo
d. ninguna de las anteriores describe una contracción
excéntrica
20. El orden de máximo potencial de fuerza de salida por tipo de contracción es _____.
a. concéntrica, excéntrica, isométrica
b. excéntrica, isométrica, concéntrica
c. excéntrica, concéntrica, isométrica
d. no hay diferencia en el potencial máximo de fuerza
entre los tipos de contracción
21. El torque muscular difiere de la fuerza muscular dado que _____.
a. el torque no toma en cuenta la velocidad de contracción
b la fuerza no toma en cuenta la distancia respecto al eje
de rotación
c. la fuerza no toma en cuenta la duración de la contracción
d. el torque no toma en cuenta el tipo de fibra
22. Se puede generar tensión tanto activa como pasiva a longitudes musculares _____.
a. mayores que Lo
b. iguales a Lo
c. menores a Lo
d. que cambian
23. Un músculo se contrae en forma predominante _____ cuando uno lanza un objeto.
a. isocinética
b. excéntrica
c. concéntrica
d. isométrica
e. c y d son correctas
24. El componente de tejido conjuntivo de un músculo esquelético que rodea a las fibras se llama _____.
a. perimisio
b. epimisio
c. endomisio
d. tendomisio
25. El poder es _____.
a. la tasa de cambio en la velocidad
b. el producto de la longitud por la tensión
c. el producto del torque por la aceleración
d. el producto de la fuerza por la velocidad
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111. 99
CONSIDERACIONES
NEUROLÓGICAS PARA
EL MOVIMIENTO
CAPÍTULO
4
Después de leer este capítulo, el estudiante será capaz de:
1. Describir la anatomía de una unidad motora, incluidas las vías del sistema ner-
vioso central, la estructura de la neur
ona, la unión neuromuscular y la propor-
ción de fibras de las neuronas que están inervadas.
2. Explicar las diferencias entre los tres tipos de unidades motoras (I, IIa y IIb).
3. Discutir las características del potencial de acción, enfatizando cómo se desarrolla
contracción o tetanización, y la influencia de los potenciales locales graduados.
4. Describir el patrón de contribución de la unidad motora en la contracción mus-
cular a través de la discusión del principio de tamaño, sincronización, recluta-
miento y tasa de codificación de la actividad de la unidad motora.
5. Discutir los componentes de una acción refleja y brindar ejemplos.
6. Describir la anatomia del huso muscular y las características funcionales del huso durante el estiramiento del músculo o durante la influencia de la moto
-
neurona gamma.
7. Describir la anatomía del órgano tendinoso de Golgi (OTG) y explicar cómo el
OTG responde a la tensión en el músculo.
8. Discutir el efecto del ejercicio y entrenamiento sobre la información neural y
niveles de activación sobre el músculo.
9. Identificar los factores que influencian la flexibilidad, y brindar ejemplos de téc-
nicas específicas de estiramiento que son de utilidad para mejorar la flexibilidad.
10. Discutir los componentes de la facilitación neuromuscular propioceptiva.
11. Describir un ejercicio pliométrico, detallando las contribuciones neurológicas y
estructurales al ejercicio.
12. Explicar qué es la electromiografía, cómo la afecta el incremento en la fuerza
muscular, cómo registrarla, y sus limitaciones.
OBJETIVOS
Organización general
 del sistema nervioso
Motoneur
onas
Estructura de la motoneurona
La unidad motora
Control neural de la fuerza resultante
Receptores y reflejos sensoriales
Huso muscular
Órgano tendinoso de Golgi
Receptores sensoriales táctiles
 y articulares
Efecto del entrenamiento y ejercicio
Ejercicio de flexibilidad Ejercicio pliométrico
Electromiografía
El electromiograma Grabando una señal electromiográfica
Factores que afectan el electromiograma
Analizando la señal Aplicación de la electromiografía Limitaciones de la electromiografía
Resumen
Preguntas de repaso
ESQUEMA

112. 100 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
El movimiento humano es controlado y monitoreado por el
sistema nervioso. La naturaleza de este control es que muchos
músculos deben ser activados para llevar a cabo un movimiento
vigoroso como una carrera, o activar sólo unos pocos músculos
para tocar un timbre o hacer una llamada telefónica. El sistema
nervioso es responsable de identificar los músculos que serán
activados para un movimiento en particular y luego generar el
estímulo para desarrollar el nivel de fuerza que será requerido
por ese músculo.
Muchos movimientos humanos requieren estabilización
de los segmentos adyacentes mientras se realiza una habilidad
motora fina. Esto requiere una gran coordinación por parte
del sistema nervioso para estabilizar dichos segmentos como
el brazo y antebrazo, mientras que se hacen movimientos muy
pequeños y coordinados en los dedos, como sucede al escribir.
La precisión del movimiento es otra tarea con la cual se
enfrenta el sistema nervioso. El sistema nervioso también
se enfrenta con la tarea de la precisión del movimiento, por
ejemplo coordina los músculos para lanzar una pelota justo
con la cantidad exacta de fuerza muscular de manera que el
lanzamiento sea exitoso. Reconocer la dificultad que implica
realizar un movimiento físico preciso contribuye a apreciar
mejor la complejidad del control neural.
La red neural es extensa debido a que cada fibra muscular
es inervada en forma individual por una rama del sistema
nervioso. La información sale al músculo y brinda retro­
alimentación al sistema nervioso, y la información entra al
músculo para iniciar la actividad muscular de una naturaleza y
magnitud específicas. Mediante este sistema de retroalimenta­
ción, que se interconecta con muchos otros sistemas similares
pr
ovenientes de otros músculos y con el control del sistema
nervioso central, el sistema nervioso es capaz de coordinar
la actividad de muchos músculos al mismo tiempo. Pueden
generarse niveles específicos de fuerza en muchos músculos de
manera simultánea de forma que una habilidad como patear
pueda ser realizada en forma precisa y con fuerza. El cono­
cimiento del sistema nervioso es de utilidad para mejorar el
desempeño muscular
, refinar una habilidad o tarea, rehabilitar
una lesión y estirar un grupo muscular.
Organización general
del sistema nervioso
El sistema nervioso se conforma de dos partes: el sistema
nervioso central y el sistema nervioso periférico, ambos se
ilustran en la figura 4
-1. El sistema nervioso central está
formado por el cerebro y la médula espinal y debe ser visto como el medio a través del cual lse inicia, controla y vigila el movimiento humano.
Nervios cervicales
Cabeza y cuello
Diafragma
Deltoides, bíceps
Extensores de la muñeca
Tríceps
Mano
Nervios torácicos
Músculos del tórax
Músculos
abdominales
Nervios lumbares
Músculos
de las piernas
Nervios sacros
Intestino, vejiga
Función sexual
Tálamo
Corteza
cerebral
Cerebelo Médula espinal
Médula espinal
Raíz dorsal
(sensitiva)
Ganglio de la
raíz dorsal
Sustancia blanca
Sustancia gris
Raíz ventral (motora)
FIGURA 4-1 El sistema nervioso central está formado por el cerebro y la médula espinal. El sistema ner-
vioso periférico consta de todos los nervios que se encuentran afuera de la médula espinal. Los 31 pares de
nervios espinales salen y entran a la médula espinal a distintos niveles vertebrales y llegan a partes específi-
cas del cuerpo. La información motora sale de la médula a través de la raíz ventral (anterior) y la información
sensorial entra a la médula espinal mediante la raíz dorsal (posterior).

113. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 101
El sistema nervioso periférico consiste en todas las raí ­
ces nerviosas que se encuentran fuera de la médula espinal.
Los nervios periféricos principalmente responsables de la
acción muscular son los
nervios espinales, que ingresan en
la porción posterior o dorsal de la columna vertebral, y salen
en for
ma anterior o ventral, a cada lado de los niveles verte­
brales de la columna vertebral. Ocho pares de nervios ingresan
y salen en la r
egión cervical, 12 pares en la región torácica,
cinco en la región lumbar, cinco en la región sacra y uno en el
segmento coccígeo. Las vías nerviosas se representan para las
extremidades superiores e inferiores en las figuras 4
-2 y 4-3,
respectivamente.
Los nervios que ingresan a la médula espinal en su porción
dorsal o de atrás, son llamados neuronas sensoriales puesto que transmiten información al sistema proveniente del múscu
­‑
lo. Esta vía se llama vía aferente y conduce toda la información entrante. Los ner
vios que salen por la porción ventral o del
frente del cuerpo se llaman motoneuronas ya que conducen
impulsos hacia afuera del sistema y hacia el músculo. Esta vía se llama vía eferente y lleva toda la información que sale. Los nervios de las raíces dorsal y ventral se unen al salir, de forma que las neuronas sensoriales y motoras se mezclan para formar un nervio espinal capaz de llevar información hacia afuera y adentro de la médula espinal.
Vista anterior
Vista posterior
Axilar
Torácico largo
Cubital
Pectoral lateral
y medial
Nervio accesorio
Supraescapular
Axilar
Radial
Musculocutáneo
Radial
Mediano
N. obturador
N. ciático
N. peroneo
superficial
N. peroneo
profundo
Plexo lumbar
Plexo sacro
N. femoral
N. tibial
Ramas digitales
N. femoral
N. glúteo superior
N. glúteo
inferior
N. ciático
N. tibial
N. perone
o
común
N. plantar
medial
N. plantar
lateral
VISTA ANTERIOR VISTA POSTERIORFIGURA 4-2
 Nervios de la extremidad superior. Nueve nervios
inervan los músculos de la extremidad superior.
FIGURA 4-3 Nervios de la extremidad inferior. Doce nervios iner-
van los músculos de la extremidad inferior.
Áreas del cuerpo inervadas por nervios espinales
Nervio espinal Áreas inervadas
Cervical, ocho paresParte posterior de la cabeza, cuello y hombros, brazos y manos, y dia-
fragma
Torácico, 12 paresTórax, algunos músculos de la espalda, y partes del abdomen
Lumbar
, cinco pares
Partes inferiores del abdomen y espalda, glúteos, algunas partes de los
órganos genitales externos, y partes de las piernas
Sacro, cinco pares Muslos y partes inferiores de las piernas, pies, la mayoría de los órganos
genitales externos, y el área alrededor del ano

114. 102 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Motoneuronas
ESTRUCTURA DE LA MOTONEURONA
La neurona es la unidad funcional del sistema nervioso que
transporta información hacia y desde el sistema nervioso. La
estructura de una neurona, específicamente de la motoneu­
rona, requiere ser examinada para aclarar el proceso de con­
tracción muscular. La figura 4-4 muestra un acercamiento de
la neur
ona y la unión neuromuscular.
La motoneurona consiste en un cuerpo celular que contiene
el núcleo de la célula nerviosa. El cuerpo celular o soma de
una motoneurona por lo general se encuentra dentro de la sus­
tancia gris de la médula espinal o en haces de cuerpos celulares
justo afuera de la médula, que se conocen como
ganglios. Los
cuerpos celulares se encuentran organizados en grupos que
comprenden uno a tres niveles de la médula espinal e inervan
porciones de un solo músculo o sus sinergistas seleccionados.
Las proyecciones al cuerpo celular, llamadas dendritas,
funcionan como receptores y aportan información a la neu­
rona acerca de otras neuronas. Las dendritas se agrupan for­
Otra neurona
Rama
colateral
Axón
Dendritas
Núcleo
Mielina
Célula de Schwann
Nodo de Ranvier
Nucléolo
No mielinada
Músculo
esquelético
Placa motora terminal
Soma
G
B
A
C
D
E
Unión neuromuscular
Axón terminal de una
neurona motora
Mitocondria
Miofibrilla
Vesícula sináptica
Músculo
Invaginación
del sarcolema
F
FIGURA 4-4 El cuerpo celular, o soma (A), de la neurona se encuentra adentro o justo afuera de la médula
espinal. Partiendo del soma se encuentra el axón (B), que recibe mielina de las células de Schwann (C), sepa-
rado por huecos, los nodos de Ranvier (D). En los extremos de cada axón, las ramas pierden la mielina para
formar las placas motoras terminales (E) que terminan en la unión neuromuscular (F) en el músculo. Las neuro-
nas reciben información de otras neuronas mediante ramas colaterales (G).

115. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 103
mando pequeños haces. Un haz contiene dendritas de otras
neuronas y puede consistir de dendritas de distintos niveles de
la médula espinal o de distintos grupos neuronales. La com­
posición del haz cambia conforme se agregan o sustraen den­
dritas. Este arreglo facilita la comunicación entre neuronas.
Una
fibra nerviosa grande, el axón, se ramifica hacia afuera
del cuerpo celular y emerge de la médula espinal a través de
la raíz ventral, donde se une en un haz con otros nervios
periféricos. El axón de la motoneurona es muy grande, lo que
le permite transmitir impulsos nerviosos a altas velocidades,
hasta 100 m/s. Esta motoneurona grande y de alta veloci­
dad de transmisión también se llama motoneurona alfa. El
axón de la motoneur
ona se encuentra mielinizado, es decir
cubierto por una capa aislante. La mielinización se encuentra
seccionada, las células de Schwann aíslan y envuelven una
longitud específica del axón, seguida por un hueco llamado
nodo de Ranvier, y luego se repite la cubierta aislante por
otra célula de Schwann.
Cuando la motoneurona se aproxima a una fibra muscu­
lar, se divide en terminales no mielinizadas o ramas, llamadas
placas motoras ter
minales, que ingresan en fisuras cerca del
centro de la fibra muscular. Este sitio se llama unión neu -
romuscular. La neurona no hace contacto en sí con la fibra
muscular; en su lugar, existe un pequeño espacio llamado espa­
cio sináptico o sinapsis entr
e la rama terminal de la neurona y
el músculo. Ésta es la razón por la cual la contracción muscular
involucra una transmisión química: la única manera en que
un impulso nervioso puede llegar a la fibra muscular en sí es un
tipo de transmisión eléctrica a través del hueco.
El impulso nervioso viaja a través del axón en forma de
un potencial de acción (Fig. 4
-5). Como se mencionó en
el capítulo 3, cada potencial de acción genera una respuesta de contracción en el músculo. Si los potenciales de acción se encuentran en una secuencia lo suficientemente cercana, las tensiones generadas por cada contracción muscular se suman con otras contracciones para producir tetanización, o tensión muscular constante en la fibra muscular (véase Fig. 3
-9).
Este nivel de tensión disminuye conforme la unidad motora se vuelve incapaz de regenerar las respuestas individuales de contracción con la rapidez necesaria.
El potencial de acción es un impulso propagado, lo cual
significa que la amplitud del impulso sigue siendo la misma conforme viaja por el axón hacia la placa motora terminal. En dicha placa, el potencial de acción que viaja a través del nervio se convierte en un potencial de acción muscular que viaja a través del músculo. De forma externa, estos dos potenciales de acción son indistinguibles. Eventualmente el potencial de
acción muscular inicia el desarrollo de entrecruzamiento y acor
tamiento dentro del sarcómero muscular. Este proceso
completo se llama acoplamiento excitación
-contracción (véase
capítulo 3).
LA UNIDAD MOTORA
La estructura de unidad motora fue presentada en el capí
­tulo
3, en el cual nos concentramos en la acción de los músculos en la unidad motora. En esta sección, nos concentramos en la porción nerviosa de la unidad motora. La neurona, cuerpo celular, dendritas, axón, raíces y fibras muscu
­lares constituyen
la unidad motora (Fig. 4-6). Una neurona puede inervar
hasta 2 000 fibras musculares como en el glúteo mayor, o tan
pocas como cinco a seis fibras, como en el músculos orbicu­-
lar del ojo. La relación típica de neuronas a fibras musculares es 1:10 para los músculos ocular
es, 1:1
600 para el gastroc­
nemio, 1:500 para el tibial anterior, 1:1 000 para el bíceps
braquial, 1:300 para los interóseos dorsales de la mano y 1:96 para los músculos lumbricales de la mano (4). El promedio de
fibras por neurona es entre 100 y 200 (4, 53). El número
de fibras controladas por una neurona se llama relación de iner
vación. Mientras que las fibras con una relación de iner­
vación baja son capaces de ejercer control motor fino, aque­
llas con una relación de inervación grande sólo son capaces
de alcanzar contr
ol motor grueso. Las fibras inervadas por
cada unidad motora no se encuentran unidas ni tampoco
viajan en el mismo fascículo; más bien se distribuyen a través
del músculo.
K
+
Exterior
MEMBRANA
Potencial de acción
Exterior
Potencial de acción de membrana (milivoltios)
Potencial pico
Repolarización
Despolarización
Umbral de disparo
Potencial de reposo
de la membrana
Tiempo en milisegundos
Interior
Intercambio de iones a través de la membrana
Registrando el potencial de acción
Interior
Na
+
K
+
K+
K
+
K
+
K
+
Na
+
K
+
Na
+
Na
+
Na
+
K
+
Na
+
K+
Cl
−
Cl
−
Cl
−
Cl−
Cl
−
Cl
−
Cl
−
Cl
−
Cl
−
Cl
−
A
− A
−
A
−
A
−
A
−A
−
Potencial de acción generado mediante
cambios en el potencial eléctrico
FIGURA 4-5
 El potencial de acción viaja por el nervio conforme
cambia la permeabilidad de la membrana nerviosa, permitiendo el
intercambio de iones de sodio (Na+) y potasio (K+) a través de la mem-
brana. Esto crea una diferencia de voltaje que es negativa en el exte-
rior de la membrana. Este voltaje negativo, o potencial de acción, viaja
por el nervio hasta llegar al músculo y estimula el potencial de acción
muscular que puede ser registrado.

116. 104 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
muscular se mantiene en el músculo en reposo conforme se
contraen unidades motoras al azar.
La actividad en la unidad motora está determinada por
toda la información que recibe, lo cual incluye órdenes
motoras que causan excitación mediante la motoneurona alfa
e información excitatoria e inhibitoria que recibe la unidad
motora de otras neuronas. Esto se discute más adelante en la
sección sobre receptores.
Tipos de unidades motoras
Existen tres tipos de unidades motoras, que corresponden
con los tres tipos de fibras que se mencionaron en el capítulo
anterior: oxidativas de respuesta lenta (tipo I o L), oxida­
tivas de respuesta rápida (tipo IIa o RRF) y glucolíticas de
r
espuesta rápida (tipo IIb o RF). Las diferencias en desem­
peño y tamaño se ilustran en la figura 4
-7. Los tres tipos de
fibras muscular
es se encuentran en todos los músculos, pero
la proporción de fibras varía dentro del músculo. Si bien algunos músculos como el sóleo consisten principalmente de
fibras musculares y unidades motoras tipo I, otros músculos como
el vasto lateral son conformados en aproximadamente
50% tipo I y el resto son tipo II.
Todas las fibras musculares en una unidad motora son del
mismo tipo. Las unidades motoras glucolíticas de respuesta rápida (tipo IIb) son inervadas por motoneuronas alfa muy grandes que conducen los impulsos a grandes velocidades (100 m/s), que permiten tiempos de contracción rápidos en el músculo (aproximadamente 30 a 40 ms) (13). Como resultado, estas unidades motoras grandes generan actividad muscular de rápida contracción, desarrollan altas tensiones y
AB
C
Fibras musculares
Axones de la
neurona motora Médula espinal
Nervio
Cuerpos celulares
de la neurona motora
Nervios
ópticos
Cintilla
óptica
Gastrocnemio
Axón de la
neurona motora
Nervio
Médula espinal
Precisión de la contracción muscular
Cuando una unidad motora es reclutada, todas las
fibras que inerva esa neurona son activadas al mismo
tiempo. Si un músculo consistiera en una sola unidad
motora se tendría muy pobre control sobre ese
múscu
­lo. Por otro lado, si un músculo fuera dividido
en muchas unidades motoras distintas, se podría reclu- tar cualquier número submáximo de unidades motoras dependiendo del nivel de fuerza necesario. Discuta cuál de los siguientes músculos sería capaz de con- traerse con mayor precisión: ¿93 000 fibras con 378 motoneuronas o 68 000 fibras con 300 motoneuronas? Considere la relación de inervación.
FIGURA 4-6
 (A) La unidad motora consta de una neurona y todas las fibras inervadas por esa neurona. Las
motoneuronas salen por la parte anterior de la médula espinal y se ramifican, terminando en una fibra muscular.
(B) Los movimientos motores finos pueden ocurrir cuando la unidad motora sirve solamente a pocas fibras muscu-
lares, como en el ojo. (C) Cuando la unidad motora termina en grandes números de fibras musculares, como en el
gastrocnemio, se pierde la capacidad de movimiento fino para ganar mayor actividad muscular.
Cuando una unidad motora es activada lo suficiente,
todas las fibras musculares que le pertenecen se contraen
dentro de pocos milisegundos. Esto se conoce como princi -
pio de todo o nada. Un músculo que tiene unidades moto ­
ras con muy bajas relaciones de nervio a fibra, como sucede
con los movimientos de ojos y manos, per
mite un control
más fino. Muchos músculos de los miembros pélvicos tienen
relaciones grandes neurona a fibra, que les permiten reali­
zar funciones en las cuales se requiere una gran respuesta
muscular, como cargar peso y caminar.
Las fibras muscular
es de distintas unidades motoras se
encuentran mezcladas de manera que la fuerza aplicada al
tendón siga siendo constante incluso cuando se están con­
trayendo o relajando diferentes fibras musculares. El tono

117. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 105
Eventos en el potencial de acción
REPOSO
Voltaje = –70 a –90 mV
Distribución desigual de partículas carga-
das en el interior y exterior de la mem-
brana. Interior = negativo debido a la
presencia de proteínas con carga negativa.
Exterior = positivo con relación al interior,
dado el alto número de iones con carga
positiva atraídos hacia la superficie por la
carga negativa del interior
Más Na
+
afuera de la célula que adentro y
más K
+
adentro de la célula que afuera
DES
POLARIZACIÓN
Voltaje = +30 mV
Si el estímulo umbral a la neurona es lo suficientemente fuerte (> 10 mV), la neu- rona dispara un potencial de acción. El potencial de acción es propagado con- forme el interior adquiere mayor carga positiva
1.
 Se abren grandes volúmenes de canales
de voltaje activados por Na
+
.
2.
 Movimiento rápido de Na
+
hacia el inte-
rior de la célula
3. El interior adquiere mayor carga positiva
4. Se detiene cuando los canales de Na
+
se
inactivan como consecuencia del cambio de voltaje
RE
POLARIZACIÓN Inactivación de los canales del sodio (Na
+
)
y abertura de los canales del potasio (K
+
)
Movimiento rápido hacia afuera del K
+
HI
PERPOLARIZACIÓN Los canales del K
+
se abren y cierran len-
tamente; requieren un estímulo mayor a lo normal para activar otro potencial de acción
Sale de la célula más K
+
del necesario para
repolarizar la membrana
100 mN
0
Niveles de fuerza
Neuronas
Propiedades
de fatiga
600246 600246 60024 6
Lento Resistente a la fa tiga Rápidamente fa tigable
Tiempo (min) Tiempo (min) Tiempo (min)
Tipo 1 respuesta
lenta (L)
Tipo IIa oxidativa de
respuesta rápida (RRF)
Tipo IIb glucolítica de
respuesta rápida (RF)
FIGURA 4-7 (A) La unidad motora tipo I de
respuesta lenta (L) es más pequeña y es capaz
de generar contracciones sostenidas y meno-
res niveles de fuerza. (B) La unidad motora
tipo IIa oxidativa de respuesta rápida (RRF)
también puede generar contracciones soste-
nidas a mayores niveles de fuerza que las tipo
Ia. (C) La unidad motora tipo IIb glucolítica de
respuesta rápida (RF) no puede sostener una
contracción por ningún periodo pero es capaz
de generar los mayores niveles de fuerza.
se fatigan con rapidez. Estas unidades motoras por lo general
tienen relaciones neurona a fibras altas y se encuentran en
algunos de los músculos más grandes del cuerpo, como el
grupo del cuádriceps femoral. Estas unidades motoras son
útiles en actividades como correr, saltar y levantar peso.
Las unidades motoras oxidativas de respuesta rápida (tipo
IIa) también tienen velocidades de conducción rápidas (80
a 90 m/s) y tiempos de contracción breves (30 a 50 ms),
pero tienen la ventaja sobre las unidades motoras glucolíticas
de respuesta rápida que son más resistentes a la fatiga (13).

118. 106 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Estas unidades motoras de tamaño moderado son capaces de
generar tensiones moderadas durante largos periodos. Dichas
características de estas unidades motoras son útiles en activi­
dades como natación y ciclismo, y en trabajos en fábricas y
para estibador
es.
Las unidades motoras oxidativas de respuesta lenta (tipo I)
transmiten los impulsos lentamente (70 a 80 m/s), generando
tiempos de contracción lentos en el músculo (70 ms) (13).

Estas unidades motoras son capaces de generar muy poca
tensión pero pueden sostenerla por periodos prolongados.
Las fibras tipo I son más eficientes que los otros dos tipos de
fibras. Por ello, las unidades motoras de respuesta lenta, las
más pequeñas de los tres tipos, son de utilidad para mantener
posturas, estabilizar articulaciones y hacer actividades repe­
titivas como escribir en un teclado y actividades musculares
gr
uesas como correr.
CONTROL NEURAL DE LA FUERZA RESULTANTE
En el capítulo 3 se exploraron varios factores como el área
muscular seccional que determina la fuerza máxima produci
­da
por un músculo. También se especificó que la fuerza ejer­-
cida por una unidad motora está determinada por el número de fibras iner
vadas por la unidad motora y la velocidad a
la cual ésta descarga el impulso o potencial de acción (19). Cuando un músculo está produciendo su fuerza máxima, todas las unidades motoras están activadas y todas las fibras musculares se encuentran activas.
Reserva motora
Los grupos de neuronas en la médula espinal que inervan un solo músculo se llaman una reserva motora. La reserva varía desde unos pocos cientos a mil, dependiendo del tama
­-
ño del músculo. Las neuronas motoras en la reserva varían en sus pr
opiedades eléctricas, amplitud de señal que reciben
y en sus propiedades contráctiles (p. ej., fuerza, velocidad de generación y resistencia a la fatiga) (19).
Reclutamiento
La tensión o fuerza generada por un músculo es determinada por el número de unidades motoras estimuladas en forma activa al mismo tiempo y por la frecuencia con la cual disparan las unidades motoras. El reclutamiento, término empleado
para describir el orden de activación de unidades motoras, es
el principal mecanismo para la producción de fuerza muscular.
La fuerza producida por un músculo puede aumentarse al
hacerlo el número de unidades motoras activas para aumentar
el área activa transversal del músculo. El reclutamiento por
lo general sigue un patrón ordenado en el cual las reservas
motoras son reclutadas de manera secuencial (14). Existe una
reserva funcional de unidades motoras para cada tarea, en la
cual pueden iniciarse distintas secuencias de reclutamiento
para estimular los tres tipos diferentes de unidades motoras
(tipos I, IIa y IIb), que permite realizar distintas acciones
dentro del mismo músculo.
La secuencia de reclutamiento de las unidades motoras por
lo general sigue el principio de tamaño, en la cual las moto ­
neuronas pequeñas, de respuesta lenta, son reclutadas primero,
seguidas por el r
eclutamiento de las oxidativas de respuesta
rápida y por último, las unidades motoras grandes, glucolíticas
de respuesta rápida (14). Esto se debe a que las motoneuro­
nas pequeñas tienen umbrales más bajos que las grandes. Por
ello, las motoneur
onas pequeñas son utilizadas en un amplio
rango de tensión antes que sean reclutadas las fibras moderadas
o grandes.
Al caminar, por ejemplo, las unidades motoras de bajo
umbral son utilizadas durante la mayoría del ciclo de la mar­
cha, excepto por un breve reclutamiento de unidades motoras
inter
medias durante periodos de activación pico. Las unidades
motoras de alto umbral y respuesta rápida por lo regular no
son reclutadas a menos que haya un cambio abrupto de direc­
ción o la persona tropiece.
Al cor
rer se reclutan más unidades motoras, y se reclutan
algunas de alto umbral para los máximos esfuerzos en el ciclo.
Las unidades de bajo umbral son reclutadas para actividades
como caminar y trotar, y las fibras de respuesta rápida son
reclutadas para actividades como levantar peso (14, 25). Las
secuencias de reclutamiento para caminar y para distintas
intensidades de ejercicio se presentan en la figura 4
-8.
Las unidades motoras son reclutadas de manera asin -
crónica, es decir la activación de una unidad motora está espaciada
en el tiempo pero se suma con la actividad motora
precedente. Si la tensión se sostiene isométricamente por un largo periodo, algunas motoneuronas grandes son activadas. De la misma manera, en los movimientos rápidos y vigorosos, se activan motoneuronas tanto grandes como pequeñas.
Propiedades de la unidad motora
Propiedades
Tipo 1 de respuesta
lenta (L)
Tipo IIa oxidativa de
respuesta rápida (RRF)
Tipo IIb glucolítica de
respuesta rápida (RF)
Velocidad de contracción Lenta Rápida Rápida
Número de fibras
Pocas Muchas Muchas
Tamaño de la motoneuronaPequeño Grande Grande
Diámetro de la fibra Moderado Grande Grande
Fuerza de unidad Baja Alta Alta
Fatigabilidad Baja Media Alta
Excitabilidad Alta Baja Baja
Tipo metabólicoOxidativo Intermedio Glucolítico
Densidad mitocondrial Alta Media Baja
Actividad de miosina ATPasaBaja Alta Alta

119. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 107
El patrón de reclutamiento de la unidad motora procede
de motoneuronas pequeñas a grandes, lentas a rápidas, de
pequeña a gran fuerza y de músculos resistentes a fatiga a
fatigables. Luego que una unidad motora es reclutada, seguirá
activa hasta que disminuya la fuerza, y cuando ésta disminuya,
las unidades motoras son inactivadas en el orden inverso de
activación, siendo las primeras las motoneuronas grandes.
Además, el patrón de reclutamiento de unidades motoras
está establecido en el músculo para un patrón específico de
movimiento (58). Si cambia la posición articular y se requiere
un nuevo patrón de movimiento, el patrón de reclutamiento
se modifica ya que son reclutadas distintas unidades motoras,
aunque el orden de reclutamiento de pequeñas a grandes
sigue siendo el mismo. La fuerza desarrollada durante el re
­-
clutamiento no aumenta de forma brusca puesto que las motoneur
onas grandes no se activan hasta que el músculo
está desarrollando una gran cantidad de fuerza. De hecho, el aumento fraccional en la fuerza es constante de manera que a mayor tensión ya ejercida por el músculo, se reclutan unidades motoras de mayor tamaño.
Frecuencia de codificación
La frecuencia con que disparan las unidades motoras también puede influenciar la cantidad de fuerza o tensión desarrollada por el músculo. Esto se conoce como frecuencia de codifica -
ción e involucra dispar
os de potenciales de acción o impulsos
intermitentes de alta frecuencia que varían desde tres hasta 120 impulsos por segundo (53). Con tensión constante o incrementos lentos en la tensión, la frecuencia de disparo se desarrolla en el rango de 15 a 50 impulsos por segundo. Esta frecuencia puede aumentar a un rango de 80 a 120 impulsos por segundo durante velocidades de contracción rápidas. A mayores frecuencias de codificación, la tasa de impulsos
aumenta de manera lineal y sólo después que han sido reclu­
tadas todas las unidades motoras (7).
En los músculos pequeños, por lo general son r
ecluta­
das y activadas todas las unidades motoras cuando la fuerza exter
na del músculo se encuentra en niveles de tan sólo 30 a
50% del nivel máximo de contracción voluntaria. Más allá de este punto, la fuerza producida por el músculo se incrementa mediante aumentos en la frecuencia de codificación, lo que permite una contracción precisa y constante.
En músculos grandes, el reclutamiento de las unidades
motoras se realiza a lo largo de todo el rango de fuerza, de manera que algunos músculos aún siguen reclutando uni­
dades motoras al llegar a 100% de la contracción máxima voluntaria. El deltoides y bíceps braquial son ejemplos de músculos
que siguen reclutando unidades motoras 80 a
100% de la fuerza máxima muscular.
La frecuencia de codificación también varía según el tipo
de fibra y cambios en el tipo de movimiento. En la figura 4
-9
se ejemplifican frecuencias de codificación para fibras tanto de alto como de bajo umbral en dos contracciones muscu­
lares. En los movimientos balísticos, las unidades motoras de mayor umbral y r
espuesta rápida disparan a mayores
frecuencias que las unidades de baja respuesta. Para producir aceleraciones rápidas de los segmentos, las unidades motoras de respuesta rápida incrementan sus frecuencias de codifica­
ción más que las unidades motoras de respuesta lenta (25). Las fibras de r
espuesta rápida y alto umbral no pueden ser
utilizadas por tiempos considerables, pero se piensa que los atletas entrenados pueden mantener a las unidades de alto umbral trabajando durante mayor tiempo al mantener las fre­
cuencias de disparo, lo que permite la capacidad de producir una contracción vigor
osa durante un tiempo limitado. De
manera eventual la frecuencia de disparo de la unidad motora
RESPUESTA
LENTA
Fibras musculares activas (%)
Intensidad del ejercicio (% VO
2
máx)
100
80
60
40
20
0
20 40 60
60% MCV (60 rpm)
Respuesta rápida-Glu y O
Respuesta
rápida-O
Respuesta lenta
80 100
OXIDATIVA
DE RESPUESTA
RÁPIDA
A B
GLUCOLÍTICA
DE RESPUESTA
RÁPIDA
FIGURA 4-8 El orden de activación de las unidades motoras, llamado reclutamiento, por lo general sigue el principio de
tamaño: las fibras pequeñas de respuesta lenta son reclutadas primero, seguidas por las oxidativas de respuesta rápida y al final
por las glucolíticas de respuesta rápida. (A) Actividad muscular de los tres tipos de músculos en tres fases de apoyo al caminar. Las
fibras de respuesta lenta son utilizadas para la mayoría del ciclo de la marcha, con algo de reclutamiento de fibras de respuesta
rápida en momentos pico de activación. (B) Patrón de reclutamiento similar, con 40% de las fibras de respuesta lenta reclutadas
hasta para 40% de la intensidad del ejercicio, en cuyo punto son reclutadas las fibras oxidativas de respuesta rápida. No es
sino hasta que se alcanza 80% de intensidad del ejercicio que son reclutadas las fibras glucolíticas de respuesta rápida. (Reim-
presa con autorización de (A) Grimby, L. (1986). Single motor unit discharge during voluntary contraction and locomotion. En N.
L. Jones, et al. (Eds.). Human Muscle Power. Champaign, IL: Human Kinetics, 111–129; (B)
Sale, D. G. (1987). Influence of exercise
and training on motor unit activation. Exercise and Sport Sciences Reviews, 16:95-151).

120. 108 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
disminuye durante cualquier contracción muscular sostenida,
ya sea vigorosa o leve.
El potencial de acción en una unidad motora puede ser
facilitado o inhibido por la información que recibe de las múl­
tiples neuronas que se encuentran conectadas a ella mediante
la
médula espinal. Como se muestra en la figura 4
-10, una
unidad motora recibe información sináptica de otras neuronas e interneuronas, las cuales son ramas interconectadas que
pueden ser tanto excitatorias como inhibitorias. La informa­
ción se brinda en forma de un potencial local graduado que, a difer
encia del potencial de acción, no mantiene su amplitud
conforme viaja. Por tanto el estímulo será suficiente para alcanzar su destino en otra neurona y debe ser lo bastante grande para generar una respuesta en la neurona a la que llega.
La motoneurona alfa tiene muchas ramas colaterales que
interactúan con otras neuronas, y el número de ramas cola­
terales es mayor en los músculos distales. Una interneurona inhibitoria que r
ecibe información de dichas colaterales es
la célula de Renshaw
, que también se encuentra en la médula
espinal. La célula de Renshaw se considera uno de los elemen­
tos clave en la organización muscular de agonistas, antagonis­
tas y sinergistas (29, 30) cuando es estimulada lo suficiente por una rama colateral.
Existe evidencia que sugier
e que pueden iniciarse patro­
nes alternativos de reclutamiento a partir de la información
brindada por las vías excitatorias e inhibitorias. Esto se realiza mediante interneuronas que modifican el umbral de respuesta de las unidades de respuesta lenta y rápida. El umbral de
la unidad motora rápida puede disminuirse mediante inter­
neuronas excitatorias.
En los movimientos balísticos que involucran movimien­
tos rápidos alternantes, parece haber activación sincrónica o concur
rente de la reserva de unidades motoras en la cual las
unidades motoras grandes son reclutadas junto con las moto­
neuronas pequeñas. Este disparo sincrónico también se ha visto como r
esultado del entrenamiento con peso. Se piensa
que en las actividades atléticas, que requieren un amplio rango de desempeño muscular, la secuencia neuromuscular pudiera incluso revertirse, siendo reclutadas primero las fibras de res­
puesta rápida en acciones musculares vigorosas (8, 14).
Receptores y reflejos sensoriales
El cuerpo requiere un sistema de información para brindar retroalimentación acerca de la condición y características cam
­-
biantes del sistema musculoesquelético y otros tejidos cor­
porales, como la piel. Los receptores sensoriales recolectan la
UM de alto
umbral
UM de bajo
umbral
Contracción
submáxima
UM de alto
umbral
UM de bajo
umbral
Contracción
máxima
(A)
(B)
100/s 20/s
60/s 20/s
400 ms
120/s 50/s
80/s 30/s
400 ms
FIGURA 4-9
 (A) El desarrollo de tensión en el músculo es influen-
ciado por la frecuencia en la cual es activada la unidad motora, llamado
fr
ecuencia de codificación. En una contracción muscular submáxima
sostenida, las fibras de respuesta rápida y alto umbral incrementan su
frecuencia de disparo en la fase de rampa más que las unidades de bajo
umbral. La frecuencia de disparo de las unidades motoras cae durante la
fase sostenida, y cesa el disparo de las unidades de alto umbral. (B) En
una contracción sostenida más vigorosa, la frecuencia de codificación se
incrementa y es mantenida por mayor tiempo en la contracción por las
unidades motoras de alto y bajo umbralesl. (Reimpresa con autorización
de Sale, D. G. (1987). Influence of exercise and training on motor unit
activation. Exercise and Sport Sciences Reviews, 16:95-151).
Médula espinal
Interneurona
inhibitoria
Interneurona
excitatoria
Célula de Renshaw
Estímulo
inhibitorio
Estímulo excitatorio
Rama colateral
A.
B.
FIGURA 4-10
 (A) El potencial de acción viajando a través de una
unidad motora puede ser alterado por el impulso proveniente de las
interneuronas, que son pequeñas ramas nerviosas que generan un
potencial local graduado; el potencial puede o no lograr un cambio en
la neurona conectante. Las interneuronas pueden producir un poten-
cial graduado local excitatorio, que facilita el potencial de acción, o un
potencial local graduado inhibitorio suficiente para inhibir el potencial
de acción. (B) Una interneurona especial, la célula de Renshaw, recibe
información excitatoria a partir de la rama colateral de otra neurona,
estimulando un potencial graduado local inhibitorio.

121. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 109
información de evento como estiramiento en el músculo,
calor o presión muscular, tensión en el músculo y dolor en la
extremidad. Estos receptores envían información a la médu
­-
la espinal, donde dicha información es procesada y utilizada por el sistema ner
vioso central para ajustar o iniciar activida­
des motoras por el músculo. Estos sensores se encuentran conectados a la médula espinal mediante neur
onas sensoriales.
Cuando la información sensorial de uno de estos recep­
tores lleva información hacia la médula, la cual desencadena una r
espuesta motora predecible, se llama reflejo. Un reflejo
es una respuesta neural involuntaria a un estímulo senso­
rial específico y es de comportamiento estereotípico tanto en
tiempo como en espacio. En la figura 4
-11 se muestra
un arco reflejo simple. En el caso del reflejo de sacudida tendinosa en la articulación de la rodilla (reflejo de estira -
miento), la magnitud de la contracción del músculo cuádri­
ceps que resulta en una extensión involuntaria de la pierna es pr
oporcional a la intensidad del estímulo de palmada apli­
cado sobre el tendón rotuliano. La mayoría de los reflejos no son tan simples y pueden ser modificados por infor
mación
proveniente de distintas áreas. Por ejemplo un reflejo flexor inicia una respuesta rápida de retirada tras recibir informa­
ción sensorial indicando dolor, como cuando se toca algo caliente. Compar
e este reflejo con una situación anticipatoria
en la cual a usted se le dice que se le sacudirá la mano y nece­
sita mantener el equilibrio mediante resistencia a la flexión del brazo. Cuando se aplica la sacudida, existe una r
espuesta
refleja pero es distinta a la respuesta flexora ya que el con­
texto es diferente, e incluso si la respuesta sucede a nivel de médula espinal, los cir
cuitos han sido reprogramados para
responder de manera distinta. Cada reflejo es influenciado por el estado de muchas interneuronas, que reciben informa­
ción de los sistemas segmentario y descendente (47).
Los reflejos que brindan información a la médula espinal y
que son procesados tanto a ambos lados y distintos niveles de
la médula espinal se llaman propioespinales. Un ejemplo
de este tipo de reflejo es el reflejo extensor cruzado, que inicia al r
ecibir o esperar recibir un estímulo doloroso, como
pisar una uña. Esta información sensorial es procesada en la
médula espinal creando una respuesta flexora y de retirada en
el miembro con dolor, e incremento o excitación de los mús­
culos extensores del otro miembro.
Otr
o reflejo propioespinal es el reflejo tónico cervical que
es estimulado por movimientos de la cabeza que crean una
respuesta motora en los brazos. Cuando la cabeza se rota a
la izquierda, este reflejo estimula una respuesta asimétrica de
extensión del brazo del mismo lado (izquierdo) y flexión del
brazo opuesto (derecho). Además, cuando la cabeza se flexiona
o extiende, este reflejo inicia la flexión o extensión de los bra­
zos, respectivamente,
Otro tipo de reflejo es el reflejo supraespinal, que lleva
información hacia la médula espinal y la procesa en el cerebro.
El resultado es una respuesta motora. El reflejo de endere -
zamiento laberíntico es un ejemplo de este tipo de reflejo.
Este r
eflejo es estimulado al inclinarse, agacharse o caer de una
postura de pie. La respuesta de los centros superiores es esti­
mular una respuesta motora del cuello y brazos para mantener
o r
etomar la posición de pie. Este reflejo complejo involucra
muchos niveles de la médula espinal y los centros superio
­-
res del sistema nervioso. Ejemplos de estos tipos de acciones r
eflejas se presentan en la figura 4
-12.
HUSO MUSCULAR
Los propioceptores son receptores sensoriales del sistema
musculoesquelético que transforman la distorsión mecánica en el músculo o articulación (como ocurre en cualquier cam­
bio de posición, longitud y tensión musculares), en impulsos ner
viosos que ingresan a la médula espinal y estimulan una
respuesta motora (63). El huso muscular es un propioceptor que se encuentra en mayor cantidad en el vientre del múscu
­-
lo localizado en dirección paralela a las fibras musculares y que
de hecho se conecta a los fascículos mediante tejido con­
juntivo (Fig. 4
-13). Las fibras del huso muscular se llaman
intrafusales, en comparación con las fibras muscular
es que se
llaman extrafusales. Las fibras intrafusales del huso muscular se encuentran contenidas dentro de una cápsula con forma de huso, de ahí el nombre huso muscular. Algunos músculos como los del ojo, mano y parte superior de la espalda tienen cientos de husos; otros músculos como el dorsal ancho y otros del hombro, tienen pocos (63). Cada músculo tiene algunos husos. Sin embargo el huso muscular no se encuentra en algunas fibras glucolíticas de respuesta rápida dentro de algunos músculos.
Cada cápsula del huso puede contener hasta 12 fibras
intrafusales, que pueden ser de uno de dos tipos: bolsa nuclear o cadena nuclear (63). Ambos tipos de fibras tienen centros no contráctiles que contienen los núcleos de la fibra además de las fibras sensoriales que llevan la información al sistema a través de la raíz dorsal de la médula espinal. El huso también tiene extremos contráctiles que pueden ser inervados por una motoneurona gamma, creando acortamiento al recibir
información motora. La motoneurona gamma o fusimotora se mezcla con las motoneuronas alfa en el cuerno ventral de la columna vertebral. Siendo de menor tamaño que las moto­
neuronas alfa, cada motoneurona gamma inerva múltiples husos muscular
es.
Médula espinal
Neurona
sensorial
Neurona motora
Nervio
espinal
FIGURA 4-11
 Un arco reflejo simple o monosináptico. La informa-
ción sensorial de los receptores es llevada a la médula, donde inicia
una respuesta motora por parte de las extremidades. El reflejo de esti-
ramiento es un arco reflejo que envía información sensorial a la médula
en respuesta a estiramiento del músculo; la médula envía de regreso
estimulación motora al mismo músculo, causando una contracción.

122. 110 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Fibras musculares
Huso muscular
Neurona motora
dinámica gamma
Fibra de cadena nuclear
Fibra de bolsa de nuclear
Neurona motora
estática gamma
Neurona sensorial tipo II
Neurona sensorial tipo I
FIGURA 4-13
 El huso muscular yace en paralelo con las fibras muscu-
lares. Dentro de cada cápsula del huso se encuentran las fibras del huso,
que pueden ser de cualquiera de dos tipos: fibra de cadena nuclear

o fibra de bolsa nuclear. Ambos tipos tienen terminales contráctiles que
son inervadas por motoneuronas gamma. La información sensorial
que responde al estiramiento abandona la porción medial de ambos
tipos de fibras mediante la neur
ona sensorial tipo Ia y de los extremos
de las fibras de cadena nuclear mediante la neurona sensorial tipo II.
Extensores
inhibidos
A
C
D
B
Flexores
estimulados
Estímulo doloroso
Extensores
estimulados
Flexores
inhibidos
Extensores
inhibidos
Flexores
estimulados
Extensores
estimulados
Flexores
inhibidos
Estímulo doloroso
FIGURA 4-12
 Ejemplos de acciones reflejas (un reflejo es una respuesta motora desarrollada en el sistema
nervioso central tras haber recibido información sensorial). (A) El reflejo flexor es desencadenado por informa-
ción sensorial que registra dolor, lo que facilita una retirada rápida flexora de la fuente de dolor. (B) El reflejo
cruzado extensor también es iniciado por dolor; funciona con el reflejo flexor para causar flexión en el miembro
estimulado y extensión del miembro contralateral. (C) El reflejo tónico del cuello es estimulado por movimientos
de la cabeza; genera flexión o extensión de los brazos, dependiendo de la dirección del movimiento del cuello.
(D) El reflejo de enderezamiento laberíntico es estimulado por la posición corporal; causa movimientos de los
miembros y cuello para mantener una postura equilibrada de pie.
a la cápsula y el tejido conjuntivo de la misma fibra muscular.
La fibra de cadena nuclear es más pequeña, y los núcleos se
disponen en filas en la región ecuatorial. La fibra de cadena
nuclear no se conecta a la fibra muscular en sí, sino que sólo
hace conexión con la cápsula del huso.
A la salida de la región ecuatorial de ambos tipos de fibras
en huso, la neurona aferente primaria tipo Ia es estimulada
por cambios en la longitud a la mitad del huso. La informa­
ción colectada en las terminales sensoriales es enviada hacia el
cuer
no dorsal y hace conexión monosináptica o directa con
una motoneurona, causando contracción del mismo músculo.
Ya que el huso yace en paralelo con las fibras musculares, se
encuentra sujeto al mismo estiramiento que el músculo. El
otro mecanismo de “estiramiento” de la porción media del
huso es mediante contracción de los extremos del huso a tra­
vés de la inervación por motoneuronas gamma. Tanto la bolsa
nuclear como las fibras de cadena nuclear son iner
vadas por su
propia motoneurona gamma, llamados eferentes dinámico y
estático, respectivamente. El acortamiento de los extremos de
las fibras del huso mediante inervación gamma permite ajustar
al huso muscular para cubrir las necesidades de movimiento
(Fig. 4
-14).
A partir de los extremos polares de la fibra de cadena
nuclear se transmite información sensorial adicional mediante neuronas sensoriales aferentes secundarias tipo II. Esta neu
­-
rona sensorial es de tamaño mediano y es estimulada por estiramiento muscular
, respondiendo a un mayor umbral de
La bolsa nuclear de fibras tiene un gran cúmulo de núcleos
en su centro. También es más gruesa, y sus fibras se conectan

123. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 111
estiramiento que la neurona sensorial tipo I. Existen por
lo general una o dos neuronas sensoriales tipo II por huso
muscular
, aunque algunos husos musculares e incluso algu­
nos músculos (10 a 20%) no tienen ninguna (63).
Las afer
entes primarias son sensibles a la velocidad de
estiramiento del músculo y actúan como sensores de veloci­
dad. La sensibilidad de las aferentes primarias no es lineal y
es muy sensible a cambios pequeños
en longitud y velocidad
de cambio (estiramientos de corta distancia), pero disminuye
con cambios más lentos o de mayor magnitud. Las aferentes
secundarias son sensores de longitud muscular con algo de
sensibilidad a los cambios de longitud. La figura 4
-15 muestra
la respuesta de las aferentes primaria y secundaria en ausencia de cualquier inervación gamma ante el estiramiento de un músculo, un golpe rápido del músculo, un estiramiento y liberación cíclicos, y al suspender el estiramiento.
Cuando se aplica estiramiento al músculo, la región ecuato­
rial de las fibras intrafusales deforma las terminales nerviosas y la
neurona sensorial tipo I envía impulsos a la médula espinal.
Los potenciales de acción sensoriales se conectan con inter­
Fibra de
bolsa nuclear
Fibra de
cadena nuclear
Terminaciones
secundarias
Terminaciones
primarias
Placa terminal
Extremo terminal
Dinámica γ
Estática γ
Eferentes γ Aferentes
Ia
II
FIGURA 4-14 Dos vías aferentes llevan información
del huso hacia la médula espinal. La vía aferente tipo
Ia primaria sale de las regiones ecuatoriales tanto de las
fibras de cadena nuclear como de la bolsa y brinda infor-
mación sensorial acerca de la longitud y velocidad de
estiramiento del músculo. La vía aferente secundaria tipo
II sale por los extremos de las fibras de cadena nuclear
y brinda información sobre la longitud muscular. Ambos
tipos de fibras reciben inervación motora de las termina-
les contráctiles mediante las neuronas gamma eferentes.
Peso
Tendón de
cuádriceps
Estímulo
Primario
Secundario
Estiramiento Golpe Liberación del estiramiento
FIGURA 4-15 Las velocidades de disparo primaria y secundaria aferentes difieren en su respuesta a un
estiramiento o relajación forzado del músculo. Las respuestas de ambas aferentes primaria y secundaria se muestran en tres condiciones diferentes de estiramiento en las cuales se extirpó cualquier influencia de iner-
vación gamma. La aferente primaria responde a un estiramiento impuesto al músculo y dispara a mayores tasas cuando se aplica un estiramiento rápido al músculo en el caso de un golpe ligero. Cuando se retira el estiramiento, la aferente primaria deja de disparar. La aferente secundaria dispara a una velocidad más constante para reflejar la longitud del músculo.

124. 112 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
neuronas, generando un potencial local excitatorio graduado
que se envía de vuelta al músculo que se está estirando. Si el
estiramiento es lo suficientemente vigoroso, se envía de nuevo
un impulso local graduado al mismo músculo con la magnitud
suficiente para iniciar una contracción mediada por motoneu­
ronas alfa. La información sensorial entra y la información
motora sale
de la médula espinal al mismo nivel, creando un
arco reflejo monosináptico en el cual la información senso ­
rial de ingreso se conecta directamente con la motoneurona.
Un ejemplo de este r
eflejo es el estiramiento o reflejo miotá -
tico, en el cual al ser estimuladas las neuronas sensoriales por
estiramiento del músculo, inician un incr
emento en el impulso
motor que llega al mismo músculo (63). Se ilustra un circuito
tipo Ia en la figura 4
-16. También se le llama facilitación
autogénica debido a la facilitación de las motoneuronas alfa
sobre el mismo músculo. El reflejo de estiramiento principal­
mente recluta fibras musculares de respuesta lenta.
La infor
mación que llega a la médula espinal proveniente
de la neurona sensorial tipo I también es enviada al cere­
belo y áreas cerebrales sensoriales para ser utilizada como r
etroalimentación sobre la longitud y velocidad musculares.
Se establecen conexiones adicionales en la médula espinal con interneuronas inhibitorias, creando una inhibición recíproca, o relajación de los músculos antagonistas (29). También se generan conexiones interneuronales excitatorias con las motoneuronas alfa de los músculos sinergísticos para facilitar su actividad muscular, además del agonista.
Cuando se estimulan neuronas aferentes tipo II o secun­
darias, se obtiene una respuesta distinta por parte de las neu­
ronas sensoriales tipo I. Produce un impulso sensorial en res­
puesta a estiramiento o cambio en longitud del músculo, y es
un buen indicador para la r
etroalimentación sobre la longitud
real del músculo ya que sus impulsos sensoriales no disminu­
yen cuando el músculo se mantiene en una posición estática.
La iner
vación de los extremos de las fibras del huso por la
motoneurona gamma altera la respuesta del huso muscular considerablemente. El primer efecto importante de la inerva­
ción gamma del huso es que no permite que ceda la descar
­-
ga del mismo cuando se acorta el músculo. Si el músculo se acor
ta sin coactivacion alfa
-gamma, la actividad del huso sería
silenciada al retirar el estiramiento externo del músculo. La coactivación alfa
-gamma mantiene tenso al huso y le permite
seguir brindando información sobre posición y longitud a pesar del acortamiento muscular (63). Existe evidencia que esto sólo sucede en el caso de movimientos lentos y para movimientos bajo carga, pero no para movimientos rápidos. En estos últimos, la actividad de estiramiento en los husos del músculo antagonista puede aportar la información sobre la longitud y posición.
El segundo gran impulso a la motoneurona gamma del
huso muscular es un incremento indirecto de los impulsos motores que son enviados al músculo mediante vías de la mo
­-
toneurona alfa. Esto se agrega a los impulsos que bajan por el sistema, altera la ganancia e incr
ementa el potencial para
la activación completa mediante las vías alfa. Es un contribu­
yente principal para coordinar el desempeño y patrones de las motoneur
onas alfa.
En anticipación a levantar algo pesado, las motoneuronas
alfa y gamma establecen un cierto nivel de excitabilidad en el sistema para tolerar resistencia pesada. Si el objeto que se carga es mucho menos pesado de lo esperado, el sistema gamma actúa reduciendo el flujo del aferente tipo I, haciendo un
Médula espinal
Interneuronas excitatorias
e inhibitorias
Excitación
del sinergista
Inhibición del antagonista
3
2
1
1a
El músculo que se está estirando también es excitado
FIGURA 4-16
 Circuito tipo Ia iniciado por
estiramiento del músculo. Con una respuesta
proporcional a la magnitud del estiramiento, el
huso muscular envía impulsos a la médula espinal
mediante la neurona sensorial tipo Ia. Dentro de
la médula, las conexiones con interneuronas pro-
ducen un potencial local graduado que inhibe los
músculos antagonistas y excita a los sinergistas
así como al músculo en el cual ocurrió el estira-
miento. Ésta es la respuesta típica del reflejo de
estiramiento, también conocido como facilitación
autogénica.

125. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 113
ajuste rápido en la información que envía la motoneurona alfa
al músculo y reduce el número de unidades motoras activadas.
Por último, la motoneurona gamma es activada a un
menor umbral que la motoneurona alfa y por tanto puede
iniciar respuestas a cambios posturales reiniciando el huso
y activando la información alfa (27). Las vías aferentes, vías
gamma y alfa son parte del circuito gamma, que se muestra
en la figura 4
-17.
ÓRGANO TENDINOSO DE GOLGI
Otro propioceptor importante que influencia en forma sig­
nificativa la acción muscular es el órgano tendinoso de Golgi (OTG). Esta estr
uctura vigila la fuerza o tensión en el músculo.
Como se ilustra en la figura 4
-18, el OTG se encuentra en la
unión músculo-esquelética. Es un conjunto de fascículos de co­-
lágeno con forma de huso rodeado por una cápsula que se continúa adentr
o de los fascículos para crear compartimientos.
Las fibras de colágeno del OTG se conectan directamente a las fibras extrafusales provenientes de los músculos (63).
Dos neuronas sensoriales salen de un sitio entre los fascícu
­-
los de colágeno. Cuando éste es comprimido por estiramiento
o contracción de las fibras musculares, las terminaciones ner­-
viosas tipo Ib del OTG generan un impulso sensorial pro­
porcional a la cantidad de deformación que recibieron. La r
espuesta a la carga y la velocidad de cambio en la carga son
lineales. Múltiples fibras musculares se insertan en un OTG, y cualquier tensión generada en cualesquiera de los músculos generará una respuesta en el OTG.
Al estirarse el músculo, la tensión sobre el OTG individual
es generada junto con los otros OTG del tendón. En conse­
cuencia, la respuesta del OTG es más sensible a la tensión que
al estiramiento. Esto se debe a que el OTG mide la car
ga de
peso en serie con las fibras musculares pero se encuentra en
paralelo con respecto a la tensión desarrollada en los elemen­
tos pasivos durante el estiramiento (33). Por tanto, la contrac­
ción tiene un umbra menor que el estiramiento.
El OTG genera un potencial inhibitorio local graduado

sobre la médula espinal llamado reflejo de estiramiento
inverso. Si el potencial graduado es suficiente, se produce
relajación o inhibición autogénica en las fibras musculares
conectadas en serie con el OTG estimulado. La información
que sale de la motoneurona alfa hacia los músculos sometidos
a un estiramiento a alta velocidad o produciendo altas resis­
tencias es disminuida.
El OTG es muy sensible a pequeños cambios en tensión,

por lo que es utilizado para modular cambios en fuerza. Au
­-
xilia brindando información sobre la fuerza de forma que el individuo aplique sólo la cantidad de fuerza necesaria para

superar la carga. El OTG transmite información confiable sobre la tensión en todo el músculo en tensión ya sea activa o pasiva, incluso luego de una rutina extenuante (24). El OTG puede generar una respuesta inhibitoria mediante la vía tipo Ib para disminuir la fuerza de contracción en un músculo que experimenta un incremento rápido en la fuerza. De forma alterna, el OTG puede también dar impulsos excitatorios en actividades como caminar, durante la cual el OTG detecta la tensión en los músculos de apoyo y estimula un reflejo exten­
sor. De nuevo, con información proveniente de los centros neurales superior
es, el contexto cambia y los circuitos son
ajustados de forma acorde.
FIGURA 4-17 Circuito tipo Ia en el cual la infor-
mación es enviada del huso (4), causando inhibición
(3) y excitación de los sinergistas y agonistas (2, 1).
Esto es facilitado por información proveniente de
la motoneurona gamma (5), lo cual inicia una con-
tracción de los extremos de las fibras del huso,
creando un estiramiento interno de las fibras del
huso. La motoneurona gamma recibe información
mediante los centros superiores o de otras inter-
neuronas en la médula espinal (6, 7, 8).

126. 114 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
RECEPTORES SENSORIALES TÁCTILES Y ARTICULARES
Existe poca información sobre el ingreso de datos de neuro­
nas sensoriales a partir de los receptores táctiles y articu­
lares que se encuentran dentro y alrededor de las uniones
sinoviales
(Fig. 4
-19). Uno de estos receptores táctiles, la
terminación de Ruffini, se encuentra en la cápsula articular y responde a cambios en la posición articular y velocidad de movimiento de la articulación (54). El corpúsculo de Pacini es otro receptor táctil en la cápsula y tejido conectivo que responde a la presión generada por los músculos y al dolor dentro de la articulación (54). Estos receptores articulares, al igual que otros receptores en los ligamentos y tendo
­-
nes, brindan información continua al sistema nervioso acerca de las condiciones dentr
o y alrededor de la articulación.
Efecto del entrenamiento y ejercicio
Durante el entrenamiento del sistema muscular, una adap­
tación neural modifica los niveles y patrones de activación
de la información neural al músculo. En el entrenamiento de
fuerza, por ejemplo, pueden demostrarse incrementos signifi­
cativos de fuerza tras aproximadamente 4 semanas de entrena­
miento. Esta ganancia de fuerza no es atribuible a un aumento en el tamaño de la fibra muscular sino a un efecto de apr
en­
Músculo
Tendón
Hueso
Músculo
Tendón
5 Estimulación de las
neuronas inhibitorias
1↑ Estimulación
de la motoneurona
2↑ Tensión
muscular
3↑ Fuerza sobre
el tendón
4↑ Estimulación de
l
órgano tendinoso
de Golgi
Cápsula
Fibra muscular
Neurona sensorial tipo Ib
Órgano tendinoso de Golgi
Tendón
A
B
FIGURA 4-18 (A) El órgano tendinoso de
Golgi (OTG) se encuentra en la unión múscu-
lo-tendón. (B) Cuando se aplica tensión en este
sitio, el OTG envía información a la médula espi-
nal mediante las neuronas sensoriales tipo Ib. El
impulso sensorial del OTG facilita la relajación
del músculo mediante estimulación de las inter-
neuronas inhibitorias. Esta respuesta es el reflejo
de estiramiento inverso, o inhibición autogénica.
Terminaciones
de Ruffini
(posición y velocidad
articular)
Corpúsculo
de Pacini
(presión)
Terminaciones
nerviosas libres
(sensación dolorosa)
FIGURA 4-19
 Varios tipos de receptores sensoriales envían infor-
mación al sistema nervioso central. En las cápsulas articulares y tejido conjuntivo se encuentra el corpúsculo de Pacini, que responde a la presión, y las terminaciones de Ruffini, que responden a los cambios en posición articular. También las terminaciones libres se encuentran alrededor de las articulaciones y perciben dolor.

127. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 115
dizaje en el cual ocurre adaptación neural (59), resultando en
incremento de factores como velocidades de disparo, impulso
generado por la neurona motora, sincronización de unidades
motoras y excitabilidad de la motoneurona (1).
El efecto de la adaptación neural es una mejor contracción
muscular con mayor calidad mediante la coordinación en la
activación de las unidades motoras. La información neural al
músculo, como consecuencia de las contracciones voluntarias
máximas, se incrementa en los agonistas y sinergistas, y la inhi­
bición a los antagonistas es mayor. Esta adaptación neural, o
efecto
de aprendizaje, alcanza su máximo a las cuatro a cinco
semanas de entrenamiento y típicamente es resultado de un
aumento en la frecuencia de activación de unidades motoras.
Los incrementos en fuerza más allá de este punto por lo gene­
ral son atribuibles a cambios estructurales e incremenos físicos
en
el área transversal del músculo. La influencia del entrena­
miento tanto sobre el retraso electromecánico (REM) y la
cantidad de actividad electr
omiográfica (EMG) se representa
según los trabajos de Hakkinen y Komi (26) en la figura 4
-20.
La especificidad del entrenamiento es importante para
mejorar la llegada de información neural a los músculos. Si se entrena un miembro a la vez, puede lograrse una mayor pro­
ducción de fuerza con más información neural a los músculos de
ese miembro, que si dos miembros son entrenados a la
vez. La pérdida tanto de fuerza como de impulso neural a los
músculos mediante entrenamiento bilateral se conoce como déficit bilateral
(5, 14). De hecho, entrenar un miembro neu
­-
rológicamente aumenta la actividad e incrementa la fuerza voluntaria en el otr
o miembro.
Cuando se trabaja con atletas que utilizan los miembros de
forma asimétrica, como al correr o lanzar, el entrenador debe incorporar algunos movimientos unilaterales del miembro al programa de acondicionamiento. Quienes participan en depor­
tes o actividades en los cuales se utilizan ambos miembros juntos, como levantamiento de pesas, deben entr
enar bilateralmente.
La especificidad del entrenamiento también determina el
tipo de fibra que se fortalece y desarrolla. A través del entrena­
miento de resistencia, las fibras tipo II pueden ser fortalecidas mediante r
educción en la inhibición central e incremento
en la facilitación neural. Esto puede ser de utilidad para resistir la fatiga en ejer
cicio de alta intensidad a corto plazo, en los
cuales la fatiga surge por la incapacidad para mantener una activación nerviosa óptima.
Incluso un breve calentamiento (de 5 a 10 minutos) pre­
vio a un evento o competencia influencia el impulso neural al incr
ementar la actividad de la unidad motora (38). Otro factor
que mejora el impulso neural al músculo es realizar contrac­
ción de músculos antagonistas previo a la contracción del ago­
nista, como se observa en los movimientos preparatorios antes de r
ealizar una hazaña (p. ej., hacer movimientos hacia atrás
y adelante). Esto reduce el impulso inhibitorio al agonista y permite la llegada más información neural y activación en la contracción del agonista.
El estiramiento del músculo antes de su contracción pro­
duce algo de estimulación neural muscular mediante el arco r
eflejo de estiramiento. Los atletas que deben producir poten­
cia, como aquellos que realizan saltos y carreras cortas, han demostrado
tener sistemas excitables en los cuales el reflejo de
potenciación es alto (38).
Cuando sucede fatiga durante el ejercicio, hay disminución
en la máxima capacidad de fuerza del músculo, causada por
alteración a nivel de los mecanismos tanto muscular como neural (31). La reducción en la producción de fuerza invo­
lucra múltiples mecanismos neurales, incluyendo la influencia de
la retroalimentación aferente, impulsos descendentes e
influencia del circuito espinal sobre la respuesta a nivel de la reserva motora. El mecanismo que contribuye a la fatiga depende de la tarea, y las variaciones en la intensidad de con­
tracción generan diferencias en el equilibrio entre los impulsos excitatorios e inhibitorios sobr
e la reserva.
En resumen, los impulsos neurales al músculo pueden mejo­
rarse mediante entrenamiento para incrementar el número de unidades motoras contribuyentes, alterando el patr
ón de dis­
paro e incremento en la potenciación refleja del sistema (52). De la misma for
ma, la inmovilización del músculo puede crear
Ejercicio de fuerza
de tipo explosivo
Fuerza
EMG
A. Influencia del entrenamiento sobre el retraso electromecánico
B. Influencia de entrenamiento sobre el IREM
REM reflejo (ms)
IREM (mV x s)
Ejercicio de fuerza
de resistencia pesada
Desacondi-
cionamiento
Desacondi-
cionamiento
Fuerza (N)
Fuerza
EMG
40
30
20
0.5
0.4
0.3
0.2
0.5
0.4
0.3
900
800
700
600
700
600
500
01 22 4 36 semanas
Ejercicio de fuerza
de resistencia pesada
Desacondicionamiento
Ejercicio de fuerza
de tipo explosivo
12 24 36 semanas0
FIGURA 4-20
 (A) Se ha demostrado que el entrenamiento de
fuerza explosiva reduce el retraso electromecánico (REM) en la con-
tracción muscular tras 12 semanas de entrenamiento. Sin embargo el
REM se incrementa de nuevo si se continúa el entrenamiento a 24
semanas y se reduce ligeramente con el desacondicionamiento. La
influencia del ejercicio de resistencia pesada sobre el REM es mínima.
(B) El IREM se incrementa en las primeras semanas durante el entrena-
miento de resistencia pesada pero no con el entrenamiento explosivo.
Se piensa que ocurre algo de adaptación neural en las primeras eta-
pas de tipos específicos de entrenamiento de resistencia, que facilita
un incremento temprano en la producción de fuerza. (Reimpresa con
autorización de Hakkinen, K., Komi, P. V. [1986]. Training-induced chan-
ges in neuromuscular performance under voluntary and reflex condi-
tions. European Journal of Applied Physiology, 55:147-155).

128. 116 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
lación se aproxima al final de su rango de movimiento, el
tejido blando de un segmento es comprimido por el tejido
blando del segmento adyacente. Esta compresión entre
componentes de tejidos adyacentes eventualmente contri­
buye a la terminación del rango de movimiento. Lo ante­
rior significa que las personas con obesidad y con grandes
cantida
­des de masa muscular o hipertrofia usualmente tienen
menores niveles de flexibilidad. Sin embargo un sujeto con músculos hiperatrofiados puede lograr una buena flexibili­
dad articular aplicando una mayor fuerza al final del rango de
movimiento, con lo cual comprime el tejido blando en
mayor medida. Una persona con obesidad que carece de fuerza se encuentra limitada en forma definitiva en cuanto a la flexibilidad debido a la incapacidad para producir la fuerza necesaria para alcanzar mayores rangos de movimiento.
Los ligamentos restringen los rangos de movimiento y
flexibilidad ofreciendo soporte máximo al final del rango de movimiento. Por ejemplo, los ligamentos de la rodilla limitan la extensión de la pierna. A un individuo que puede hiper
­extender la rodilla comúnmente se le llama con do­ble
ar
ticulación, pero en realidad tiene ligamentos ligeramente
más largos que permiten más movimiento articular del habi­
tual. Los principales factores que influencian la flexibilidad son la longitud física r
eal del músculo o músculos antago­
nistas; las características viscoelásticas de los músculos, liga­
mentos y otros tejidos conjuntivos; y el nivel de inervación neur
ológica del músculo que se estira. La extensibilidad se
relaciona con la resistencia del tejido cuando se alarga, y el estiramiento sobrepasa la resistencia pasiva de tejido (57). Todos estos factores pueden ser influenciados por tipos espe­
cíficos de entrenamiento de flexibilidad.
Cuando un músculo se estira, los mecanismos neur
oló­
gicos pueden influenciar el rango de movimiento. En un estiramiento rápido, la neur
ona sensorial primaria aferente
tipo Ia en el huso muscular inicia el reflejo de estiramiento, creando una mayor actividad muscular mediante la inerva­
ción por motoneuronas alfa. Esta respuesta es proporcional a
la tasa de estiramiento. Por tanto, a un estiramiento más
rápido, mayor contracción del mismo músculo. Tras com­
pletar el estiramiento, las neuronas sensoriales tipo Ia dismi­
nuyen a un nivel de disparo más bajo, reduciendo el nivel de activación de la motoneur
ona o resistencia en el músculo.
Una técnica de flexibilidad que aumenta esta respuesta es el estiramiento balístico, en el cual los segmentos son rebo­ tados para alcanzar el rango de movimiento terminal. Este tipo de estiramiento no se recomienda para mejorar la flexi­
blidad debido a la estimulación de las neuronas tipo Ia y el incr
emento en la resistencia muscular. Velocidades de elon­
gación lentas permiten una mayor relajación de la tensión y generan menor
es fuerzas tisulares. Sin embargo, el estira­
miento balístico es un componente de muchos movimientos comunes, como es el lanzamiento pr
eparatorio en el beisbol
o el movimiento completo que se realiza en una patada.
Una mejor técnica de estiramiento para mejorar el rango
de movimiento es el estiramiento estático, en el cual el miembro se mueve ligera y lentamente más allá de su posición terminal y es mantenido en esa posición por 10 a 30 ms (9). Mover el miembro lentamente reduce la respuesta de la neu­
rona sensorial tipo Ia, y mantener la posición al final reduce el impulso tipo Ia, per
mitiendo interferencia mínima al movi­
miento articular.
la r
espuesta opuesta al disminuir el impulso neural al músculo
y disminuyendo la potenciación refleja.
EJERCICIO DE FLEXIBILIDAD
La flexibilidad es considerada por muchos como un compo­
nente esencial en la condición física y es parte importante del desempeño en depor
tes como gimnasia y baile. La flexibilidad
puede aumentarse mediante un programa de estiramiento.
No hay evidencia sólida que demuestre que aumentar la
flexibilidad es importante para disminuir el riesgo de lesiones o que protege contra lesiones (67). De hecho, el estiramiento antes de una competencia deportiva pudiera incluso tener un efecto negativo al disminuir la producción de fuerza y poten­
cia (46) y sólo se recomienda para actividades que requieren altos niveles de flexibilidad (37). No obstante para mantener

un rango funcional de movimiento, se recomienda integrar una rutina regular de estiramiento a los programas de acon­
dicionamiento. Debe llevarse diariamente un programa de acondicionamiento y flexibilidad, o al menos tr
es veces a la
semana, y de preferencia debe hacerse después del ejercicio.
La flexibilidad, como se emplea en esta sección, se define
como el rango de movimiento terminal de un segmento. Esto puede lograrse de forma activa mediante contracción voluntaria de un agonista creando movimiento articular (rango de movi­
miento activo), o de manera pasiva, cuando los músculos agonis­
tas se relajan y el segmento es desplazado a lo largo de un rango de movimiento por una fuerza exter
na, como puede ser por otra
persona u objeto (rango de movimiento pasivo) (60, 68).
Muchos factores contribuyen a la flexibilidad o falta de la
misma. Primero, la estructura articular es un determinante de la flexibilidad ya que limita el rango de movimiento en algu­
nas articulaciones y produce cese o límites al movimiento. Lo anterior sucede en una ar
ticulación como el codo, en la cual
el movimiento de extensión es terminado por el contacto óseo entre el proceso del olécranon y la fosa en la parte posterior de la articulación. Una persona que puede hiperextender el antebrazo a nivel del codo no es excepcionalmente flexible sino que tiene ya sea una fosa olecraneana profunda o un proceso del olécranon pequeño. Las restricciones óseas a
un rango de movimiento se encuentran presentes en una variedad de ar
ticulaciones del cuerpo, pero este tipo de res­
tricción no es el mecanismo principal que limita o mejora la flexibilidad articular.
Los tejidos blandos alrededor de la articulación son otro
factor contribuyente a la flexibilidad. Conforme una articu­
Mecanismos que
restringen el rango de
movimiento articular Ejemplo
(1) Estructuras articulares-
contacto óseo
Extensión del codo
(2) Tejidos blandos-grasa,
masa muscular
Flexión del codo
(3) Ligamentos Extensión de la rodilla
(4) Longitud de los antagonistas
Flexión de la cadera
(5)
 Mecanismos neurológicos
Movimiento de lanzamiento balístico del hombro

129. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 117
La principal restricción al estiramiento de un músculo se
encuentra en el tejido conjuntivo y tendones dentro y alre­
dedor del músculo (23, 50). Esto incluye la fascia, epimisio,
perimisio,
endomisio y tendones. Las fibras musculares per se
no desempeñan un papel significativo en la elongación de un
músculo mediante
entrenamiento de flexibilidad. Para com­
prender cómo responde al estiramiento el tejido conjuntivo,
es necesario estudiar las características de tensión
-deformación
de la unidad muscular.
Cuando se aplica tensión por primera vez, el músculo
genera una respuesta lineal a la carga mediante la elonga­
ción de todas las partes del músculo. Ésta es la fase elástica del estiramiento exter
no. Si la carga externa se retira del
músculo, regresará a su longitud original dentro de pocas horas, y no quedará incremento residual o a largo plazo en la longitud muscular. Las técnicas de estiramiento que trabajan la respuesta elástica del músculo son frecuentes; incluyen movimientos articulares repetitivos y de corta duración. Estos estiramientos, que por lo general preceden una actividad, producen un incremento leve en la longitud muscular para ser utilizado en una práctica o juego pero no producen una mejoría a largo plazo en la flexibilidad.
Si un músculo se coloca en su posición terminal y se man­
tiene en la posición por un periodo extendido, el tejido entra en la r
egión plástica de la respuesta a la carga, elongándose
y sufriendo deformación plástica (66). Esta deformación plástica representa un incremento a largo plazo en la longi­
tud muscular y continúa día a día (41). En la figura 4
-21 se
pr
esenta un modelo que describe el comportamiento de los
elementos elástico y plástico que actúan en los estiramientos.
Para generar incrementos en la longitud mediante la
elongación plástica o a largo plazo, el músculo debe estirarse mientras aún se encuentra caliente, y el estiramiento debe mantenerse por un largo tiempo bajo poca carga (54, 56). Por tanto, para alcanzar beneficios a largo plazo del estira­
miento, éste debe ocurrir luego de la práctica o rutina, y los estiramientos individuales deben mantenerse
en la posición
articular terminal por un periodo extendido.
El enfriamiento de un músculo caliente mejora la elonga­
ción permanente de los tejidos en ese músculo. Las posiciones ar
ticulares deben mantenerse por al menos 30 segundos e
idealmente hasta por un minuto. En el caso de los músculos que son inflexibles y requieren atención adicional, el estira­
miento debe realizarse por mayores periodos, 6 a 10 minutos (61). Para evitar cualquier daño tisular significativo, no debe

permitirse el estiramiento con dolor.
Métodos de estiramiento
Método Técnica
Pasivo Estiramiento lento y sostenido con un compañer o, 10 a 30 segundos
Dinámico Estiramiento lento, cíclico elástico y estático, con acortamiento de un músculo,
30 series de 6 repeticiones de estiramientos de 5 segundos
Estático Estiramiento lento con pausa sostenida al final del rango de movimiento; 10 a 30 segundos
Isométrico Estiramiento estático contra una fuerza u objeto inamovible como la pared o el suelo; 10 a
30 segundos
Balístico Estiramiento rápido del músculo utilizando movimientos de sacudida o rebote
Facilitación
neuromuscular
propioceptiva
Alternar estiramiento muscular pasivo con un compañero luego de contraer el músculo anta-
gonista contra resistencia (contraer-relajar; sostener-relajar; revertir lento sostener-relajar);
series de 6 contracciones seguidas por estiramientos de 10 a 30 segundos con ayuda
Resorte
Elementos
elásticos
Estiramiento
elástico
Cilindro
hidráulico
Elementos
viscosos
Estiramiento
plástico
FIGURA 4-21 Cuando se aplica al músculo un estiramiento repe-
titivo de corta duración, el tejido conjuntivo y el músculo respon-
den como un resorte, con elongación del tejido a corto plazo pero
con retorno a su longitud original tras un corto tiempo. En un estira-
miento sostenido por largo tiempo, en especial mientras el músculo se
encuentra caliente, los tejidos se comportan más hidráulicamente, con-
forme ocurre la deformación a largo plazo de los tejidos. (Reimpresa
con autorización de Sapega, A. A., et al. [1981]. Biophysical factors in
range of motion exercises. The Physician and Sportsmedicine, 9:57-64).
Facilitación neuromuscular propioceptiva
La facilitación neuromuscular propioceptiva (FNP) es una
técnica empleada para estimular la relajación del músculo esti­
rado de manera que la articulación pueda alcanzar un mayor
rango de movimiento
(36). Esta técnica, que se utiliza en el
contexto de rehabilitación, también puede ser empleada en
atletas e individuos con limitada flexibilidad en ciertos grupos
musculares, como los isquiotibiales (56).
La FNP incorpora varias secuencias de combinaciones
empleando relajación y contracción de los músculos que se
estiran. Un ejercicio sencillo de FNP es el movimiento pasivo
del miembro de un individuo hacia el rango de movimiento
terminal, puede que lo contraiga en forma isométrica contra la
resistencia manual aplicada por el compañero, y luego relajar
y mover más para estirar (contraer
-relajar). Repetir este ciclo
puede lograr incrementos significativos en el rango terminal de movimiento (2). Este procedimiento aumenta el rango de
movimiento ya que el impulso de la aferente tipo Ia del huso muscular es r
educido al “reiniciar” el huso (27). Los ejerci­
cios de FNP por lo general son diagonales y en línea con la

130. 118 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
dirección de las fibras musculares. Estirar de forma oblicua
es más cercano a las acciones encontradas en movimientos
comunes (39).
El proceso puede reforzarse incluso más si la contracción
del agonista se hace al final del rango del movimiento. Esto
genera un aumento en la relajación del antagonista o del
músculo que se está estirando. Por ejemplo mover en forma
pasiva el pie hacia la flexión plantar para estirar los dorsi­
flexores. Contraer los dorsiflexores isométricamente contra
r
esistencia aplicada por el compañero en el dorso del pie.
Mover el pie más hacia la flexión plantar y luego contraer
los flexores de la planta. Ambas técnicas producen el mayor
incremento en el rango de movimiento. En los ejercicios de
sostener
-relajar de la FNP, el OTG es estimulado de manera
que se produce el reflejo inhibitorio, volviendo más fácil el estiramiento pasivo subsecuente. En un ejercicio de FNP inverso lento de sostener
-relajar, el OTG también es esti­
mulado en la fase isométrica de “sostén”. Los antagonistas generan un movimiento inverso lento para estirar el múscu
­-
lo deseado, activando los husos musculares y desensibilizando al
huso durante la elongación pasiva posterior. Ejemplos de
ejercicios de FNP para los músculos de las articulaciones
de cadera y hombro se presentan en la figura 4
-22.
EJERCICIO PLIOMÉTRICO
El objetivo del entrenamiento pliométrico es mejorar la
velocidad y generación de fuerza o poder en una competencia. El entrenamiento pliométrico ha demostrado ser efectivo para incrementar la potencia en atletas de deportes como vóleibol, baloncesto, saltos de altura, saltos de longitud, lanzamiento y carrera. La pliometría se basa en la noción de entrenamiento específico, en la cual un músculo entrenado a mayores veloci­
dades funcionará mejor a dichas velocidades.
Un ejer
cicio pliométrico consiste en estirar rápidamente
un músculo e inmediatamente después hacer una contrac­
ción del mismo músculo (5). El principio de estirar
-contraer
detrás del ejercicio pliométrico fue discutido en el capítulo previo y ha demostrado ser un estimulador efectivo de la producción de fuerza. Por ejemplo, un salto de contra
-movi­
miento puede lograr una diferencia en la altura de 2 a 4 cm en un salto ver
tical, comparado con un salto desde cuclillas
que no incluye la secuencia estirar
-contraer (11). Los ejer­
cicios pliométricos mejoran la generación de poder en el músculo mediante facilitación del impulso neur
ológico y al
incrementar la tensión muscular generada en los componen­
tes elásticos del músculo.
La base neur
ológica de la pliometría es el impulso del
reflejo de estiramiento mediado por la neurona sensorial tipo Ia. El estiramiento rápido del músculo produce excitación de las motoneuronas alfa que contraen ese músculo. Esta excita­
ción es aumentada con la velocidad del estiramiento y alcanza su máximo nivel al final de un estiramiento rápido, tras lo cual

disminuye el nivel de excitación. Por tanto, si un músculo puede estirarse rápidamente y ser contraído de inmediato sin hacer una pausa al final del estiramiento, este circuito reflejo produce facilitación máxima. Si el sujeto hace una pausa al final del estiramiento, el impulso mioneural se ve muy dismi­
nuido. La potenciación mioeléctrica del músculo que se está
FIGURA 4-22 Ejemplos de ejercicios de FNP. (A) En la cadera, el
muslo se mueve en forma diagonal, aplicando resistencia manual en
el pie y muslo. (B) En el hombro, el brazo se mueve en flexión, con
resistencia manual aplicada a nivel de la mano.
estirando representa aproximadamente 25 a 30% del incre­
mento en la producción de fuerza en la secuencia pliométrica
de estirar
-contraer (40).
El factor que explica en su mayoría el mayor desempeño
(70 a 75%) como consecuencia del ejercicio pliométrico es la restitución de la energía elástica en el músculo (40). Al final de la fase de estiramiento en un ejercicio pliométrico, el músculo inicia una acción muscular excéntrica que aumenta la fuerza y rigidez de la unidad musculotendinosa, resultando en almace­
namiento de energía elástica. Cuando el músculo es estirado, se almacena ener
gía elástica potencial en el tejido conjuntivo

131. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 119
y tendón y en los puentes cruzados al ser rotados de vuelta
con el estiramiento (2). Con un estiramiento vigoroso a corto
plazo, la recuperación máxima de la energía elástica potencial
regresa a la siguiente contracción del mismo músculo. El re
­‑
sultado neto de este preestiramiento de corto rango dentro de
un periodo breve entre el estiramiento y la contracción es
que pueden producirse fuerzas mayores a cualquier velocidad dada, mejorando la producción de poder del sistema (12). La implementación de esta técnica sugiere que un estiramiento rápido a través de un rango limitado de movimiento debe ser seguido de inmediato por una contracción vigorosa del mismo músculo.
Ejemplos pliométricos
Un programa de ejercicios pliométricos incluye una serie de ejercicios que imponen un estiramiento rápido seguido por una contracción vigorosa. Dado que el músculo se encuentra realizando contracción excéntrica vigorosa, debe ponerse atención al número de ejercicios y la carga ejercida a lo largo de la contracción excéntrica (16, 45). Se sugiere que los ejer­
cicios pliométricos se realicen en superficies blandas y no más de dos días a la semana. Las tasas de lesiones son mayor
es en
el entrenamiento pliométrico si estos factores no son toma
­‑
dos en cuenta. Más aún, el entrenamiento pliométrico debe usarse en for
ma muy conservadora cuando los participantes
carecen de fuerza en los músculos que se entrenan. Debe desa
­‑
rrollarse fuerza primero. Se sugiere que el individuo debe ser capaz de hacer sentadillas con 60% del peso corporal cinco

veces en 5 segundos antes de iniciar con pliometría (15). Esto se realiza para ver si se pueden revertir rápidamente acciones musculares excéntricas y concéntricas.
Los ejercicios pliométricos incluyen actividades como sal­
tos en una pierna, saltos profundos desde varias alturas, saltar en las escaleras, saltos veloces con ambas pier
nas, salto por
partes, salto de escalón y saltos rápidos de contramovimiento. La altura desde la cual se realiza el salto pliométrico es una consideración importante. La altura puede variar desde 0.25 a 1.5 metros y debe basarse en el nivel de acondicionamiento del participante. Un salto se realiza desde una altura muy elevada cuando no es posible hacer un rápido aterrizaje.
Los ejercicios pliométricos pueden hacerse una a dos veces
a la semana por un atleta con condición física adecuada. Un ejemplo de entrenamiento pliométrico puede incluir tres a cinco ejercicios de baja intensidad (10 a 20 repeticiones), como saltar en el mismo lugar o brincos con ambas pier­
nas; tres a cuatro ejercicios de intensidad moderada (5 a 10 r
epeticiones) incluyendo saltos en una sola pierna o con
ambas piernas con obstáculos, o rebotar, y dos a tres ejer­
cicios de alta intensidad, incluyendo saltos desde abajo (5 a
10 repeticiones). Al principio la altura del escalón para el salto de pr
ofundidad debe limitarse para evitar lesiones debido a
que la cantidad de fuerza a ser absorbida y controlada aumen­
tará con cada incremento de altura.
Las actividades para miembros torácicos pueden implemen­
tarse mejor con ligas que puedan estirarse. El músculo puede llevarse hasta el estiramiento con la liga, tras lo cual puede con­
traerse el músculo contra la resistencia brindada por la misma. Por ejemplo, se sostiene una liga en posición diagonal a lo lar
go
de la espalda y se estimula un movimiento de lanzamiento con
la mano derecha mientras se mantiene la mano izquierda en
su lugar. El brazo generará un movimiento contra la resistencia
de la liga y luego volverá a estirarse con un rápido estiramiento

por la tensión generada por la liga. Estas ligas pueden conse­
guirse de distintas resistencias, lo cual permite compatibilidad
con una variedad de niveles de fuerza.

Otras formas de pliometría de la extremidad torácica in­
cluyen capturar una pelota y lanzarla inmediatamente. Esto
genera un estiramiento rápido en el músculo al capturar, que
es seguido por contracción concéntrica de los mismos múscu­
los al hacer el lanzamiento. La figura 4
-23 muestra ejercicios
pliométricos específicos.
AB
C
D
FIGURA 4-23
 Los ejercicios pliométricos pueden aplicarse a cual-
quier ejercicio o región del cuerpo utilizando un ciclo de estiramien-
to-contraccion en el ejercicio. Ejemplos para la extremidad inferior
incluyen saltos de rebote (A) y profundidad (B). Para la extremidad
superior son buenos ejercicios las ligas (C) y lanzar balones (D).

132. 120 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Una forma de entrenamiento combinado se llama entre-
namiento complejo en el cual se combina ejercicio de fuerza
con velocidad para mejorar diversos componentes muscular
es.
Por ejemplo, los ejercicios de sentadillas pueden combinarse
con saltos de profundidad. La sentadilla facilitará el desem­
pe­ño concéntrico mediante entrenamiento de fuerza, y el salto
de profundidad facilitará el desempeño excéntrico y veloci­‑
dad de desarrollo de la fuerza mediante la pliometría (18).
Electromiografía
La actividad eléctrica del músculo puede medirse con la EMG. Esto permite medir el cambio en el potencial de membrana conforme los potenciales de acción son transmitidos a través de la fibra. El estudio del músculo desde esta perspectiva puede ser de utilidad para obtener información acerca del control de los movimientos voluntarios y reflejos. El estudio de la actividad muscular durante una tarea específica puede permitir conocer qué músculos se encuentran activos y cuándo inician y cesan su actividad. Además puede cuantificarse la magnitud de la respuesta eléctrica de los músculos durante la tarea. Sin embargo la EMG tiene limitaciones, las cuales deben ser bien conocidas si se va a emplear en forma correcta.
EL ELECTROMIOGRAMA
El electromiograma es el perfil de la señal eléctrica detectada
por un electrodo sobre un músculo, es decir, es la medi
­-
da del potencial de acción del sarcolema. La señal de la EMG es compleja y se compone de múltiples potenciales de acción

de todas las unidades motoras sobrepuestas una en otra. La figura 4-24 ilustra la complejidad de la señal. Note que la señal
única tiene componentes tanto positivos como negativos.
La amplitud de la señal de la EMG varía de acuerdo a varios
factores (que se mencionan en la sección de características del electromiograma). Aunque la amplitud aumenta conforme se incrementa la intensidad de la contracción muscular, esto no significa que exista una relación lineal entre la amplitud de la
EMG y la fuerza muscular. De hecho, los incrementos en
la actividad de la EMG no necesariamente indican una mayor fuerza muscular (65). En r
ealidad sólo en las contracciones
isométricas se correlacionan bien la actividad eléctrica muscu­
lar y la fuerza muscular (2).
GRABANDO UNA SEÑAL ELECTROMIOGRÁFICA
Electrodos
La señal electromiográfica se graba empleando un electrodo. Los electrodos, que actúan como antenas, pueden estar ya sea adentro o en la superficie. Los electrodos internos, o agujas finas, se colocan directamente en el músculo. Estos electrodos se utilizan para músculos profundos o pequeños. Los electro -
dos de superficie se colocan en la piel sobre un músculo y por tanto se utilizan principalmente para músculos super
ficiales;
no deben utilizarse para músculos profundos. Los electrodos de superficie son los empleados con mayor frecuencia en biomecánica, de manera que la siguiente discusión se refiere a electrodos de superficie.
Los electrodos de superficie pueden colocarse de manera ya
sea monopolar o bipolar (Fig. 4-25). En el modo monopolar, un
electrodo se coloca directamente sobre el músculo requerido, y
un segundo electrodo se pone sobre un sitio eléctricamente
neutral, como una prominencia ósea. Los registros monopolares
son no selectivos en relación a los registros bipolares, y aunque
se emplean en ciertas situaciones, como en contracciones está­
ticas, no son de gran utilidad para movimientos no isométricos.
Los electr
odos bipolares son utilizados con mucha mayor fre­
cuencia en biomecánica. En este caso, dos electrodos con un
diámetro de aproximadamente 8 mm, son colocados sobre el
músculo con distancia entr
e sí de 1.5 a 2 cm, y un tercer elec­
trodo se coloca en un sitio eléctricamente neutro. Este arreglo
emplea un
amplificador diferencial, el cual graba la diferencia
entre los dos electrodos registrantes. Esta técnica diferencial
retira cualquier señal que sea común entre los dos registros de
los dos electrodos funcionantes.
Voltios
Tiempo (segundos)
FIGURA 4-24 Registros de electromiografía (EMG). (A) Un solo
potencial de acción. (B) Un solo registro de EMG que contiene
muchos potenciales de acción. La duración de un solo potencial
de acción es mucho más corta que en una señal de EMG (B).
Músculo Músculo 1
Músculo 2
Sitio
neutral
Sitio
neutral
Salida Salida
AB
FIGURA 4-25 Los electrodos de la electromiografía pueden tener
configuración ya sea monopolar (A) o bipolar (B).

133. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 121
La colocación correcta de los electrodos es crítica para un
buen registro. Es obvio que los electrodos deben ser colo­
cados de manera que los potenciales de acción del músculo
subyacente puedan ser grabados. Por tanto, los electr
odos
no deben ser colocados sobre áreas tendinosas del músculo o
sobre un punto motor, es decir, el punto en el cual el nervio
ingresa al músculo. Ya que los potenciales de acción se propa­
gan en ambas direcciones a lo largo del músculo partiendo del
punto motor
, las señales registradas arriba del punto motor
tienen el potencial de ser atenuadas debido a la cancelación de
señales de ambos electrodos. Varias fuentes describen las loca­
lizaciones estándar para la colocación de los electrodos (42).
Los electr
odos también deben ser orientados en forma
correcta, es decir, paralelos a la fibra muscular. La señal de la
EMG es muy afectada cuando los electrodos son perpendicu­
lares en lugar de paralelos respecto a la fibra.
Cuando se emplean electr
odos de superficie, es necesario
tomar en cuenta la resistencia de la piel. Para detectar una
señal eléctrica, esta resistencia debe ser muy baja. Para obtener
una baja resistencia de la piel, ésta debe ser preparada con cui­
dado rasurando el sitio, y limpiando la piel con alcohol. Al rea­
lizar esto es posible colocar los electrodos de forma correcta.
Amplificación de la señal
La señal de la EMG es relativamente pequeña, variando entre
10 a 5 mV. Por tanto es imperativo que la señal sea amplificada,
generalmente a un nivel de 1 V. El método usual es el amplifi­
cador diferencial, que puede amplificar la señal de la EMG de
for
ma lineal sin amplificar el ruido o error de señal. El ruido en
la señal de la EMG puede provenir de otras fuentes distintas del
músculo, como sonidos de la fuente de poder, maquinaria o el
mismo amplificador. Además, el amplificador debe tener una
alta impedancia (resistencia) y buena respuesta de resistencia y
debe ser capaz de eliminar el ruido común de la señal.
FACTORES QUE AFECTAN
EL ELECTROMIOGRAMA
Muchos factores, tanto fisiológicos como técnicos, pueden
influenciar la interpretación de la señal de EMG (35) (Fig.
4
-26). Es esencial comprender completamente estos factores
antes de poder interpretar bien una señal de EMG. Algunos factores pueden parecer obvios porque todos ellos se relacio­
nan con el mismo músculo, como son el diámetro de la fibra
muscular
, número de fibras, número de unidades motoras
activas, velocidad de conducción de la fibra muscular, tipo
y localización de la fibra muscular, velocidad de disparo de
la unidad motora, flujo sanguíneo muscular, distancia de la
superficie de la piel a la fibra muscular y tejido que rodea al
músculo. Otros, incluyendo la interfaz electrodo
-piel, con­
dicionamiento de la señal y espaciamiento del electrodo, en esencia se r
elacionan con la forma de recolección de datos.
Estos factores son amplificados al medir una contracción diná­
mica, y otros factores adicionales también pueden interferir como
señal de EMG no estacionaria, cambio de los electro
­-
dos en relación con los orígenes del potencial de acción y cambios en las características de conductividad del tejido (21).
ANALIZANDO LA SEÑAL
Excepto bajo circunstancias especiales, es difícil grabar un solo potencial de acción. Por tanto, nos quedamos con una señal formada por múltiples potenciales de acción provenientes de muchas unidades motoras. Los investigadores a menudo están interesados en cuantificar la señal de la EMG, y utilizan varios procedimientos para lograrlo (44). Más a menudo, los biome­
cánicos primero rectifican la señal. La rectificación involucra tomar el valor absoluto de la señal cr
uda, es decir, hace todos
los valores en señal positiva. En este punto, puede determi­
narse un sobre lineal. Esto significa filtrar el contenido de alta fr
ecuencia de la señal para producir un patrón liso que
representa el volumen de la actividad. Una técnica alternativa sobre lineal es integrar la señal rectificada. Cuando la señal es integrada, la actividad del EMG es sumada en el tiempo de forma que la actividad total acumulada pueda determi­
narse sobre el periodo elegido. La rectificación, sobre lineal e
integración pueden lograrse empleando equipo electrónico,
aunque también puede hacerse con la computadora. La figura 4
-27 ilustra los resultados de estos procedimientos.
En los procedimientos recién descritos, la señal del EMG
fue presentada como una función del tiempo o en el domi­-
nio de tiempo. La señal del EMG también ha sido analizada en el
dominio de la frecuencia de manera que puede deter ­
minarse el contenido de frecuencia de la señal. En este caso, el poder de la señal se grafica como una función de la fr
ecuencia
de la señal (Fig. 4
-28). A este perfil se le llama espectro de
frecuencia.
9
3
5
12
2
7
4
6
10
1
8 11
Condicionamiento
de señal
+
−
1,2,3,...,n
. . .
.
.
.
.
.
.
.
.
..
.
.
.
.
.
FIGURA 4-26 Algunos factores que
influencian la señal electromiográfica. (1)
Diámetro de la fibra muscular. (2) Número de
fibras musculares. (3) Interfaz electrodo-piel.
(4) Condicionamiento de la señal. (5) Número
de unidades motoras activas. (6) Tejido. (7)
Distancia de la superficie de la piel a la fibra
muscular. (8) Velocidad de conducción de la
fibra muscular. (9) Flujo sanguíneo muscular.
(10) Espaciamiento entre electrodos. (11)
Tipo y localización de la fibra. (12) Tasa de
disparo de la unidad motora. (Adaptada con
autorización de Kamen, G., Caldwell, G. E.
[1996]. Physiology and interpretation of the
electromyogram. Journal of Clinical Neuro-
physiology, 13:366-384).

134. 122 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Retraso electromecánico
Cuando un músculo es activado por una señal del sistema
nervioso, el potencial de acción debe viajar por la longitud
del músculo antes que éste pueda desarrollar tensión. Por
tanto, se observa una disociación temporal o retraso entre
el inicio de la señal de la EMG y el inicio de desarrollo de
fuerza en el músculo. Esto se llama REM (retraso electro­
mecánico). La tensión se desarrolla un tiempo después que
la señal es detectada ya que deben ocur
rir eventos químicos
antes que suceda una contracción. La porción del REM de
la señal de la EMG representa la activacion de las unidades
motoras y el acortamiento del componente elástico serial del
músculo, y puede ser afectado por factores mecánicos que
modifican la tasa de acortamiento elástico serial. Estos fac
­-
tores incluyen la longitud inicial del músculo y la carga muscular
. Se ha reportado que los atletas que tienen un alto
porcentaje de fibras musculares de respuesta rápida mues­
tran un REM breve (34). La duración real de este retraso se desconoce, y los valor
es en la literatura oscilan entre 50 a
200 ms. La figura 4
-29 ilustra este concepto.
APLICACIÓN DE LA ELECTROMIOGRAFÍA
Relación entre la fuerza muscular y la electromiografía
En condiciones isométricas, la relación entre fuerza muscular y actividad de la EMG es relativamente lineal (32, 43). Es decir, para un incremento dado en la fuerza muscular, existe un aumento concomitante en la amplitud de la EMG. Estos aumentos en la amplitud de la EMG tal vez son produci
­-
dos por una combinación de reclutamiento de unidades motoras
e incremento en la velocidad de disparo de la uni
­-
dad motora. Sin embargo, se han sugerido muchos tipos de r
elaciones para distintos músculos, incluyendo tanto lineal
como curvilínea, entre la EMG y la fuerza (6) (Fig. 4
-30).
EMG cruda
EMG integrada
Sobre lineal
EMG de onda completa rectificada
3mV
3mV
1 mV
1mV-s
FIGURA 4-27
 Señal de electromiografía (EMG) cruda, de onda
completa rectificada, sobre lineal y señal de EMG integrada.
Voltios
Tiempo (segundos)
Frecuencia (Hz)
Poder
FIGURA 4-28 Una señal cruda de EMG en el dominio de tiempo
(A) y dominio de frecuencia (B).
5
4
3
2
1
0
0
Encendido
REM
0˚
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
mV
Deg.s
−
1
Tiempo (segundos)
Tiempo (segundos)
Velocidad angular del codo
0
0
100
−100
−200
−300
−400
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35
0.4
FIGURA 4-29 El REM del bíceps braquial durante la flexión del
codo. Arriba. Actividad EMG del bíceps braquial. Abajo. Perfil de velo-
cidad angular del codo. (Reimpresa con autorización de Gabriel, D. A.,
Boucher, J. P. [1998]. Effects of repetitive dynamic contractions upon
electromechanical delay. European Journal of Physiology, 79:37-40).

135. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 123
En términos de contracciones concéntricas o excéntri­-
cas, la descripción de relaciones EMG-fuerza son contro­
versiales. La metodología de los estudios que reportan estas
r
elaciones a menudo es cuestionada por el uso predominante
de dinamómetros de uso cinético que restringen la velocidad
articular. En la literatura, sólo algunos estudios han intentado
relacionar la EMG y fuerza durante movimientos no restrin­
gidos (28, 55).
Fatiga muscular
La EMG ha mejorado en gran medida el estudio de la fatiga
muscular. La fatiga puede ser consecuencia de mecanismos
ya sea periféricos (musculares) o centrales (neurales), aunque
la EMG no puede determinar directamente el sitio exacto de la
fatiga. Esta sección discute br
evemente la fatiga muscular local.
Cuando se fatiga una unidad motora, cambia el contenido de
frecuencia y amplitud de la señal de la EMG (3). La señal en
el dominio de frecuencia cambia hacia el extremo bajo de la
escala de frecuencia, y se incrementa la amplitud (Fig. 4
-31).
Se han propuestos varias explicaciones fisiológicas para estos cambios, incluyendo reclutamiento de unidades motoras, sin­
cronización de la unidad motora, frecuencia de disparo y tasa del potencial de acción de la unidad motora. Básicamente,
la capacidad de fuerza en los músculos disminuye debido a la alteración en los mecanismos tanto neurales como muscular
es
(31). Las modificaciones en el dominio de frecuencia son recu­
perables luego de suficiente reposo, y la cantidad de reposo depende del tipo y duración de la car
ga. La recuperación en
el espectro de frecuencia de la señal, no obstante, no parece corresponder con la recuperación mecánica o fisiológica del músculo (51).
Análisis clínico de la marcha
En el contexto clínico, un análisis de la marcha a menudo involucra una EMG para determinar qué grupo muscular se utiliza en una fase particular del ciclo de la marcha (55). Por lo regular se utiliza la señal cruda o rectificada de EMG para determinar cuándo se encuentran activos e inactivos los músculos, es decir, para determinar su orden de activación. Esta activación e inactivación de los músculos no debe ser evaluada a partir de cualquier otro tipo de señal que no sea la cruda o rectificada ya que el procedimiento adiciona, como es filtrar los datos, distorsiona el momento de inicio y fin. Más a menudo se utilizan sobres lineales de señales de EMG tras ajustar a la escala adecuada para determinar las amplitudes. La figura 4
-32 ilustra la actividad típica del EMG en grupos de
la extremidad muscular al caminar.
Ergonomía
La EMG se ha utilizado en ergonomía para muchas aplica­
ciones. Por ejemplo, los estudios han empleado la EMG para investigar los efectos de la postura, movimientos de brazos y

manos, y descansabrazos en la posición sentada sobre la acti­
vidad de los músculos de cuello y hombros en trabajadores en líneas de pr
oducción (62); para estudiar los músculos de
hombros, espalda y piernas durante la carga de peso de dis­
tinta magnitud y duración de dicha carga (10); para estudiar los
músculos erectores de la columna en personas sentadas en
sillas con respaldos reclinables (64), y para estudiar el ordena­
miento de cartas postales (17).
Un
uso en particular interesante de la EMG en ergonomía
ha sido el estudio de la espalda baja en la industria (48, 49). Estos estudios se han concentrado en técnicas adecuadas para levantar peso y rehabilitación de trabajadores que tienen pro­
blemas de espalda baja. Además, la EMG se ha utilizado para estudiar la mecánica de la espalda baja durante el ejer
cicio y
levantamiento de peso.
LIMITACIONES DE LA ELECTROMIOGRAFÍA
En el mejor escenario, la EMG es una técnica semicuanti­
tativa ya que sólo brinda información indirecta acerca de la
fuerza de contracción muscular
. Aunque se han realizado
muchos intentos por cuantificar la EMG, han sido en gran
medida infructuosos. Una segunda limitación es que es difícil
obtener registros satisfactorios de EMG dinámica durante
movimientos como caminar y correr. Por tanto el registro de
EMG es indicativo sólo de la actividad muscular. Sin embargo,
un aspecto positivo de los registros de EMG es que revelan
cuándo un músculo se encuentra activo y cuándo no.
Amplitud de EMG
(unidades arbitrarias)
Fuerza
FIGURA 4-30 Con frecuencia se observa una relación lineal entre
la amplitud de la EMG y la fuerza muscular externa (línea punteada).
Numerosas excepciones a menudo resultan en relaciones curvilíneas.
(Adaptada de un dibujo de G. Kamen, Universidad de Massachusetts
en Amherst).
Magnitud
100 2003 00
Frecuencia (Hz)
−a
−b
FIGURA 4-31
 Cambios en frecuencia y amplitud durante una con-
tracción isométrica sostenida del primer músculo dorsal interóseo. (Adaptada de Basmajian, J. V., DeLuca, C. J. [1985]. Muscles Alive: Their Functions Revealed by Electromyography, 5a. ed. Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins, 205).

136. 124 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
PREGUNTAS DE REPASO
Verdadero o falso
1. ___ Cuando una motoneurona dispara y envía una señal,
todas las fibras de la unidad motora se contraerán.
2. ___ El músculo sóleo consiste principalmente de fibra tipo II.
3. ___ Los nervios sensoriales ingresan a la médula espinal por su porción anterior.
4. ___ La amplitud de un potencial de acción disminuye conforme se acerca al músculo.
5. ___ Las células de Schwann cubren las dendritas de la motoneurona alfa.
6. ___ El impulso nervioso puede alcanzar velocidades de hasta 100 m/segundo.
Resumen
El sistema nervioso controla y monitoriza el movimiento
humano transmitiendo y recibiendo señales a través de una
red neural extensa. El sistema nervioso central, que consta
del cerebro y médula espinal, trabaja con el sistema nervioso
periférico mediante 31 pares de nervios espinales que se
encuentran fuera de la médula espinal. El principal transmisor
de señal del sistema nervioso es la motoneurona, que lleva el
impulso al músculo.
El impulso nervioso viaja hacia el músculo como potencial
de acción, y cuando llega al músculo, se desarrolla un poten­
cial de acción similar en éste, eventualmente iniciando la con­
tracción muscular. La tensión real generada en el músculo es
deter
minada por el número de neuronas motoras estimuladas
en forma activa al mismo tiempo.
Las neuronas sensoriales desempeñan un papel importan
­-
te en el sistema nervioso aportando retroalimentación acerca de las características del músculo y otr
os tejidos. Cuando una
neurona sensorial brinda información a la médula espinal e inicia una respuesta motora se le llama reflejo. Las neuronas sensoriales principales del sistema musculoesquelético son los propioceptores. Un propioceptor, el huso muscular, brinda información a la médula espinal acerca de cualquier cambio en la longitud muscular o velocidad de estiramiento muscu­
lar. Otro propioceptor importante es el OTG, que responde a la tensión dentr
o del músculo.
La flexibilidad, un componente importante del acondi­
cionamiento, es influenciado por restricción neurológica al estiramiento que
es producido por información propiocep­
tiva a partir del huso muscular. Otra área de entrenamiento que emplea el impulso neur
ológico a partir de las neuronas
sensoriales es la pliometría. Un ejercicio pliométrico es uno que involucra un estiramiento rápido de un músculo que es seguido inmediatamente por una contracción del mismo músculo.
La EMG es una técnica mediante la cual puede registrarse
la actividad eléctrica del músculo. A partir de la EMG puede entenderse cuáles músculos se encuentran activos y cuándo los músculos inician y cesan su actividad. Sin embargo se deben comprender varios conceptos si se desea interpretar con clari­
dad las señales de EMG.
CI LDO LT CIO LD PAFTV CI
01 0203040506070809 0100
Posición
media
Posición
terminal
Balanceo
terminalBalanceo
inicial
Ciclo de la marcha (%)
Tibial anterior
Tríceps sural
Cuádriceps
Isquiotibiales
Iliopsoas
Glúteo mayor
Respuesta
de carga
Medio
balanceo
Pre-
balanceo
FIGURA 4-32 Actividad típica de EMG de los principales grupos
muscular
es de la extremidad inferior durante un ciclo de caminata.
CI, contacto inicial; LDO, levantamiento del pie opuesto; LT, levan-
tamiento del talón; CIO, contacto inicial opuesto; LD, levantamiento
de dedos; PA, pie adyacente; FTV, fase tibial vertical. (Reimpresa con
autorización de Whittle, M. W. [1996]. Gait Analysis, 2ª ed. Oxford: But-
terworthHeinemann, 68).
Electromiografía y fuerza
Cuando se requiere una contracción muscular su sistema
nervioso envía una señal al músculo que resulta en ten-
sión. La EMG representa la señal neural al músculo y la
fuerza es el resultado. Durante las contracciones muscu
­
lares dinámicas la relación entre el impulso de llegada y
de salida es modificada por varios factores. Por ejemplo,
una cantidad dada de impulso neural producirá más tensión en un músculo que se encuentra en su longitud óptima que a una longitud menor. Discuta otros factores que pudieran modificar la cantidad de fuerza producida por el músculo para una cantidad dada de EMG. ¿Qué implicaciones tienen esos factores sobre la linealidad (correspondencia uno a uno) de la relación entre el impulso de llegada y salida muscular?

137. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 125
7. ___ Las dendritas actúan como receptores de información
transmitida por otras neuronas.
8. ___ Un solo potencial de acción causa una contracción muscular.
9. ___ Las fibras de respuesta lenta son reclutadas primero.
10. ___ Un músculo con una baja relación de inervación tiene control fino sobre la tensión en el músculo.
11. ___ Un potencial de acción nervioso se convierte en un potencial de acción muscular en el nodo de Ranvier.
12. ___ Todas las fibras dentro de un músculo tienen el mismo tipo de fibra.
13. ___ Una reserva motora es un grupo de neuronas que inerva un solo músculo.
14. ___ Todas las unidades motoras de un músculo son activa- das al mismo tiempo.
15. ___ La frecuencia de disparo de una unidad motora no cambia durante una contracción.
16. ___ Durante una contracción en la cual se incrementa la fuerza, ocurrirá el reclutamiento antes que la codificación de frecuencia.
17. ___ Las unidades motoras comienzan a producir fuerza a una frecuencia de estimulación de 60/segundo.
18. ___ El huso muscular detecta tanto la velocidad de estira- miento como la tensión de la fibra muscular.
19. ___ El reflejo de estiramiento emplea facilitación autogénica.
20. ___ El órgano tendinoso de Golgi percibe la tensión muscular.
21. ___ La ganancia de fuerza durante las primeras cuatro sema-
nas de un programa de entrenamiento de fuerza típica-
mente es resultado de una mayor área fisiológica muscular.
22. ___ Las técnicas de estiramiento más eficientes utilizan acciones balísticas.
23. ___ La EMG mide la actividad eléctrica en el corazón.
24. ___ La señal de EMG varía de 5 a 10 V.
25. ___ La actividad de la EMG se correlaciona débilmente con la tensión muscular.
Opción múltiple
1. Las neuronas sensoriales ____.
a. envían señales a la médula espinal
b. envían señales al músculo
c. se encuentran en la médula espinal
d. Ninguna de las anteriores
2. Una sola neurona y todas las células musculares que inerva son ____.
a. un nervio periférico
b. un nervio espinal
c. una reserva motora
d. una unidad motora
3. Los husos musculares ____.
a. establecen conexiones monosinápticas con las
motoneuronas
b. son estimulados por contracciones musculares
extrafusales
c. envían información a la corteza cerebral
d. Son correctas b y c
e. Son correctas a y c
f. Todas las anteriores
4. Las proyecciones del cuerpo celular que reciben infor-
mación se llaman ____.
a. dendritas
b. ganglios
c. células de Schwann
d. Ninguna de las anteriores
5. Dos maneras de controlar la cantidad de tensión en un músculo son ____.
a. reclutamiento y codificación de señal
b. número de unidades motoras y frecuencia de disparo
c. principio de tamaño y codificación de señal
d. tipo de fibra muscular y número de unidades motoras
6. Un estiramiento muscular rápido resulta en ____.
a. el reflejo de estiramiento
b. relajación de los antagonistas
c. contracción de los agonistas
d. Son correctas a y c
e. Todas las anteriores
7. El principio de todo o nada se refiere a ____.
a. un músculo
b. una fibra muscular
c. un fascículo muscular
d. una unidad motora
8. El hueco sináptico se encuentra en ____.
a. el nodo de Ranvier
b. el soma
c. la unión neuromuscular
d. una rama colateral del nervio
9. Una sola unidad motora puede inervar fibras ____.
a. tipo I y tipo II
b. tipo IIa y tipo I
c. Son correctas a y b
d. Ninguna de las anteriores
10. El principio de tamaño se refiere a ____.
a. el umbral a partir del cual son reclutadas las unidades
motoras
b.

el tamaño de área muscular en el cual se recluta el músculo
c. el hecho que músculos más grandes contienen más neur
onas sensoriales
d. Ninguna de las anteriores
11. En reposo, el potencial eléctrico dentro de un nervio tiene un valor de ____.
a. 60 mV
b. −260 mV
c. 290 mV
d. −70 mV
12. La secuencia de reclutamiento de unidades motoras es por lo general ____.
a. IIb, IIa, I
b. IIb, I, IIa
c. IIa, IIb, I
d. I, IIa, IIb

138. 126 SECCIÓN I Principios del movimiento humano
Referencias
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firing rates during sustained maximal voluntary contractions. Journal of Physiology, 340:335
-346.
13. Las interneuronas son ____.
a. inhibitorias
b. excitatorias
c. inhibitorias y excitatorias
d. ni inhibitorias ni excitatorias
14. Un reflejo flexor ____.
a. resulta cuando se estira rápidamente un músculo
b. ocurre por aplicar alta tensión a un músculo
c. resulta por dolor como al quemarse
d. Ninguna de las anteriores
15. Las fibras del huso muscular se llaman ____.
a. intrafusales
b. extrafusales
c. supraespinales
d. propioespinales
16. Las aferentes primarias tipo I del huso muscular trans- miten una señal relacionada con ____.
a. fuerza
b. longitud
c. velocidad
d. Ninguna de las anteriores
17. La EMG puede aportar ____.
a. información sobre la activación muscular
b. información sobre el nivel de fuerza desarrollada por el
músculo
c. información sobre la velocidad de estiramiento del
músculo
d. Son correctas a y b
18. Cuando se fatiga una unidad motora, ____.
a. la amplitud de la EMG aumenta y disminuye la fuerza
b. disminuye la amplitud de la EMG y aumenta la fuerza
c. la amplitud de la EMG se mantiene igual y disminuye la fuerza
d. Ninguna de las anteriores
19. El OTG es sensible a ____.
a. longitud muscular
b. movimiento
c. posición articular
d. tensión muscular
20. Las terminaciones de Ruffini responden a ____ y ____.
a. posición muscular, velocidad
b. velocidad, presión
c. presión, dolor
d. dolor, velocidad
21. Los principales factores que influencian la flexibilidad son la ____.
a. longitud de los músculos antagonistas
b. viscoelasticidad
c. inervación neurológica del músculo estirado
d. Todas las anteriores
e. Son correctas a y b
22. El retraso electromecánico es ____.
a. tiempo desde el inicio de la EMG hasta el desarrollo
de fuerza
b. tiempo desde el inicio de la fuerza hasta que hay movi-
miento
c. tiempo desde el inicio del potencial de acción nervioso hasta el inicio del potencial de acción muscular
d. tiempo desde el inicio del potencial de acción hasta el inicio de movimiento
23. ¿Cuál forma de EMG puede tener valores tanto positivos como negativos?
a. cruda
b. de onda completa rectificada
c. en sobre lineal
d. integrada
24. El axón de las motoneuronas es muy grande, lo cual le permite ser capaz de transmitir impulsos de hasta ____ m/segundo.
a. 30
b. 100
c. 300
d. 500
25. ¿Cuál de los siguientes no es un método de estiramiento?
a. Pasivo
b. Estático
c. Balístico
d. Antagonístico
e. Facilitación propioceptiva neuromuscular

139. Capítulo 4 Consideraciones neurológicas para el movimiento 127
28. Hof, A. L., van den Berg, J. (1981). EMG to force processing:
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141. ANATOMÍA
FUNCIONAL
SECCIÓN
2
CAPÍTULO 5
Anatomía funcional de la extremidad superior
CAPÍTULO 6
Anatomía funcional de la extremidad inferior
CAPÍTULO 7
Anatomía funcional del tronco

143. 131
ANATOMÍA FUNCIONAL
DE LA EXTREMIDAD
SUPERIOR
CAPÍTULO
5
Después de leer este capítulo, el estudiante será capaz de:
1. Describir la estructura, soporte y movimientos de las articulaciones de la cintura esca-
pular, la articulación del hombro, codo, muñeca y mano.
2. Describir el ritmo escapulohumeral en un movimiento de brazo.
3. Identificar las acciones musculares que contribuyen a los movimientos de la cintura
escapular, codo, muñeca y mano.
4. Explicar las diferencias en la fuerza muscular entre diferentes movimientos del brazo.
5. Identificar lesiones comunes en el hombro, codo, muñeca y mano.
6. Desarrollar un set de ejercicios de fuerza y flexibilidad para la extremidad superior.
7. Describir algunas posiciones comunes de la muñeca y la mano utilizadas en precisión
o en poder.
8. Identificar las contribuciones musculares de la extremidad superior a las actividades
de la vida cotidiana (p. ej., levantarse de una silla, lanzar, nadar y hacer un swing con
un palo de golf).
OBJETIVOS
El complejo del hombro
Características anatómicas y funcionales
 de las articulaciones del hombro
Características de los movimientos
 combinados del complejo del hombro
Acciones musculares
Fuerza de los ­músculos del hombro
Acondicionamiento Potencial de lesión del complejo del
 hombro
El
codo
radiocubitales
Características anatómicas y funcionales  de las articulaciones del codo
Acciones muscular
es
Fuerza de los
­músculos del antebrazo
Acondicionamiento Po
tencial de lesión del antebrazo
La muñeca y los dedos
Características anatómicas y funcionales
 de las articulaciones de la muñeca
 y la mano
Movimientos combinados de la muñeca

 y la mano
Acciones muscular
es
Fuerza de la mano y los dedos
Acondicionamiento
Potencial de lesión de la la mano
 y los dedos
Contribución de la musculatura de la
extremidad superior a las habilidades
o movimientos en el deporte
Lanzamiento
El swing de golf
Fu
erzas externas y momentos que
actúan sobre las articulaciones
en la extremidad superior
Resumen
Preguntas de repaso
ESQUEMA

144. 132 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
La extremidad superior es interesante desde una perspectiva
funcional debido a la interacción entre las diversas articu-
laciones y segmentos necesaria para el movimiento fluido y
eficiente. Los movimientos de la mano se vuelven más efec-
tivos mediante el posicionamiento adecuado de la mano por
el
codo, la articulación del hombro y la cintura escapular.
Además, los movimientos del antebrazo se dan en concierto
tanto con movimientos de la mano como del hombro (47).
Estos movimientos no serían ni la mitad de efectivos si se die-
ran de manera aislada. Debido al constante uso de las manos
y los brazos, el hombr
o requiere un alto grado de protección
estructural y un alto grado de control funcional (4).
El complejo del hombro
El complejo del hombro tiene muchas articulaciones, cada una
contribuyendo al movimiento del brazo a través de acciones
articulares coordinadas. El movimiento en la articulación del
hombro involucra una compleja integración de estabilizadores
estáticos y dinámicos. Debe haber movimiento libre y accio
­-
nes coordinadas entre las cuatro articulaciones: las articu­ laciones
escapulotorácica, esternoclavicular, acromiocla­
vicular (AC), y glenohumeral (63, 75). Aunque es posible

crear una pequeña cantidad de movimiento en cualquiera de estas articulaciones de forma aislada, el movimiento por lo regular se genera de forma concomitante en todas ellas a medida que el brazo se eleva o se baja, o si se produce alguna otra acción significativa del brazo (88).
CARACTERÍSTICAS ANATÓMICAS
Y FUNCIONALES DE LAS ARTICULACIONES
DEL HOMBRO
Articulación esternoclavicular
El único punto de unión ósea de la extremidad superior al
tronco se da en la articulación esternoclavicular. En esta arti-
culación, la clavícula está unida al manubrio del ester
nón. La
clavícula desempeña cuatro papeles, actuando como sitio de
inserción muscular, proporcionando una barrera para proteger
a las estructuras subyacentes, actuando como pilar para esta-
bilizar al hombro y prevenir el desplazamiento medial cuando
los músculos se contraen, y pr
eviniendo la migración inferior
de la cintura escapular (75). El extremo grande de la clavícula
que se articula con una superficie pequeña en el esternón en
la articulación esternoclavicular requiere una estabilidad sig-
nificativa de los ligamentos (75). En la figura 5-1 se muestra
una r
evisión cercana de la clavícula y la articulación esterno-
clavicular. Esta articulación sinovial deslizante tiene un disco
fibr
ocartilaginoso (89). La articulación está reforzada por tres
ligamentos: el ligamento interclavicular, el costoclavicular, y
el esternoclavicular, de los cuales el ligamento costoclavicular
es el principal soporte para la articulación (73) (Fig.  5-2).
La articulación también está reforzada por músculos, como
el corto y poderoso subclavio. Adicionalmente, una cápsula
articular fuerte contribuye a hacer a la articulación resistente
a la dislocación o disrupción.
Los movimientos de la clavícula en la articulación ester-
noclavicular ocurren en tres direcciones, proporcionándole
Espina de la escápula
Fosa del
supraespinoso
Apófisis
coracoides
Cuerpo
Extremo esternal
de la clavícula
Para el primer
cartílago costal
Surco para el
músculo subclavio
Tubérculo
Extremo acromial
de la clavícula
Línea trapezoide
Impresión para el
ligamento costoclavicular
Acromion
Articulación
acromioclavicular
Extremo acromial
de la clavícula
A
B
C
Ligamento
interclavicular
Ligamento
esternoclavicular anterior
Clavícula
Primera costilla
Ligamento costoclavicular
Segunda costilla
Cápsula articular esternoclavicular y ligamento anterior
Disco intraarticular
FIGURA 5-1 La clavícula se articula con la apófisis acromial en la
escápula para formar la articulación acromioclavicular (A). La clavícula,
un hueso en forma de “S” (B), también se articula con el esternón para
formar la articulación esternoclavicular (C).
tres grados de libertad. La clavícula puede moverse en forma
superior e inferior, lo que se conoce como elevación y depre­
sión, respectivamente. Estos movimientos tienen lugar entre
la clavícula y el menisco en la ar
ticulación esternoclavicular,
y tienen un rango de movimiento de aproximadamente 30 a
40° (75, 89).

145. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 133
La clavícula también se puede mover en forma anterior y
posterior a través de movimientos en el plano transverso de­
nominados protracción y retracción , respectivamente. Estos
movimientos se dan entre el esternón y el menisco en la articu­
lación a través de un rango de movimiento de aproximada-
mente 30 a 35° en cada dirección (75). Por último, la clavícula
puede r
otar en forma anterior y posterior a lo largo de su eje
largo a través de aproximadamente 40 a 50° (75, 89).
Articulación acromioclavicular
La clavícula está conectada a la escápula en su extremo dis-
tal por medio de la articulación AC (Fig. 5-1). Ésta es una
ar
ticulación sinovial deslizante pequeña que en adultos mide
9 3 19 mm (75), y con fr
ecuencia tiene un disco fibrocar-
tilaginoso similar al de la articulación esternoclavicular (73).
En esta ar
ticulación se dan la mayoría de los movimientos de
la escápula sobre la clavícula, y la articulación maneja grandes
estreses de contacto como resultado de altas cargas axia
­-
les que se transmiten a través de la articulación (75).
La ar
ticulación AC yace sobre la parte superior de la cabeza
humeral y puede actuar como restricción ósea a los mo
­-
vimientos de los brazos por encima de la cabeza. La articu-
lación está reforzada por una cápsula articular densa y un set
de
ligamentos AC que yacen por encima y por debajo de la
articulación (Fig.  5-2). Los ligamentos AC principalmente dan soporte a la articulación en las situaciones de carga baja y movimientos pequeños. Cerca de la articulación AC está el importante ligamento coracoclavicular, que ayuda a los movimientos escapulares actuando como eje de rotación y proporcionando un soporte considerable en los movimientos que requieren un mayor rango de movimiento y desplaza-
miento. La cintura escapular está suspendida de la clavícula por este ligamento, y actúa como la principal r
estricción para
el desplazamiento vertical (75).
Otro ligamento en la región que no cruza una articulación
es el ligamento coracoacromial. Este ligamento protege a
las estructuras subyacentes en el hombro, y puede limitar el movimiento superior excesivo de la cabeza humeral.
Articulación escapulotorácica
La escápula interactúa con el tórax a través de la articulación escapulotorácica. Ésta no es una articulación típica, conectando hueso con hueso. En lugar de ello, es una articulación fisioló-
gica (89) que contiene estructuras neurovasculares, musculares y bursales que per
miten el movimiento fluido de la escápula
sobre el tórax (75). La escápula en realidad descansa sobre dos músculos, el serrato anterior y el subescapular, ambos conec-
tados a la escápula y que se mueven uno sobre otro a medida que la escápula se mueve. Por debajo de estos dos músculos

yace el tórax.
Hay 17 músculos que se unen o se originan en la escá-
pula (75). Como se muestra en la figura 5-3, la escápula es
un hueso triangular, grande y plano, con cinco crestas
gruesas (glenoides, espina, borde medial y lateral y apófisis coracoides), y dos superficies laminadas delgadas y duras (las fosas del infraespinoso y el supraespinoso) (27). Desempeña dos funciones principales con relación al movimiento del hombro. Primero, la articulación escapulotorácica ofrece otra articulación de modo que la rotación total del húmero con respecto al tórax se incrementa (27). Esto aumenta el rango de movimiento más allá de los 120° generados úni-
camente en la articulación glenohumeral. A medida que el brazo se eleva en la ar
ticulación glenohumeral, existe 1° de
elevación escapulotorácica por cada 2° de elevación gleno-
humeral (75).
La segunda función de la escápula es facilitar una palanca

grande para los músculos que se unen a la escápula. Debido a su tamaño y forma, la escápula proporciona movimientos grandes alrededor de las articulaciones AC y esternoclavicu-
lar. Los músculos pequeños en la región pueden proporcio-
nar una cantidad suficiente de torque para ser efectivo en la ar
ticulación del hombro (27).
Ligamento
glenohumeral
Clavícula
Clavícula
Cartílago costal
Esternón
Ligamento
coracoclavicular (conoide)
Ligamento coracoclavicular (trapezoide)
B
Ligamento acromioclavicular
Ligamento coracoacromial
Acromion
Bursa
subescapular
Ligamento coracohumeral
Ligamento humeral transverso
Tendón del subescapular
Bíceps braquial
A
Ligamento costoclavicular
Ligamento esternoclavicular anterior
Disco
1ra. costilla
FIGURA 5-2 Ligamentos de la región del hombro. Se muestran las caras anteriores del esternón (A) y el
hombro (B).

146. 134 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
clavicular, y 35% se da como resultado de movimiento de la
articulación AC (89). La clavícula actúa como cigüeñal para
la escápula, elevándose y rotando para elevar la escápula.
El movimiento de la escápula puede realizarse en tres
direcciones, como se muestra en la figura 5-4. La escápula
puede moverse en forma anterior y posterior en torno a un
eje vertical; estos movimientos se conocen como protracción
o abducción y retracción o aducción, respectivamente. La
protracción y la retracción ocurren a medida que el proceso
acromial se mueve sobre el menisco en la articulación y a
medida que la escápula rota en torno al ligamento coraco-
clavicular. Estos movimientos pueden ser de 30 a 50° de
pr
otracción y retracción de la escápula (73).
El segundo movimiento escapular se da cuando la base de
la escápula se balancea en forma lateral y medial en el plano
frontal. Estas acciones se denominan rotación superior y rota-
ción inferior. Este movimiento ocurre cuando la clavícula se
mueve sobr
e el menisco en la articulación y a medida que la
escápula rota en torno a la porción trapezoidal del ligamento
coracoclavicular lateral. Este movimiento puede ir a través
de un rango de movimiento de aproximadamente 60° (89).
El tercer y último movimiento potencial, o grado de liber-
tad, es el movimiento escapular hacia arriba y hacia abajo, deno-
minado elevación y depr
esión. Este movimiento ocurre en la
articulación AC y no es asistido por rotaciones en torno al liga-
Acromion
Faceta
articular
Ángulo
acromial
Fosa
glenoidea
Fosa
subescapular
Borde lateral
o axilar
Borde
medial o
vertebral
Borde superior
Ángulo superior
Cuerpo
Ángulo inferior
Cuello
Apófisis coracoides
Escotadura supraescapular
Tubérculo
supraglenoideo
B
Tubérculo
infraglenoideo
Ángulo superior
Borde superior
Escotadura superior o supraescapular
Espina
Ángulo inferior
Borde medial o vertebral
Borde lateral o axilar
Fosa del supraespinoso
Escotadura inferior o espinoglenoidea
Cavidad glenoidea
Ángulo acromial
Acromion
Apófisis
coracoides
Fosa del supraespinoso
A
FIGURA 5-3 La escápula es un hueso plano que actúa como sitio
de unión muscular para muchos músculos. Se muestran las superficies
dorsal (A) y ventral (B) de la escápula del lado derecho.
La escápula se mueve sobre el tórax como consecuencia
de acciones en las articulaciones AC y esternoclavicular,
dándole un rango total de movimiento a la articulación esca-
pulotorácica de aproximadamente 60° de movimiento y 180°
de abducción o flexión del brazo. Aproximadamente 65% de
este rango de movimiento se da en la ar
ticulación esterno-
Elevación
Depresión
Aducción Abducción
Rotación
hacia arriba
Hacia abajo
FIGURA 5-4
 Los movimientos escapulares se llevan a cabo en tres
direcciones. (A) La elevación y depresión de la escápula ocurren al
elevar los hombros o al levantar los brazos. (B) La abducción (protrac-
ción) y aducción (retracción) se dan cuando las escápulas se alejan o se
acercan a las vértebras, de manera respectiva, o al llevar el brazo hacia
adelante o hacia atrás del cuerpo, de igual manera. (C) La escápula
también rota hacia arriba y hacia abajo cuando el brazo se eleva o se
baja, respectivamente.

147. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 135
mento coracoclavicular. El rango de movimiento en la AC para
elevación y depresión es de aproximadamente 30° (73, 89).
Los movimientos escapulares también dependen del movi-
miento y la posición de la clavícula. Los movimientos en la
ar
ticulación esternoclavicular son opuestos a los movimientos
en la articulación AC para elevación, depresión, protracción
y retracción. Por ejemplo, mientras ocurre elevación en la
articulación AC, ocurre depresión en la articulación ester-
noclavicular y viceversa. Esto no ocurre en la rotación, dado
que la clavícula r
ota en la misma dirección a lo largo de su
longitud. La clavícula rota en diferentes direcciones para
ajustarse a los movimientos de la escápula: en forma anterior
con la protracción y elevación, y en forma posterior con la
retracción y la depresión.
Articulación glenohumeral
La última articulación del complejo del hombro es la articu­
lación del hombro, o articulación glenohumeral, ilustrada
en la figura 5-5. Los movimientos en la articulación del hom-
bro están representados por los movimientos del brazo. Ésta es una ar
ticulación sinovial de esfera y cavidad que ofrece el
mayor rango de movimiento y potencial de movimiento de cualquier articulación en el cuerpo.
La articulación contiene una pequeña cavidad poco pro-
funda llamada fosa glenoidea. Esta cavidad es sólo de la cuar
ta parte del tamaño de la cabeza humeral con la que debe
embonarse. Una de las razones por la cual la articulación del hombro está adaptada para movilidad extrema es debido a la diferencia de tamaño entre la cabeza humeral y la pequeña fosa glenoidea de la escápula (4). En cualquier momento determinado, sólo 25 a 30% de la cabeza humeral está en con-
tacto con la fosa glenoidea, pero esto no necesariamente con-
duce a un movimiento excesivo debido a que, en el hombro nor
mal, la cabeza del húmero está restringida dentro de 1 a 2
mm del centro de la cavidad glenoidea por los músculos (75).
Estabilidad de la articulación del hombro
Debido a que hay mínimo contacto entre la fosa glenoidea y la cabeza del húmero, la articulación del hombro depende en gran medida de las estructuras musculares y ligamentosas para su estabilidad. La estabilidad está dada tanto por com-
ponentes estáticos como dinámicos, los cuales proporcionan r
estricción y guían y mantienen a la cabeza del húmero en la
fosa glenoidea (4, 75).
Los estabilizadores pasivos estáticos incluyen la superficie
articular, el labrum glenoideo, la cápsula articular y los liga -
mentos (15, 75). La superficie articular de la fosa glenoidea está ligeramente aplanada y tiene car
tílago articular más
grueso en la periferia, creando una superficie para la interface con la cabeza humeral. La articulación también está comple-
tamente sellada, lo que proporciona succión y resiste la fuerza dislocante con car
gas bajas (75).
La cavidad articular está profundizada por un borde de
fibrocartílago denominado labrum glenoideo. Esta estruc -
tura recibe reforzamiento complementario de los ligamentos y tendones que la r
odean. El labrum varía de individuo a
individuo, e incluso está ausente en algunos casos (68). El labrum glenoideo incrementa el área de contacto a 75% y profundiza la concavidad de la articulación en 5 a 9 mm (75).
La cápsula articular tiene aproximadamente el doble del
volumen de la cabeza humeral, permitiendo que el brazo sea
elevado a través de un rango de movimiento considerable
(29). La cápsula se tensa en varias posiciones extremas y se
afloja en el rango medio de movimiento (75). Por ejemplo,
la cápsula inferior se tensa en la abducción y rotación externa
extremas que se observan al lanzar (32), de igual forma, la
cápsula anterosuperior trabaja con los músculos para limitar
la traslación inferior y posterior de la cabeza humeral y la cáp-
sula posterior limita la traslación humeral posterior cuando el
brazo está flexionado y r
otado hacia adentro (15).
El último grupo de estabilizadores pasivos consiste en los
ligamentos (Fig. 5-2). El ligamento coracohumeral se tensa
cuando el brazo se aduce, y restringe a la cabeza humeral en su
posición en la cavidad glenoidea (75) al restringir la traslación
inferior. También previene la traslación posterior del húmero
durante los movimientos del brazo y da soporte al peso del
brazo. Los tres ligamentos glenohumerales refuerzan la cáp-
sula, previenen el desplazamiento anterior de la cabeza hume-
ral, y se tensan cuando el hombro rota hacia afuera.
El sopor
te dinámico de la articulación del hombro se da
principalmente en la parte media del rango de movimiento,
y es proporcionado por los músculos a medida que se con-
traen en un patrón coordinado para comprimir la cabeza
humeral en la cavidad glenoidea (15). Los músculos del
manguito r
otador posterior dan una estabilidad posterior
significativa, el músculo subescapular proporciona estabili
­
dad anterior, la cabeza larga del bíceps braquial previene
la traslación anterior y superior de la cabeza humeral, y el deltoides y los otros músculos escapulotorácicos posicionan a la escápula de forma que proporcione la máxima estabilidad glenohumeral (15). Cuando todos los músculos del man-
guito rotador se contraen, la cabeza humeral es comprimida hacia la ar
ticulación, y con la contracción asimétrica del man-
guito rotador, la cabeza humeral es guiada hacia su posición cor
recta (75). Este grupo muscular también rota y deprime
la cabeza humeral durante la elevación del brazo para man-
tener a la cabeza humeral en posición. Estos músculos se examinarán más a detalle en una sección posterior
.
En la parte anterior de la articulación, el apoyo lo da la
cápsula, el labrum glenoideo, los ligamentos glenohumerales, tres reforzamientos en la cápsula, el ligamento coracohumeral, fibras del subescapular y el pectoral mayor (78). Estos múscu-
los se fusionan en la cápsula articular (29). Tanto el ligamento coracohumeral como el glenohumeral medio dan sopor
te y
sostienen al brazo relajado. También ofrecen soporte funcio-
nal a través de la abducción, rotación externa y extensión (43, 73). En for
ma posterior, la articulación está reforzada por la
cápsula, el labrum glenoideo y fibras del redondo menor y del
infraespinoso, que también se fusiona con la cápsula.
La cara superior de la articulación del hombro a menudo
se denomina zona de atrapamiento. El labrum glenoideo, el ligamento coracohumeral y los músculos, dan soporte en la porción superior de la articulación del hombro, y el supra-
espinoso y la cabeza larga del bíceps braquial refuerzan a la cápsula. Por encima del músculo supraespinoso yacen la
bursa
subacromial y el ligamento coracoacromial. Éstas forman
un arco por debajo de la articulación AC. En la figura 5-6
se presenta esta área en una posición típica de atrapamiento.

148. 136 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Acromion
Apófisis coracoides
Tendón del supraespinoso
Tubérculo glenoideo
Bursa subacromial
Tendón de la cabeza
larga del bíceps
Tubérculo menor
Supraespinoso
Tubérculo mayor
Surco intertubercular
Tubérculo menor
Tuberosidad deltoidea
Cresta supracondilar lateral
Fosa radial
Epicóndilo lateral
Capitulum
Cabeza
Cuello anatómico
Cuello quirúrgico
Cresta supracondilar medial
Fosa coronoidea
Epicóndilo medial
Tróclea
Cóndilo
B
A
Cabeza
Tubérculo mayor
Cuello
anatómico
Cuello
quirúrgico
Tuberosidad
deltoidea
Cresta epicondilar
medial
Fosa del olécranon
Epicóndilo
medial
Cresta supracondilar
lateral
Tróclea
Epicóndilo
lateral
Surco para el nervio radial (canal radial)
Localización del nervio cubital
C
FIGURA 5-5 La cabeza del húmero se articula con la fosa glenoidea en la escápula para formar la
articulación glenohumeral. En la figura se muestran las referencias anatómicas del complejo del hombro (A)
y las superficies anterior (B) y posterior (C) del húmero.

149. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 137
para alcanzar los 180°. A medida que el brazo se aduce hacia
la posición anatómica o neutral, puede continuar más allá
de la posición neutral por aproximadamente 75° de hiper­
aducción hacia el otro lado del cuerpo.
El brazo puede rotar tanto interna como externamente
entre 60 y 90° para un total de 120 a 180° de rotación (29). La rotación está limitada por la abducción del brazo. En la posición anatómica, el brazo puede rotar los 180° completos, pero en 90° de abducción, sólo puede rotar 90° (11). Por último, el brazo puede moverse hacia el otro lado del cuerpo en una posición elevada por 135° de flexión horizontal o aducción y 45° de extensión horizontal o abducción (89).
CARACTERÍSTICAS DE LOS MOVIMIENTOS
COMBINADOS DEL COMPLEJO DEL HOMBRO
En la sección previa se revisó el potencial de movimiento de
cada articulación. Esta sección explora el movimiento del
complejo del hombro como una sola unidad, lo que algunas
veces se denomina ritmo escapulohumeral.
Como se mencionó antes, las cuatro articulaciones del
complejo del hombro deben trabajar en conjunto en una
acción coordinada para crear movimientos en el brazo.
Siempre que el brazo está levantado en flexión o abducción,
hay movimientos escapulares y claviculares acompañantes.
La escápula debe rotar hacia arriba para permitir la flexión
y abducción completas en la articulación del hombro, y la
clavícula debe elevarse y rotar hacia arriba para permitir el
movimiento escapular. En la figura 5-8 se muestra una vista
posterior de la relación entre el brazo y los movimientos
escapulares.
En los primeros 30° de abducción o en los primeros 45 a
60° de flexión, la escápula se mueve ya sea hacia la columna
vertebral o se aleja de ella para buscar una posición de esta-
bilidad sobre el tórax (73). Después de que se ha logrado la
estabilización, la escápula se mueve en for
ma lateral, anterior
y superior en los movimientos descritos como rotación hacia
arriba, protracción o abducción, y elevación. La clavícula tam-
bién rota en forma posterior, se eleva y se protrae mientras el
brazo se mueve a través de flexión o abducción (20).
En las etapas tempranas de la abducción o flexión, los
movimientos ocurren principalmente en la articulación gle-
nohumeral excepto por los movimientos de estabilización
de la escápula. Después de 30° de abducción o 45 a 60° de

flexión, el índice de movimientos glenohumerales respecto a
los movimientos escapulares se vuelve 5:4. Esto es, hay 5° de
Rango de movimiento necesario en el hombro y el codo
Actividad Rango de movimiento del hombro Rango de movimiento del codo
Peinarse 20 a 100° de elevación con 37.7° de rotación 115° de flexión
Comer con cuchara 36° de elevación 116° de flexión con 33° de pronación
Leer 57.5° de elevación con 5° de rotación 20° de flexión con 102° de pronación
Fuente: Magermans, D. J., et al. (2005). Requirements for upper extremity motions during activities of daily living. Clinical Biomechanics, 20:591-599.
Una bursa es un saco lleno de líquido que se encuentra
en sitios estratégicos alrededor de las articulaciones sinoviales que reduce la fricción en la articulación. El músculo supraes-
pinoso y las bursas
en esta área se comprimen cuando el brazo
se eleva por encima de la cabeza, y pueden irritarse si la com-
presión es de una magnitud o duración suficientes. La por-
ción inferior de la articulación del hombro está mínimamente r
eforzada por la cápsula y la cabeza larga del tríceps braquial.
Características de movimiento
El rango de movimiento en la articulación del hombro es con-
siderable debido a las razones estructurales antes mencionadas (Fig. 
5-7). El brazo puede moverse a través de un promedio
de 165 a 180° de flexión hasta casi 30 a 60° de hiper
­extensión
en el plano sagital (11, 89). La cantidad de flexión puede estar limitada si la articulación del hombro también es rotada hacia afuera. Con la articulación en rotación externa máxima, el brazo puede ser flexionado sólo hasta 30° (11). Además, durante la flexión y extensión pasivas, existe una traslación acompañante anterior y posterior, de manera respectiva, de la cabeza del húmero sobre la glenoides (30).
El brazo también puede abducirse hasta 150 a 180°. El
movimiento de abducción puede estar limitado por la canti-
dad de rotación interna que ocurre en forma simultánea con la abducción. Si la ar
ticulación se rota máximamente hacia
adentro, el brazo puede producir sólo alrededor de 60° de abducción (11), pero se requiere cierta cantidad de rotación
Área de
atrapamiento
Músculo subescapular
Tendón del bíceps
Clavícula
Apófisis acromial
Músculo supraespinoso
FIGURA 5-6
 El área de atrapamiento del hombro contiene
estructuras que pueden dañarse con el sobreuso repetitivo. El
atrapamiento real ocurre en la posición abducida con el brazo
rotado.

150. 138 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Flexión
180°
Hiperextensión
60°
Rotación interna
90°
Abducción
180°
Hiperaducción
75°
Flexión horizontal
135°
135°
Extensión
horizontal
45°
45°
VISTA SUPERIOR
Rotación externa
90°
FIGURA 5-7
 El hombro tiene un rango de movimiento considerable. El brazo puede moverse a través de
180° de flexión o abducción, 60° de hiperextensión, 75° de hiperaducción, 90° de rotación interna y externa,
135° de flexión horizontal y 45° de extensión horizontal.
FIGURA 5-8 El movimiento del brazo se acompaña de movimien-
tos de la cintura escapular. La relación de trabajo entre ambos se conoce como ritmo escápulohumeral. El brazo puede moverse hasta sólo 30° de abducción y 45 a 60° de flexión con mínimos movimien- tos escapulares. Después de estos puntos, los movimientos del brazo se dan de forma concomitante con movimientos de la escápula. Para llegar a 180° de flexión o abducción, aproximadamente 120° de movi- miento se dan en la articulación glenohumeral y 60° de movimiento como resultado del movimiento de la escápula sobre el tórax.
movimiento humeral por cada 4° de movimiento escapular
sobre el tórax (67, 73). Para el rango de movimiento total
a través de 180° de abducción o flexión, el índice de movi-
miento glenohumeral respecto al escapular es 2:1; por tanto,
el
rango de movimiento de 180° es producido por 120° de
movimiento glenohumeral y 60° de movimiento escapular
(29). Las acciones articulares que contribuyen al movimiento
escapular son 20° producidos en la articulación AC, 40° pro-
ducidos en la articulación esternoclavicular y 40° de rotación
clavicular posterior (20).
A
medida que el brazo se abduce a 90°, la tuberosidad
mayor de la cabeza humeral se acerca al arco coracoacromial,
la compresión del tejido blando comienza a limitar más
abducción, y la tuberosidad hace contacto con la apófisis
acromial (20). Si el brazo se rota hacia afuera, pueden haber
otros 30° adicionales de abducción a medida que la tubero-
sidad mayor sale de debajo del arco. La abducción se limita
aún más y sólo puede ser de alr
ededor de 60° con el brazo
en rotación interna debido a que la tuberosidad mayor se
mantiene bajo el arco (20). La rotación externa acompaña a
la abducción hasta aproximadamente 160° de movimiento.
Además, no puede lograrse la abducción completa sin algo
de extensión de la parte superior del tronco para ayudar en
el movimiento.
ACCIONES MUSCULARES
En la figura 5-9 se muestran la inserción, acción e inervación
de cada músculo individual de la articulación del hombro y la
cintura escapular. La mayoría de los músculos en la región del
hombro estabilizan y ejecutan movimientos. En esta sección
se presentan interacciones especiales entre los músculos.
Los músculos que contribuyen a la abducción y flexión del
hombro son similares. El deltoides genera cerca de 50% de la
fuerza muscular de elevación del brazo en abducción o flexión.
La contribución del deltoides se incrementa con el aumento
de la abducción. El músculo está más activo de los 90 a los
180° (66). Sin embargo, el deltoides ha demostrado ser más
resistente a la fatiga en el rango de movimiento de 45 a 90° de
abducción, lo que hace que este rango de movimiento sea el
más popular para los ejercicios de elevación del brazo.
Cuando el brazo se eleva, el manguito rotador (redondo
menor, subescapular, infraespinoso y supraespinoso) también
tiene un importante papel debido a que el deltoides no puede
abducir o flexionar el brazo sin estabilización de la cabeza
humeral (89). El manguito rotador en conjunto es también
capaz de generar flexión o abducción con cerca de 50% de
la fuerza normalmente generada en estos movimientos (29).

151. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 139
Esternocleidomastoideo Clavícula
Olécranon
del cúbito
Húmero
Serrato anterior
Cabeza larga
Cabeza lateral
Tríceps braquial:
Redondo mayor
Redondo menor
Infraespinoso
Romboides mayor
Espina de la escápula
Supraespinoso
Romboides menor
Elevador de la escápula
Dorsal
ancho
Deltoides
Trapecio
CARA ANTERIOR
CARA POSTERIOR
Cabeza corta
Cabeza larga
Bíceps:
Coracobraquial
Subescapular
Pectoral menor
Apófisis coracoides
Subclavia
Braquial
Pectoral
mayor
Deltoides
FIGURA 5-9
 Caras anterior (arriba) y posterior (abajo) de los músculos que actúan sobre la articulación
del hombro y la cintura escapular. Los músculos responsables de los movimientos principales (MP) y los
músculos que asisten (Ast) se incluyen junto con la inserción e inervación en el cuadro en la siguiente página.
En las etapas tempranas de flexión o abducción del brazo, la
línea de tiro del deltoides es vertical, de modo que es asistido
por el supraespinoso, que produce abducción mientras que al
mismo tiempo comprime la cabeza humeral y resiste el movi-
miento superior de la cabeza humeral por el deltoides. Los
músculos del manguito r
otador se contraen como grupo para
comprimir la cabeza humeral y mantener su posición en la fosa
glenoidea (65). El músculo redondo menor, el infraespinoso
y el subescapular estabilizan al húmero en elevación aplicando
una fuerza hacia abajo. El músculo dorsal ancho también se
contrae de forma excéntrica para ayudar con la estabilización
de la cabeza humeral e incrementa su actividad a medida que
el ángulo aumenta (42). La interacción entre el deltoides y el
manguito rotador en la abducción y flexión se muestran en la
figura 5-10. La fuerza inferior y medial del manguito rotador
le permite al deltoides elevar el brazo.

152. 140 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Por encima de los 90° de flexión o abducción, la fuerza del
manguito rotador disminuye, dejando a la articulación del hom-
bro más vulnerable a la lesión (29). Sin embargo, uno de los
músculos del manguito r
otador, el supraespinoso, sigue siendo
un importante contribuyente más allá de los 90° de flexión o
abducción. En el rango superior de movimiento, el deltoides
comienza a jalar la cabeza humeral hacia abajo y hacia afuera
de la cavidad articular, creando por tanto una fuerza de sublu-
xación (73). El movimiento a través de 90 a 180° de flexión
o abducción r
equiere rotación externa en la articulación. Si el
húmero rota hacia afuera 20° o más, el bíceps braquial también
puede abducir al brazo (29).
Cuando el brazo se abduce o se flexiona, la cintura esca-
pular debe protraerse o abducirse, elevarse y rotar hacia arriba
con r
otación clavicular posterior para mantener a la fosa
glenoidea en posición óptima. Como se muestra en la figura
5-1, el serrato anterior y el trapecio trabajan en conjunto
para crear los movimientos lateral, superior y de rotación de
la escápula (29). Estas acciones musculares tienen lugar des-
pués de que el deltoides y el redondo menor han iniciado la
elevación del brazo y continúan hasta los 180°, con la mayor

actividad muscular en el rango de 90 a 180° (66). El serrato
anterior también es responsable de mantener la escápula
sobre la pared del tórax y prevenir cualquier movimiento del
borde medial de la escápula fuera del tórax.
Si el brazo se baja lentamente, produciendo aducción o
extensión del brazo con las acompañantes retracción, depre-
sión y rotación hacia abajo de la cintura escapular con rotación
clavicular hacia adelante, las acciones muscular
es son excéntri-
cas. Por tanto, el movimiento está controlado por los músculos
pr
eviamente descritos en la sección de abducción y flexión del
brazo. Si el brazo se baja de forma forzada, o si se baja en con-
tra de una resistencia externa, como una máquina de pesas, la
acción muscular es concéntrica.
En una aducción o extensión concéntricas en contra de
una resistencia externa, como el bracear mientras se nada, los
músculos responsables de crear estas acciones articulares son
el dorsal ancho, el redondo mayor y la porción esternal del
pectoral mayor. El redondo mayor sólo está activo cuando
hay una resistencia, pero el dorsal ancho ha demostrado estar
activo en estos movimientos aun cuando no se ofrece una
resistencia (13).
A medida que el brazo se aduce o extiende, la cintura
escapular se retrae, deprime y rota hacia abajo con rotación
clavicular hacia adelante. El músculo romboides rota la
escápula hacia abajo y trabaja en conjunto con el redondo
mayor y el dorsal ancho en un acoplamiento de fuerza para
controlar los movimientos del brazo y la escápula durante el
descenso. Otros músculos que contribuyen de forma activa
al movimiento de la escápula de nuevo hacia su posición en
reposo mientras trabajan contra una resistencia son el pecto-
ral menor (deprime y rota la escápula hacia abajo) y las por-
ciones media e inferior del trapecio (retraen la escápula junto
con el r
omboides). Estas interacciones musculares se ilustran
en la figura 5-12.
Otros dos movimientos del brazo, las rotaciones interna y
externa, son muy importantes en muchas habilidades depor-
tivas y en el movimiento eficiente del brazo por encima de
los
90° (medidos desde el brazo a un costado). En la figura
5-13 se muestra un ejemplo tanto de rotación externa como
interna. La rotación externa es un componente importante
de la fase de preparación de un lanzamiento, y la rotación
interna es importante en la aplicación de fuerza y en la fase
de seguimiento del lanzamiento.
Manguito rotador
Deltoides
FIGURA 5-10 Para la flexión o abducción eficiente del brazo, el
músculo deltoides y el manguito r
otador trabajan en conjunto. En las
etapas tempranas de la abducción y flexión hasta los 90°, el manguito
rotador aplica una fuerza sobre la cabeza humeral que la mantiene
deprimida y estabilizada en la articulación mientras que el deltoides
aplica una fuerza para elevar el brazo.
Elevador de
la escápula
Serrato anterior
(superior)
Romboides
Serrato
anterior (inferior)
Deltoides
Manguito rotador
Trapecio
Trapecio
FIGURA 5-11
 Dirección de tiro de varios músculos de la cintura
escapular, el deltoides y el manguito rotador en el brazo en reposo. Nótese la línea de tiro del trapecio y del serrato anterior, que trabajan en conjunto para producir la abducción, elevación y rotación hacia arriba de la escápula necesarias en la flexión o abducción del brazo. De igual forma, nótese el tiro del elevador de la escápula y del rom- boides, que también ayudan en la elevación de la escápula.

153. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 141
Los movimientos de la cintura escapular que acompañan
la rotación interna y externa dependen de la posición del
brazo. En una posición elevada del brazo, son necesarios los
movimientos de la cintura escapular descritos en conjunto
con abducción y flexión. La rotación producida con el brazo
en posición neutral o anatómica requiere mínima asistencia
de la cintura escapular. También es en esta posición que se
puede obtener el rango de movimiento completo a través
de 180°. Eso se debe a que cuando el brazo está elevado,
los músculos utilizados para rotar al húmero también se
utilizan para estabilizar a la cabeza del húmero, la cual tiene
una rotación restringida en el rango superior de movimiento.
Específicamente, la rotación interna es difícil con las posicio-
nes con el brazo elevado, ya que el tejido bajo el acromion
está muy comprimido por la tuber
osidad mayor (66).
Dos acciones articulares que son de hecho combinaciones
de posiciones elevadas del brazo son la flexión horizontal o
aducción y la extensión horizontal o abducción. Dado que el
brazo está elevado, los mismos músculos descritos antes para
la abducción y flexión también contribuyen a estos movi-
mientos del brazo hacia el otro lado del cuerpo.
Los músculos que contribuyen de for
ma más significativa a
la flexión horizontal son el pectoral mayor y la cabeza ante-
rior del deltoides. Este movimiento lleva el brazo hacia el
otr
o lado del cuerpo en una posición elevada, y es impor-
tante en los movimientos de poder de la extremidad supe-
rior. La extensión horizontal, en la que el brazo se lleva hacia
atrás en la posición elevada, es pr
oducida principalmente por
el infraespinoso, redondo menor y la cabeza posterior del
deltoides. Esta acción articular es común en el swing hacia
atrás y en las acciones preparatorias en los movimientos de la
extremidad superior (89).
Elevador de
la escápula
Romboides
Redondo
mayor
Serrato anterior
Dorsal
ancho
FIGURA 5-12
 El bajar el brazo contra una resistencia utiliza al dor-
sal ancho y al redondo mayor trabajando como una fuerza acoplada
con el romboides. Otros músculos que contribuyen a la acción de
descenso son el pectoral mayor, el pectoral menor, el elevador de la
escápula, y el serrato anterior.
Rotación
externa
Rotación
interna
FIGURA 5-13
 La rotación de la articulación del hombro es un con-
tribuyente importante para el lanzamiento. En la fase de preparación,
el brazo rota hacia afuera para incrementar el rango de movimiento y la
distancia que viajará la pelota. La rotación interna es un contribuyente
activo en la fase de aplicación de fuerza. El movimiento continúa en la
fase de seguimiento a medida que el brazo disminuye su velocidad.
La rotación externa, la cual es necesaria cuando el brazo está
por encima de los 90°, es producida por los músculos infraespi-
noso y redondo menor (73). La actividad de ambos músculos
se incr
ementa con la rotación externa en la articulación (36).
Dado que el infraespinoso también es un músculo importante
en la estabilización de la cabeza humeral, se fatiga de forma
temprana en las actividades con el brazo elevado.
La rotación interna la producen principalmente el subes-
capular, el dorsal ancho, el redondo mayor, y porciones del
pectoral mayor
. El redondo mayor es un contribuyente activo
a la rotación interna sólo cuando el movimiento se produce
contra una resistencia. Los músculos que contribuyen al mo
­
vimiento de rotación interna de la articulación son capaces
de generar una gran fuerza, aun cuando la rotación interna en la mayoría de las acciones de la extremidad superior nunca requiere o utiliza mucha fuerza de rotación (73).
Rotación interna/externa del hombro
Rote hacia adentro y hacia afuera su articulación del
hombro. ¿Es éste un movimiento que utilice mucho en
sus actividades de la vida diaria? Piense en algunas acti-
vidades en las que utilice este movimiento. Abduzca su
hombro 90° y flexione el codo 90°. Ahora rote el hombro
hacia adentro y hacia afuera. Describa este movimiento y
piense en algunas actividades que utilicen un movimiento
similar a éste.
FUERZA DE LOS MÚSCULOS DEL HOMBRO
En una posición flexionada, los músculos del hombro pue-
den generar la mayor fuerza de salida en aducción cuando
las fibras muscular
es del dorsal ancho, el redondo mayor, y
el pectoral mayor contribuyen al movimiento. Esta fuerza de
aducción de los músculos del hombro es el doble de la fuerza
de abducción, aun cuando el movimiento de abducción y el
grupo muscular se utilizan más frecuentemente en las activi-
dades de la vida cotidiana y en el deporte (89).
El movimiento capaz de generar el mayor nivel de fuerza

después de los aductores es un movimiento de extensión que
utiliza los mismos músculos que contribuyen a la aducción
del brazo. La acción de extensión es ligeramente más fuerte
que su movimiento opuesto, la flexión. Después de la flexión,

154. 142 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
la siguiente acción articular más fuerte es la abducción, lo
que ilustra el hecho de que las acciones de la articulación del
hombro son capaces de generar una mayor fuerza de salida
en la fase de descenso utilizando a los aductores y extensores
que en la fase de elevación, cuando se utilizan los flexores y
abductores. Sin embargo, estas relaciones de fuerza cambian
cuando el hombro se mantiene en una posición neutral o
ligeramente hiperextendida, ya que el desarrollo de fuerza
isométrica es mayor en los flexores que en los extensores.
Esta reversión en las diferencias de fuerza está vinculada a la
relación longitud-tensión creada por el punto de inicio.
Las acciones articulares más débiles en el hombro son las
rotacionales, con la rotación externa siendo más débil que
la rotación interna. La fuerza de salida de los rotadores está
influenciada por la posición del brazo, y la mayor fuerza de
rotación interna se puede obtener con el hombro en 90°
de flexión. Sin embargo, con el brazo elevado a 45°, tanto las
fuerzas de salida de r
otación interna como externa son mayo-
res en 45° de abducción y 45° de flexión (28). La rotación
exter
na es importante en los 90° superiores de elevación del
brazo, proporcionando estabilidad a la articulación. La rota-
ción interna crea inestabilidad en la articulación, en especial
en los niveles superior
es de elevación, ya que comprime el
tejido blando en la articulación.
El desbalance de la fuerza muscular está acentuado en la
población atlética debido a los patrones de uso. Por ejemplo,
se ha encontrado que los nadadores, jugadores de polo acuá-
tico, y los lanzadores de beisbol tienen aductores y rotadores
inter
nos relativamente fuertes (14). En los atletas parapléji
­-
cos en silla de ruedas, los aductores son relativamente más débiles que los abductor
es, y esto es más pronunciado en
atletas con lesiones en el hombro (14).
ACONDICIONAMIENTO
Los músculos del hombro son fáciles de estirar y fortalecer debido a la movilidad de la articulación. Los músculos usual-
mente trabajan en combinación, haciendo que sea difícil aislar un músculo específico en un ejer
cicio. En la figura 5-14 se
presentan ejemplos de estiramiento, ejercicios de resistencia manual y entrenamiento con pesas para los abductores y fle-
xores de los hombros.
Algunos ejer
cicios de resistencia pueden irritar la articu-
lación del hombro, y deben evitarse en individuos con lesio-
nes específicas. Cualquier elevación lateral de mancuernas utilizando el deltoides puede causar atrapamiento en el ár
ea
coracoacromial. Este atrapamiento se magnifica si el hombro se rota hacia adentro. Una solución para aquellos que desean evitar atrapamiento o que tienen lesiones en esta área es rotar el brazo hacia afuera y luego realizar la elevación lateral (20). Es importante saber que cuando se realiza un ajuste como éste, la actividad del músculo y las fuerzas generadas inter-
namente también cambian. La rotación externa durante una elevación lateral altera la actividad del deltoides y facilita la

actividad en los rotadores internos.
Ejercicios como el press de banca y las lagartijas deben evi -
tarse en individuos con inestabilidad en la porción anterior o posterior de la ar
ticulación del hombro causada por aducción
y rotación interna. De igual forma, se produce estrés sobre la porción anterior de la cápsula en el ejercicio de pullover con
mancuerna, que se realiza desde una posición extrema de fle-
xión, abducción y rotación externa. Otros ejercicios que deben
ser evitados por individuos con pr
oblemas en la cápsula anterior
son el jalón con polea por detrás de la cabeza, el press de banca
inclinada, y los ejercicios de remo. Los riesgos en estos tres ejer-
cicios pueden minimizarse si no se mantiene rotación interna en
la ar
ticulación. La posición de rotación externa produce estrés
sobre la porción anterior del hombro (20). En ejercicios como
la sentadilla, que utiliza la musculatura de la extremidad infe-
rior, la posición del hombro en rotación interna puede incluso
r
esultar dañina debido a la tensión sobre la cápsula anterior
creada por las pesas sostenidas en rotación externa. Se debe
intentar minimizar la acción de esta articulación balanceando
una porción del peso sobre el trapecio o utilizando ejercicios
alternativos, como el levantamiento de peso muerto.
Por último, si un individuo tiene problemas con la mus-
culatura del manguito rotador, se debe evitar o minimizar el
levantamiento de car
gas pesadas en un movimiento de abduc-
ción. Esto se debe a que los músculos del manguito rotador
deben generar una gran cantidad de fuerza durante la acción

de abducción para dar soporte a la articulación del hombro y
complementar la actividad del deltoides. Se debe evitar levan-
tar mucho peso por encima de la cabeza para reducir el estrés
sobr
e los músculos del manguito rotador (49).
POTENCIAL DE LESIÓN DEL COMPLEJO
DEL HOMBRO
El complejo del hombro está sujeto a una amplia variedad
de lesiones que pueden presentarse de dos formas. El primer
tipo de lesión es secundario a trauma. Este tipo de lesión por
lo regular ocurre cuando se hace contacto con un objeto
externo, como el suelo u otro individuo. El segundo tipo de
lesión es a través de acciones articulares repetitivas que crean
sitios de inflamación dentro de y alrededor de las articulacio-
nes o uniones musculares.
Muchas lesiones en la cintura escapular son traumáticas,

resultado de impacto durante caídas o contacto con un objeto
externo. La articulación esternoclavicular puede sufrir un es
­-
guince o dislocación anterior si el individuo cae sobr
e la parte
superior del hombro en el área media del deltoides. Un indi-
viduo con un esguince en esta articulación tendrá dolor con los movimientos de extensión horizontal del hombr
o, como
en el swing de golf o en braceo en el nado de dorso (85). También se han observado subluxaciones anteriores de esta
articulación espontáneas en adolescentes al lanzar, debido a que tienen una mayor movilidad en esta articulación en com-
paración con los adultos. Una dislocación o subluxación pos-
terior de la articulación esternoclavicular puede ser bastante grave, ya que la tráquea, el esófago, y varias venas y ar
terias
importantes yacen por debajo de esta estructura. Esta lesión ocurre como consecuencia de fuerza sobre el extremo ester-
nal de la clavícula. El individuo puede tener síntomas como ahogamiento,
falta de aire, y dificultad para la deglución (85).
En general, la articulación esternoclavicular está bien refor-
zada con ligamentos, y por fortuna la lesión en forma de esguinces, subluxaciones y dislocaciones no es común.
La clavícula es un sitio fr
ecuente de lesión por trauma
directo recibido a través de contacto en el futbol americano y algunos otros deportes. La lesión más común es la fractura del

155. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 143
Grupo muscular Ejemplo de ejercicio de estiramiento Ejemplo de ejercicio de fortalecimiento
Flexores/abductores
del hombro
Elevación frontal con mancuerna
Extensores/aductores
del hombro
Elevación hacia un lado con mancuerna
Rotadores
del hombro
Jalón lateral hacia abajo
Jalón hacia abajo con el brazo recto
Rotación externa
Otros ejercicios
Press militar
Press de hombro
Remo de pie
Elevación frontal lateral
Press con mancuerna
sentado
Dominadas
Jalón con polea
hacia el pecho
Rotación interna Rascar espalda Rotaciones externa e interna con polea
FIGURA 5-14 Ejemplos de ejercicios de estiramiento y fortalecimiento para grupos musculares
seleccionados.

156. 144 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Elevadores de la
cintura escapular
Abductores de la
cintura escapular
Aductores de la
cintura escapular
Encogimiento de hombros con mancuerna Encogimiento de
hombros con barra
Encogimiento de
hombros sentado
Remo hacia arriba
con cable
Lagartija
Fly de pie con
mancuerna
Golpe
Remo sentado
Remo con mancuerna
en posición inclinada
Remo de pie con barra
Pullover con mancuerna
Jalón en V
Grupo muscular Ejemplo de ejercicio de estiramiento Ejemplo de ejercicio de fortalecimiento Otros ejercicios
FIGURA 5-14 Ejemplos de ejercicios de estiramiento y fortalecimiento para grupos musculares
seleccionados (continuación).

157. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 145
tercio medio de la clavícula. Esta lesión se sufre al caer sobre el
hombro con el brazo extendido o al recibir un golpe al hombro
de modo que se aplica una fuerza a lo largo del cuerpo de la cla-
vícula. Otras fracturas menos frecuentes se presentan en la parte
medial
de la clavícula como resultado de trauma directo sobre el
extremo lateral de la clavícula o a causa de trauma directo sobre
la punta del hombro (85). Las fracturas claviculares en adoles-
centes sanan rápida y efectivamente; pero en adultos, el proceso
de
reparación y cicatrización no es tan eficiente o efectivo. Esto
está relacionado a diferencias en el nivel de maduración esquelé-
tica. En adolescentes, se está formando hueso nuevo a una tasa
mucho más rápida que en individuos madur
os.
Las lesiones en la articulación AC pueden causar una canti-
dad considerable de alteración en los movimientos del hombro.
De nuevo, si un individuo cae sobr
e la punta del hombro, la
articulación AC puede subluxarse o dislocarse. Esto también
puede ocurrir debido a una caída sobre el codo o un brazo
extendido. Esta articulación también está frecuentemente
sujeta a lesiones por sobreuso en deportes que utilizan lan-
zamientos con la mano, el tenis y la natación. Otros deportes
que car
gan de forma repetida la articulación en posición por
encima de la cabeza, como el levantamiento de pesas y la lucha,
también pueden causar un síndrome por sobreuso. Las conse-
cuencias de sobreutilizar la articulación son la lesión capsular,
una calcificación ectópica
en la articulación, y posible degene ­
ración del car
tílago (85).
La escápula rara vez recibe suficiente fuerza para causar
una lesión. Sin embargo, si un atleta o individuo cae sobre la
parte superior de la espalda, es posible que ocurra una frac-
tura de la escápula con contusión de la musculatura de modo
que la abducción del brazo es sumamente dolor
osa. Otro
sitio de fractura en la escápula es la apófisis coracoides, que
puede fracturarse con separación de la articulación AC. Los
lanzadores también pueden sufrir una bursitis en el borde
inferomedial de la escápula, lo que provoca dolor a medida
que la escápula se mueve a través de las fases de preparación
y aceleración en el lanzamiento. El dolor disminuye en la fase
de seguimiento. La bursitis es la inflamación de la bursa, un
saco lleno de líquido que se encuentra en sitios estratégicos
alrededor de las articulaciones sinoviales y que reduce la fric-
ción en la articulación.
Actividades como el levantamiento de pesas (
press de banca
o lagartijas), levantar por encima de la cabeza, jugar tenis, y
cargar una mochila pueden producir trauma al plexo nervioso
braquial mediante fuerzas de tracción (p. ej., fuerzas de tirón).
Si se atrapa el nervio torácico largo, una parálisis aislada del
serrato anterior puede causar movimiento del borde medial de
la escápula lejos del tórax y disminución de la capacidad para
abducir y flexionar la articulación del hombro (85).
La articulación del hombro se lesiona comúnmente ya
sea a través de trauma directo o por sobreuso repetido. La
dislocación o subluxación en la articulación glenohumeral es
frecuente debido a la falta de restricción ósea y la dependencia
en los tejidos blandos para restringir y dar soporte a la articula-
ción. La dislocación ocurre con más frecuencia en los deportes
de contacto como el hockey sobr
e hielo (15). La fosa glenoi-
dea ve hacia anterolateral, creando más estabilidad en la articu-
lación posterior que en la anterior. Las dislocaciones anteriores
e inferior
es representan 95% de las dislocaciones (59).
La causa usual de dislocación es por contacto o aplicación
de alguna fuerza sobre el brazo mientras éste se encuentra en
abducción y rotación externa sobre la cabeza. Esto desplaza
a la cabeza humeral en forma anterior, tal vez desgarrando la
cápsula o el labrum glenoideo. La tasa de recurrencia de dis -
locación depende de la edad del individuo y la magnitud de la
fuerza que pr
oduce la dislocación (33). La tasa de recurrencia
para la población general es de 33 a 50%, incrementándose
hasta 66 a 90% en individuos menores de 20 años de edad
(66). De hecho, entre más joven sea la persona al momento
de la primera dislocación, más probabilidad tiene de una dis-
locación recurrente. Además, si la dislocación fue producida
por una cantidad r
elativamente pequeña de fuerza, es más
probable una dislocación recurrente.
Las dislocaciones recurrentes también dependen de la
cantidad de daño inicial y de si el labrum glenoideo también
se dañó (64). Un desgarro en el labrum glenoideo, similar al
desgarro de un menisco en la rodilla, resulta en dolor y chas-
quido al mover el brazo por encima de la cabeza (88). Una
dislocación
anterior también hace difícil rotar el brazo hacia
adentro, de modo que la persona no puede tocarse el hombro
contralateral con la mano del lado lesionado.
Las dislocaciones posteriores del hombro son raras (2%) y
por lo regular se asocian con una fuerza aplicada con el brazo
aducido y rotado en forma interna con la mano por debajo
del nivel del hombro (88). Los signos clínicos de una dislo-
cación posterior son incapacidad para abducir y rotar el brazo
en for
ma externa.
Las lesiones de tejidos blandos en la articulación del hom-
bro son numerosas, y están más a menudo asociadas con movi-
mientos del brazo por encima de la cabeza, como al lanzar,
nadar y en los depor
tes con raqueta. Debido al rango extremo
de movimientos y las altas velocidades en un lanzamiento,
las estructuras estabilizadoras dinámicas de la articulación del
hombro tienen un alto riesgo de lesión (52). Las lesiones en
esta categoría incluyen ejemplos como inestabilidad posterior
y anterior, atrapamiento, y daño al labrum glenoideo. Los
músculos del manguito rotador, que son activos para controlar
la cabeza humeral y el movimiento durante un patrón de lanza
­
miento o swing, son altamente susceptibles a la lesión.
En un patrón de lanzamiento, cuando el brazo se encuen-
tra en la etapa de preparación con el hombro en abducción y r
otación externa, la cápsula anterior específicamente. El
músculo subescapular es susceptible a la distensión o tendini-
tis en la inserción en la tuberosidad menor (72). En las fases de pr
eparación tardía y de aceleración temprana, la porción
posterior de la cápsula y el labrum posterior son susceptibles
de lesionarse a medida que la parte anterior del hombro
se tensa, llevando la cabeza del húmero hacia atrás (10). En la fase de seguimiento o de desaceleración, cuando el brazo se

lleva en forma horizontal hacia el otro lado del cuerpo a una velocidad muy alta, el manguito rotador posterior, el infraespi-
noso y el redondo menor son muy susceptibles a la distensión muscular o tendinitis en el sitio de inser
ción en la tuberosidad
mayor mientras trabajan para desacelerar el brazo (19).
El mecanismo más común de lesión del manguito rotador
ocurre cuando la tuberosidad mayor empuja contra la parte inferior del acromion. Este síndrome de atrapamiento sub­ acromial se da durante la fase de aceleración en el patrón de

158. 146 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
lanzamiento cuando el brazo está rotando hacia adentro
mientras que aún mantiene una posición abducida. También
puede ocurrir atrapamiento en el brazo principal de los gol-
fistas y en varias otras actividades que utilizan este patrón de
movimientos (40). El manguito r
otador, la bursa subacro-
mial y el tendón del bíceps se comprimen contra la superficie
debajo del acr
omion y el ligamento coracoacromial (51)
(Fig. 5-15). Se considera que el atrapamiento es la principal
causa de lesión en los tejidos blandos, aunque hay quienes
apuntan hacia una sobrecarga de tensión, sobreuso y a la
lesión traumática como otras fuentes igual o más importan-
tes de lesión del manguito rotador (51). El atrapamiento
ocur
re en el rango de los 70 a 120° de flexión o abducción,
y es más común en actividades como el saque en el tenis,
el lanzamiento, y la brazada de mariposa o el nado de crol
(29). Si un atleta mantiene la articulación del hombro en una
posición de rotación interna, es más probable que ocurra el
atrapamiento. También se lesiona comúnmente en atletas
en silla de ruedas y en individuos que se pasan de una silla
de ruedas a una cama o silla normal (9, 14). El músculo
supraespinoso, que yace en el espacio subacromial, se com-
prime y puede desgarrarse con el atrapamiento, y con el
tiempo se pueden for
mar depósitos de calcio en el músculo
o el tendón. Esta irritación puede presentarse con cualquier
actividad con movimiento del brazo por encima de la cabeza,
creando un arco de movimiento doloroso de los 60 a 120°
de abducción o flexión (73).
braquial actúa sobre el hombro y es responsable de desace-
lerar el codo en los 30° finales de extensión, a menudo sufre
un estr
és máximo (6). En un lanzamiento rápido, la cabeza
larga del bíceps braquial puede también ser responsable de
desgarrar la porción anterosuperior del labrum glenoideo. La
irritación del tendón del bíceps se manifiesta en un síndrome
de arco doloroso similar al de la lesión del manguito rotador.
En resumen, el complejo del hombro tiene la región del
cuerpo con mayor movilidad, pero como consecuencia de
esta movilidad, es un área inestable en la que pueden pre-
sentarse numerosas lesiones. A pesar de la alta probabilidad
de lesión, la r
ehabilitación exitosa después de una cirugía es
bastante común. Es importante mantener la fuerza y la flexi-
bilidad de la musculatura que rodea al complejo del hombro,
dado que existe una dependencia considerable en la muscu-
latura y en el tejido blando para el soporte y la estabilización.
El codo y las articulaciones
radiocubitales
El papel del movimiento del antebrazo, generado en la arti-
culación del codo o articulación radiocubital, es asistir al
hombr
o en la aplicación de fuerza y controlar la posición de
la mano en el espacio. La combinación de movimientos arti-
culares del hombro y el codo permite la capacidad de colocar
la mano en muchas posiciones, per
mitiendo una enorme ver-
satilidad. Ya sea que uno esté trabajando por sobre la cabeza,
estr
echando la mano de otra persona, escribiendo una nota o
atándose las cintas de los zapatos, la posición de la mano es
importante y está generada por la relación de trabajo entre el
El arco subacromial
El rango de movimiento funcional de abducción/aduc-
ción en la articulación del hombro depende de la can-
tidad de rotación del mismo. A medida que uno rota
el hombro hacia adentro y hacia afuera, uno mueve el
tubérculo mayor. Intente rotar el hombro hacia aden-
tro mientras está en una posición anatómica y luego
abduzca el hombro lo más posible. En esta posición, el
tubérculo mayor hace contacto con el techo del arco
subacromial. Si usted rota el hombro hacia afuera y
luego lo abduce, obtendrá otros 30° de abducción. Los
movimientos por encima de la cabeza que requieren
rotación interna y externa del hombro pueden atrapar el
tejido blando e irritar la bursa subacromial.
Otra lesión que es consecuencia de atrapamiento es la
bursitis subacromial. Esta lesión es resultado de una irri -
tación de la bursa por encima del músculo supraespinoso y
por debajo del acr
omion (29). También se presenta con la
propulsión en silla de ruedas debido a las presiones mayores
a lo normal en la articulación y en la distribución anormal del
estrés en el área subacromial (9).
Por último, el tendón de la cabeza larga del bíceps braquial
se puede irritar cuando el brazo se abduce y se rota hacia
afuera en forma forzada. Puede desarrollarse una tendinitis
bicipital a medida que el tendón del bíceps se subluxa o se
irrita dentro de la corredera bicipital. Al lanzar, el brazo rota
hacia afuera hasta 160° en la fase de preparación, y el codo se
desplaza a través de 50° de movimiento. Dado que el bíceps
Tendón del
supraespinoso
inflamado
Ligamento
coracoacromial
Acromion
Clavícula
Bursa inflamada
Tendones del bíceps braquial: Cabeza larga Cabeza corta
FIGURA 5-15 El atrapamiento de tejido blando entre el tubérculo
mayor y el acromion/ligamento coracoacromial puede causar daño al
manguito rotador, la bursa subacromial, o al tendón del bíceps.

159. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 147
complejo del hombro y el antebrazo. La articulación del codo
también actúa como un punto de apoyo para el antebrazo,
permitiendo tanto un agarre poderoso como el movimiento
fino de la mano (24).
CARACTERÍSTICAS ANATÓMICAS
Y FUNCIONALES DE LAS ARTICULACIONES
DEL CODO
El codo se considera una articulación estable, con integridad
estructural, un buen soporte ligamentoso, y un buen soporte
muscular (41). El codo tiene tres articulaciones que permiten
el movimiento entre los tres huesos del brazo y el antebrazo
(húmero, cúbito y radio). El movimiento entre el antebra
­-
zo y el brazo tiene lugar en las articulaciones cubitohumeral y radiohumeral, y los movimientos entr
e el radio y el cúbito
tienen lugar en las articulaciones radiocubitales (73). Las referencias en el radio y el cúbito, y en las articulaciones cubi-
tohumeral, radiohumeral y radiocubital distal se muestran en la figura 5-16.
Articulación cubitohumeral
La articulación cubitohumeral es la que está entre el cúbito
y el húmero y es la principal articulación contribuyente a la flexión y extensión del antebrazo. La articulación es la unión entre la tróclea con forma de cuchara en el extremo distal del húmero y la escotadura troclear en el cúbito. En la parte
frontal del cúbito se encuentra la apófisis coronoides, que hace contacto con la fosa coronoidea del húmero, limitando
la flexión en la variedad terminal del movimiento. Del mismo modo, en la parte posterior del cúbito es el proceso del olécranon, que entra en contacto con la fosa del olécranon del húmero, terminando la extensión. Un individuo que puede hiperextender la articulación del codo puede tener un olécranon pequeño o una fosa olecraniana grande, lo que permite mayor extensión antes de que ocurra el contacto.
La escotadura troclear del cúbito se adapta a la tróclea
de forma ajustada, ofreciendo una buena estabilidad estruc-
tural. La tróclea está cubierta por cartílago articular sobre las super
ficies anterior, inferior y posterior, y es asimétrica,
con una proyección posterior oblicua (87). En la posición extendida, la tróclea asimétrica crea una angulación en el cúbito en forma lateral a la que se le denomina posición en valgo. Éste es llamado ángulo de carga y va de 10 a 15°
en hombres y de 15 a 25° en mujeres (58, 87). La medición del
ángulo de carga se muestra en la figura 5-17. A medida
que el antebrazo se flexiona, esta posición en valgo se reduce y puede incluso resultar en una posición en varo con la extensión completa (24).
Articulación radiohumeral
La segunda articulación que participa en la flexión y extensión del antebrazo es la articulación radiohumeral. En el extremo distal del húmero está la superficie articular para esta articu
­
lación, el capitulum, que tiene forma esferoidal y está cubierto
por cartílago en las superficies anterior e inferior. La parte superior de la cabeza radial, que es redonda, hace contacto con el capitulum, permitiendo el movimiento radial alrededor del húmero durante la flexión y extensión. El capitulum actúa
como contrafuerte para la compresión lateral y otras fuerzas
rotacionales absorbidas durante el lanzamiento y otros movi-
mientos rápidos del antebrazo.
Articulación radiocubital
La tercera articulación, la radiocubital, estabiliza el movi-
miento entre el radio y el cúbito en pronación
y supinación.
Existen de hecho dos articulaciones radiocubitales, la supe-
rior en la región de la articulación del codo y la inferior cerca
de la muñeca. Además, a medio camino entr
e el codo y la
muñeca se encuentra otra conexión fibrosa entre el radio y
el cúbito, identificada por algunos como una tercera articu-
lación radiocubital.
La ar
ticulación radiocubital superior o proximal consiste
en la articulación entre la cabeza del radio y la fosa del radio
del lado del cúbito. La cabeza radial rota en un anillo fibro-
so-óseo y puede girar tanto a favor como en contra de las
manecillas del r
eloj, creando movimiento del radio con rela-
ción al cúbito (12). En la posición neutral, el radio y el cúbito
yacen uno junto al otr
o, pero en la pronación completa, el
radio cruza sobre el cúbito en forma diagonal. A medida que
el radio cruza en pronación, el extremo distal del cúbito se
mueve en forma lateral. En la supinación ocurre lo opuesto.
Hay una membrana interósea que conecta al radio con
el cúbito y que corre a lo largo de la longitud de ambos
huesos. Esta fascia incrementa el área para la unión muscular
y asegura que el radio y el cúbito mantengan una relación
específica uno con otro. Ochenta por ciento de las fuerzas
compresivas típicamente se aplican sobre el radio, y la mem-
brana interósea transmite fuerzas recibidas en forma distal
desde el radio hacia el cúbito. La membrana se tensa en una

posición semiprona (12).
Dos últimos componentes estructurales en la región del
codo son los epicóndilos medial y lateral. Éstos son refe-
rencias prominentes en los lados medial y lateral del húmero.
El
epicóndilo lateral actúa como sitio de unión para los
ligamentos laterales y los músculos supinador y extensor del
antebrazo, y el epicóndilo medial da cabida a los ligamentos
mediales y a los flexores y pronadores del antebrazo (1). Estas
extensiones del húmero también son sitios comunes de lesión
por sobreuso.
Ligamentos y estabilidad articular
La articulación del codo tiene soporte en los lados medial y
lateral a base de ligamentos colaterales. El ligamento colateral
medial (LCM) o cubital, conecta al cúbito con el húmero, y
ofrece soporte y resistencia al estrés en valgo impuesto sobre
la articulación del codo. El apoyo en la dirección de valgo es
muy importante en la articulación del codo debido a que la
mayoría de las fuerzas se dirigen en forma medial, creando
una fuerza de valgo. La banda anterior del LCM se tensa en
la extensión, y la banda posterior se relaja en la extensión,
pero incrementa su tensión con la flexión (1, 69). En conse-
cuencia, el LCM está tenso en todas las posiciones articulares.
Si se lesiona el LCM, la cabeza radial se vuelve impor
tante
para proporcionar estabilidad cuando se aplica una fuerza en
valgo (4). Los músculos flexores-pronadores que se originan
en el epicóndilo medial también proporcionan estabilización
dinámica sobre la parte medial del codo (70).

160. 148 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Cabeza del radio
Cuello
Tuberosidad radial
Línea oblicua anterior
LATERAL MEDIAL
Borde interóseo
Escotadura cubitalCabeza del
cúbito
Escotadura
troclear
Apófisis
coronoides
Apófisis estiloides
Apófisis
estiloides
Escotadura radial
Olécranon
Articulación
radiohumeral
Articulación
cubitohumeral
Articulación
radiocubital
superior
B C
A
Cresta del supinador
Surco para el extensor
de los dedos y el
extensor del índice
Cabeza del radio
Área subcutánea
del olécranon
Cuello
Espacio interóseo
Tuberosidad
del pronador
Borde interóseo
Surco para el extensor radial corto del carpo
Surco para el extensor cubital de la muñeca
Surco para el extensor largo del pulgar
Surco para el extensor radial largo del carpo
Surco para el abductor largo del pulgar
Surco para el
extensor corto
del pulgar
Apófisis estiloides
del radio
Apófisis estiloides del cúbito
Superficie posterior
Superficie posterior
MEDIAL LATERAL
Superficie medial
Tubérculo dorsal/lister
Cabeza del cúbito
FIGURA 5-16 El radio y el cúbito se articulan con el húmero para formar las articulaciones radiohumeral y
cubitohumeral. En la figura se muestran el complejo de la articulación del codo (A) y las superficies anterior
(B) y posterior (C) del radio y el cúbito.

161. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 149
Existe un set de ligamentos colaterales del lado lateral de la
articulación al que se le denomina ligamentos colaterales late-
rales o radiales. El ligamento radial colateral se tensa durante
el rango enter
o de flexión (1, 69), pero dado que el estrés
en varo es raro, estos ligamentos no son tan significativos en
cuanto al soporte de la articulación (89). El pequeño múscu
­-
lo ancóneo proporciona estabilización dinámica a la parte la­-
teral del codo (70).
Un ligamento impor
tante para la función y soporte del
radio es el ligamento anular. Este ligamento envuelve la cabeza del radio y se une a un costado del cúbito. El ligamento anular mantiene al radio en la articulación del codo mientras que le permite girar en pronación y supinación. En la figura 5-18 se pueden revisar los ligamentos del codo y sus acciones.
Características del movimiento
No todas las articulaciones del complejo del codo alcanzan una posición cerrada (p. ej., la posición de máximo contacto superficial y soporte ligamentoso en la articulación) en el mismo punto en el rango de movimiento. En la articulación radiohumeral se alcanza una posición cerrada cuando el ante-
brazo se encuentra en 80° de flexión y en posición semiprona (12).
La posición de extensión completa es la posición cerrada
de la articulación cubitohumeral. Por tanto, cuando la articu-
lación cubitohumeral es más estable en la posición extendida,
la ar
ticulación radiohumeral está abierta y es menos estable. La
articulación radiocubital proximal está en su posición cerra
­-
da cuando está semipronada, complementando la posición cer
rada de la articulación radiohumeral (12).
El rango de movimiento en el codo en flexión y extensión
es aproximadamente de 145° de flexión activa, 160° de fle-
xión pasiva y 5 a 10° de hiperextensión (12). El movimiento de extensión está limitado por la cápsula ar
ticular y por los
músculos flexores. También está restringido en forma termi-
nal por el impacto hueso con hueso con el olécranon.
La flexión en la ar
ticulación está limitada por tejido blando,
la cápsula posterior, los músculos extensores y el contacto hueso con hueso de la apófisis coronoides con su respectiva fosa. Una cantidad significativa de hipertrofia muscular o tejido adiposo limitará el rango de movimiento en flexión de forma considerable. Se requieren aproximadamente 100 a 140° de flexión y extensión en la mayoría de las actividades de la vida diaria, pero el rango total de movimiento es de 30 a 130° de flexión (53).
El rango de movimiento para la pronación es aproximada-
mente de 70°, limitado por los ligamentos, la cápsula articular y los tejidos blandos que comprimen a medida que el radio y

el cúbito se cruzan. El rango de movimiento para la supina-
ción es de 85°, y está limitado por los ligamentos, la cápsula y los músculos pr
onadores. Se requieren aproximadamente 50°
de pronación y 50° de supinación para realizar la mayoría de las actividades de la vida cotidiana (89).
ACCIONES MUSCULARES
Hay 24 músculos que cruzan la articulación del codo. Algunos de ellos actúan exclusivamente sobre la articulación del codo, mientras que otros lo hacen a nivel de las articu-
laciones de la muñeca y los dedos (3). La mayoría de estos músculos son capaces de pr
oducir hasta tres movimientos en
10°-25°
Cúbito
Húmero
FIGURA 5-17
 En la posición extendida, el cúbito y el húmero for-
man el ángulo de carga debido a la asimetría de la tróclea. El ángulo
de carga se mide como el ángulo entre una línea que describe el eje
largo del cúbito y una línea que describe el eje largo del húmero. El
ángulo está en un rango de 10 a 25°.
Húmero
Húmero
Tendón del
bíceps braquial
Tendón
del tríceps
braquial
Tendón
del tríceps
braquial
Ligamentos colaterales
cubitales
Ligamento anular
Ligamento colateral radial
Cápsula articular
Cápsula articular
Cúbito
Olécranon
CARA MEDIAL
CARA LATERAL
Cordón oblicuo
Radio
Cúbito
Radio
Ligamento anular
FIGURA 5-18
 Los ligamentos del codo.

162. 150 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
A
BE
CF
D
MuscleI nsertionN erve Supply Flexion Extension Pronation Supination
Supinator Lateral epicondyle of humerus TO
upper lateral side of radius
Posterior interosseous
nerve; C5, C6
PM
Pronator teres Medial epicondyle of hume rus,
coronoid process on ulna TO midlateral
surface of radius
Median nerv e; C6, C7 Asst PM
Pronator quadratusD istal anterior surfa ce of ulnar TO
distal anterior surface of radius
Anterior interosseous
nerve; C8, T1
PM
Palmaris longus Medial epicondyle TO palmar
aponeurosis
Median nerv e; C6, C7
Asst
Flexor carp i radialis Medial epicondyle of humerus TO
base of second, third metacarpal
Median nerv e; C6, C7
Asst
Ulnar nerv e; C8, T1Flexor carp i ulnaris Medial epicondyle TO pisiform;
hamate base; base of fifth metecarpal
Asst
Extensor carp i
radialis longus
Lateral supracondylar ridge of
humerus TO base of second
metacarpal
Radial nerv e;
C6, C7
Asst
Extensor carp i
ulnaris
Lateral epicondyle of humerus TO
base of fifth metacarpal
Posterior interosseous
nerve; C6–C8
Asst
Extensor carp i
radialis brevis
Lateral epicondyle of humerus TO
base of third metacarpal
Radial nerv e;
C6, C7
Asst
Brachioradialis Lateral supracondylar ridge of
humeru s TO styloid process of radius
Radial nerv e;
C6, C7
PM
Brachialis Anterior surface of lower humerus
TO coronoid process on ulna
Musculocutaneous
nerve: C5, C6
PM
Biceps brachii Supraglenoid tubercle ; corocoid
process TO radial tuberosity
Musculocutaneous
nerve: C5, C6
PM PM
Anconeus Lateral epicondyle of humerus TO
olecranon process on ulna
Radial nerv e; C7, C8 Asst
Tendón
del bíceps
Pronador
redondo
Braquiorradial
Ext. radial largo
del carpo
Epicóndilo med.
del húmero
Bíceps braquial
Fl. profundo
de los dedos
Fl. cubital
del carpo
Tríceps braquial
Ext. radial
largo del carpo
SUPERFICIALES PROFUNDOS
Interóseos
Abd. corto del pulgar
Retináculo extensor
Abd. largo del pulgar
Ext. del dedo
meñique (cortado)
Ext. radial
corto del carpo
Ancóneo
Ancóneo
Abd. largo
del pulgar
Ext. largo
del pulgar
Ext. del
índice
Ext. corto
del pulgar
Supinador
Braquiorradial
Extensor de
los dedos
Ext. del dedo
meñique
Ext. cubital
del carpo
Pronador
cuadrado
Fl. largo
del pulgar
Fl. superficial
de los dedos
Supinador
Retináculo
flexor
Flexor largo
del pulgar
Fl. cubital
del carpo
Palmar
largo
Fl. radial
del carpo
FIGURA 5-19 Músculos del codo y el antebrazo. Se muestran la superficie anterior del brazo (A) y el
antebrazo (B) con los músculos anteriores (C). Se muestran la superficie posterior del brazo (D) y el ante-
brazo (E) con los correspondientes músculos posteriores (F).
Músculo Inserción Inervación Flexión Extensión Pronación Supinación
Ancóneo Epicóndilo lateral del húmero AL olé-
cranon del cúbito
Nervio radial; C7, C8 Ast
Bíceps braquial Tubérculo supraglenoideo; apófisis
coracoides A la tuberosidad radial
Nervio musculocutáneo:
C5, C6
MP MP
Braquial Superficie anterior del húmero inferior
A la apófisis coronoides del cúbito
Nervio musculocutáneo:
C5, C6
MP
Braquiorradial Cresta supracondilar lateral del húme-
ro A la apófisis estiloides del radio
Nervio radial; C6, C7MP
Extensor radial corto
del carpo
Epicóndilo lateral del húmero A la base
del tercer metacarpiano
Nervio radial; C6, C7Ast
Extensor radial largo
del carpo
Cresta supracondilar lateral del húme-
ro A la base del segundo metacarpiano
Nervio radial; C6, C7Ast
Extensor cubital del
carpo
Epicóndilo lateral del húmero A la base
del quinto metacarpiano
Nervio interóseo poste-
rior; C6-C8
Ast
Flexor radial del
carpo
Epicóndilo medial del húmero A la base
del segundo y tercer metacarpianos
Nervio mediano; C6, C7Ast
Flexor cubital del
carpo
Epicóndilo medial AL pisiforme; base
del hueso ganchoso; base del quinto
metacarpiano
Nervio cubital; C8, T1Ast
Palmar largo Epicóndilo medial A la aponeurosis
palmar
Nervio mediano; C6, C7Ast
Pronador cuadrado Superficie distal anterior del cúbito A la
superficie distal anterior del radio
Nervio interóseo ante-
rior; C8, T1
MP
Pronador redondo Epicóndilo medial del húmero, apófisis
coronoides del cúbito A la superficie
mediolateral del radio
Nervio mediano; C6, C7Ast MP
Supinador Epicóndilo lateral del húmero A la
superficie lateral superior del radio
Nervio interóseo poste-
rior; C5, C6
MP

163. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 151
el codo, la muñeca o las articulaciones falángicas. Sin em­
bargo, por lo regular hay un movimiento dominante, y es el
que se asocia al músculo o al grupo muscular. Existen cuatro
grupos musculares principales, los flexores anteriores, los
extensores posteriores, los extensores-supinadores laterales,
y los flexores-pronadores mediales (1). En la figura 5-19 se
muestran la localización, acción e inervación de los músculos
que actúan en la articulación del codo.
Los flexores del codo se vuelven más efectivos a medida
que la flexión del codo se incrementa, debido a que su ven-
taja mecánica aumenta con un incremento en la magnitud
del brazo de momento (3, 58). El músculo braquial tiene la

mayor área de corte transversal de los flexores, pero tiene
la ventaja mecánica más pobr
e. El bíceps braquial también
tiene un área grande de corte transversal con una mejor ven-
taja mecánica, y el braquiorradial tiene una sección de corte
transversal más pequeña, per
o con mejor ventaja mecánica
(Fig. 5-20). A 100 a 120° de flexión, la ventaja mecánica de
los flexores es máxima ya que los brazos de momento son
más largos (braquiorradial = 6 cm; braquial = 2.5 a 3.0 cm;
bíceps braquial = 3.5 a 4.0 cm) (58).
Cada uno de los tres principales flexores del codo está
limitado en cuanto a su contribución al movimiento de fle-
xión del codo dependiendo de la posición de la articulación o
la
ventaja mecánica. El braquial está activo en todas las posi-
ciones del antebrazo, pero está limitado por su pobre ventaja
mecánica. El braquial desempeña un papel más impor
tante
cuando el antebrazo está en posición pronada. El bíceps
braquial puede estar limitado por acciones en las articulacio
­-
nes del hombro y en la radiocubital. Debido a que la cabeza lar
ga del bíceps cruza la articulación del hombro, la flexión
de la articulación del hombro genera laxitud en la cabeza larga del bíceps braquial, y la extensión del hombro gene­-
ra más tensión. Debido a que el tendón del bíceps se inserta en el radio, la inser
ción puede moverse en pronación y supi-
nación. La influencia de la pronación sobre el tendón del bíceps braquial se ilustra en la
figura 5-21. Dado que el ten-
dón envuelve al radio en pronación, el bíceps braquial es más efectivo como flexor en supinación. Por último, el braquio-
rradial es un músculo con un volumen pequeño y fibras muy lar
gas; sin embargo, es un músculo muy eficiente debido a su
excelente ventaja mecánica. El braquiorradial flexiona el codo de forma más efectiva cuando el antebrazo está en pronación media, y es altamente reclutado durante los movimientos rápidos. Está bien posicionado para contribuir a la flexión del codo en la posición semiprona.
En el grupo de músculos extensores se encuentra el pode-
roso tríceps braquial, el músculo más fuerte del codo. El tríceps braquial tiene un gran potencial de fuerza y capacidad

de trabajo debido a su volumen (3). El tríceps braquial tiene
Bíceps braquial
Braquial
Braquirradial
FIGURA 5-20 Línea de acción de los tres músculos del ante-
brazo. El braquial (BRA) es un músculo grande, pero tiene el brazo de
momento más pequeño, ofreciéndole la menor ventaja mecánica. El
bíceps braquial (BIC) también tiene una sección transversal grande,
y un brazo de momento más largo, pero el braquiorradial (BRD), con
su sección transversal más pequeña, tiene el brazo de momento más
largo, ofreciéndole la mayor ventaja mecánica en esta posición.
FIGURA 5-21 Cuando se prona el antebrazo, la inserción del
bíceps braquial al radio se tuerce por debajo del hueso. Esta posición interfiere con la acción productora de flexión del bíceps braquial, que es más eficiente para producir flexión cuando el antebrazo está en supinación y el tendón no está torcido por debajo del radio.

164. 152 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
tres porciones: la cabeza larga, la cabeza medial y la cabeza
lateral. De estas tres, sólo la cabeza larga cruza la articulación
del hombro, haciéndola dependiente en parte de la posi
­-
ción del hombro para su efectividad. La cabeza larga es la menos activa del tríceps. Sin embar
go, puede estar bastante
más involucrada con la flexión del hombro a medida que su inserción en el hombro se estira.
La cabeza medial del tríceps braquial se considera el
caballo de batalla del movimiento de extensión, ya que está activa en todas las posiciones, en todas las velocidades, y en contra de resistencia máxima o mínima. La cabeza lateral del tríceps braquial, aunque es la más fuerte de las tres cabezas, está relativamente inactiva a menos que ocurra movimiento contra resistencia (73). La fuerza de salida del tríceps braquial no está influenciada por las posiciones de pronación o supi-
nación del antebrazo.
El gr
upo muscular flexor-pronador medial que se origina
del epicóndilo medial incluye al pronador redondo y a tres músculos de la muñeca (flexor radial del carpo, flexor cubital del carpo y palmar largo). El pronador redondo y los tres músculos de la muñeca asisten en la flexión del codo, y el pronador redondo y el pronador cuadrado, más distal, son principalmente responsables de la pronación del antebrazo. El pronador cuadrado es más activo sin importar la posición del antebrazo, ya sea que la actividad sea lenta o rápida o se trabaje o no contra una resistencia. El pronador redondo
se vuelve más activo cuando la acción de pronación es rápida o se r
ealiza en contra de una carga pesada. El pronador
redondo es más activo a 60° de flexión del antebrazo (74).
El último grupo muscular en el codo es el de los exten-
sores-supinadores que se originan en el epicóndilo lateral, el cual incluye al supinador y a tr
es músculos de la muñeca
(extensor cubital del carpo, extensor radial largo del carpo y extensor radial corto del carpo). Los músculos de la muñeca pueden asistir con la flexión del codo. La supinación es pro
­
ducida por el músculo supinador y por el bíceps braquial
bajo circunstancias especiales. El supinador es el único
músculo que contribuye a una acción de supinación lenta y sin r
esistencia en todas las posiciones del antebrazo. El
bíceps braquial puede supinar durante movimientos rápi-
dos o contra resistencia cuando el codo está flexionado. La acción de flexión del bíceps braquial es neutralizada por acciones del
tríceps braquial, permitiendo contribución a
la acción de supinación. A 90° de flexión, el bíceps braquial se vuelve un supinador muy efectivo.
Muchos de los músculos que actúan en la ar
ticulación del
codo crean múltiples movimientos, y hay varios músculos de doble articulación que también generan movimientos en dos articulaciones. Cuando se desea un movimiento aislado, se requieren acciones sinérgicas para neutralizar la acción no deseada. Por ejemplo, el bíceps braquial flexiona el codo y supina la articulación radiocubital. Para proporcionar un movimiento de supinación sin flexión, debe haber una acción sinérgica de un extensor del codo. De igual forma, si la fle-
xión es el movimiento deseado, se debe reclutar un sinergista para supinación. Otr
o ejemplo es la acción del bíceps bra-
quial en la articulación del hombro, donde genera flexión del mismo. Para eliminar un movimiento del hombr
o durante
la flexión del codo, debe haber acción de los extensores del
hombro. Un último ejemplo es la acción del tríceps braquial
a nivel del hombro, donde crea extensión del mismo. Si se
requiere una fuerte extensión en el codo para acciones de
empuje
y lanzamiento, se deben involucrar los flexores
del hombro para eliminar el movimiento de extensión del
mismo. Si una articulación adyacente debe permanecer está-
tica, tienen que ocurrir cambios apropiados en la actividad
muscular
, y en general son proporcionales a la velocidad del
movimiento (26).
FUERZA DE LOS MÚSCULOS DEL ANTEBRAZO
El grupo muscular flexor es casi dos veces tan fuerte como
los extensores en todas las posiciones, lo que nos hace mejo-
res para jalar que para empujar. Las fuerzas creadas por una
máxima flexión isométrica en una posición extendida son de

aproximadamente dos veces el peso corporal.
La posición semiprona del codo es la posición en la que se
puede desarrollar una fuerza de flexión máxima, seguida de la
posición supina, y por último la posición prona (62). La posi-
ción supina genera cerca de 20 a 25% más fuerza que la posición
en pr
onación. La posición semiprona es más comúnmente uti-
lizada en las actividades de la vida diaria. En la rutina de acon-
dicionamiento se deben incluir ejercicios en flexión semiprona
para sacar ventaja de la fuer
te posición del antebrazo.
La fuerza de extensión es mayor desde una posición de 90°
de flexión (89). Ésta es una posición común del antebrazo en
las actividades de la vida diaria y para posiciones de poder en las
habilidades deportivas de la extremidad superior. Por último, la
fuerza de pronación y supinación es mayor en la posición semi-
prona, con el torque disminuyendo de manera considerable en
una posición completamente pr
onada o supinada.
ACONDICIONAMIENTO
La efectividad de los ejercicios utilizados para fortalecer o
estirar depende de las varias posiciones del brazo y el ante-
brazo. En el estiramiento de los músculos, las únicas posi-
ciones que colocan alguna forma de estiramiento sobre los
flexor
es y extensores deben incorporar cierto grado de hiper
­
extensión y flexión en las articulaciones del hombro. Estirar
estos músculos mientras el brazo está en posición neutral es casi imposible debido a las restricciones óseas al rango de movimiento.
La posición del antebrazo es importante en las actividades
de fortalecimiento del antebrazo. La posición del antebrazo en la que los flexores y extensores son más fuertes es la posición semiprona. De modo específico para los flexores, el bíceps braquial puede involucrarse más o menos en el ejerci-
cio supinando o pronando, respectivamente. Hay numerosos ejer
cicios disponibles tanto para extensores como para flexo-
res; en la figura 5-22 se muestran ejemplos de ambos.
Los pr
onadores y supinadores ofrecen un mayor reto en
cuanto a la prescripción de ejercicios de fuerza o resistencia (Fig.  5-22). El estirar estos grupos musculares no repre-
senta problema alguno debido a que una posición máxima de supinación puede adecuadamente estirar la musculatura pr
onadora y viceversa. Además, se pueden implementar
ejercicios de baja resistencia aplicando fuerza en una acción de giro (p. ej., a la perilla de una puerta o algún otro objeto

165. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 153
Grupo muscular Ejemplo de ejercicio de estiramiento Ejemplo de ejercicio de fortalecimiento
Flexores Curl de bíceps con mancuerna
Extensores
Curl de bíceps con máquina
Pronadores/
supinadores
Jalón con polea para triceps
Extensiones de tríceps
Pronación del antebrazo
Otros ejercicios
Dominada
Remo de pie
Lado a lado
Mancuernas
Cubeta de arroz
Agarrones
Supinación del antebrazo
Lagartija
Press de tríceps
FIGURA 5-22 Ejemplos de ejercicios de estiramiento y fortalecimiento para músculos flexores, extenso-
res, pronadores y supinadores.

166. 154 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
fijo). Sin embargo, los ejercicios de alta resistencia requieren
el uso de la creatividad, ya que no existen sets estandarizados
para estos músculos.
POTENCIAL DE LESIÓN DEL ANTEBRAZO
Hay dos categorías de lesión en la articulación del codo: las
lesiones traumáticas o por gran fuerza y las lesiones repetiti­-
vas o por sobreuso. La articulación del codo está sujeta a lesiones traumáticas causadas por la absor
ción de una gran
fuerza, como al caer, pero la mayoría de las lesiones en la articulación del codo resulta de actividades repetitivas, como acciones de lanzamiento o similares. Las lesiones traumáticas o de alto impacto se presentan primero, seguidas de las lesio-
nes por sobreuso, que son más comunes.
Una de las lesiones que se pr
esenta como consecuencia
de absorber una gran fuerza es una dislocación. Estas lesio
­
nes usualmente se presentan por deportes como la gimnasia,
el futbol americano y la lucha. El atleta cae sobre el brazo extendido, causando una dislocación posterior (35). Con la dislocación, puede presentarse una fractura en el epicóndilo medial o en la apófisis coronoides. El codo es la segunda articu
­lación que con más frecuencia se disloca en el cuerpo
(46). Otras áreas que pueden fracturarse con una caída inclu-
yen el olécranon, la cabeza del radio, y el cuerpo del radio, el cúbito o ambos. Adicionalmente, también pueden pr
esen-
tarse fracturas espirales del húmero a través de una caída.
Los golpes dir
ectos a cualquier músculo pueden dar
origen a una condición conocida como miositis osificante. En esta lesión, el cuerpo deposita hueso ectópico en el músculo en respuesta a contusión intensa y estrés repetido sobre el tejido muscular. Aunque es más común en el cuá-
driceps femoral en el muslo; el músculo braquiorradial en el antebrazo es la segunda zona más común en el cuerpo para

desarrollar esta condición (35).
Una gran fuerza muscular puede crear una ruptura de la
cabeza larga del bíceps braquial, comúnmente observada en adultos. Los movimientos articulares que facilitan esta lesión son la hiperextensión del brazo, la extensión del antebrazo y la pronación del antebrazo. Si estos tres movimientos se dan de forma concomitante, la deformación del bíceps bra-
quial puede ser significativa. Por último, caer sobre el codo puede ir
ritar la bursa del olécranon, causando bursitis del
olécranon. Esta lesión parece muy incapacitante debido a la inflamación, pero de hecho es mínimamente dolorosa (12).
Las lesiones repetitivas o por sobreuso que se presen-
tan en el codo pueden estar asociadas con lanzar o algún movimiento
sobre la cabeza, como en el saque de tenis. El
lanzamiento coloca demandas muy altas sobre la cara medial de la articulación del codo. A través de las acciones a alta velocidad del lanzamiento, se crean altas fuerzas tensiles en la cara medial de la articulación del codo, se desarrollan fuerzas compresivas en la cara lateral de la articulación, y se desarrollan fuerzas de cizallamiento en la cara posterior de la articulación. Sobre la cara medial del codo se aplica una fuerza máxima de valgo durante la parte tardía de la fase de preparación y durante la porción inicial de la fase de acele-
ración. La articulación del codo se lesiona debido al cambio del var
o hacia un ángulo en valgo, fuerzas más grandes,
menores áreas de contacto, y área de contacto que se mue-
ven más hacia la periferia a medida que la articulación se
mueve durante la acción de lanzamiento (17).
La fuerza de valgo es r
esponsable por crear el síndrome
de tensión medial, o codo de lanzador (35, 89). Esta fuerza
excesiva en valgo es responsable de distensión o ruptura de
los ligamentos colaterales cubitales, epicondilitis medial,
tendinitis del antebrazo o los flexores de la muñeca, frac-
turas por avulsión del epicóndilo medial, y osteocondritis
disecante
en el capitulum o el olécranon (35, 89). El bíceps
y los pronadores también son susceptibles a lesionarse debido
a que controlan las fuerzas en valgo y desaceleran el codo en
extensión (45).
La epicondilitis medial es una irritación del sitio de inser
­
ción de los músculos flexores de la muñeca unidos al epicón-
dilo medial. Sufren estrés con la fuerza en valgo que acompaña a las acciones de la muñeca. Esta lesión se obser
va en el brazo
durante el swing hacia abajo en el golf, en el brazo que lanza, y como resultado de picar la pelota en el volibol. La osteocon-
dritis disecante, una lesión en el hueso y el cartílago articular, comúnmente se pr
esenta en el capitulum como resultado
de compresión durante la posición en valgo que fuerza a la cabeza radial hacia el capitulum. Durante la sobrecarga en valgo, ligada a la extensión del antebrazo, el olécranon puede acuñarse contra la fosa, creando un sitio adicional de osteocon-
dritis disecante y disrupción del tejido óseo. Adicionalmente, el olécranon está sujeto a altas fuerzas tensiles y puede desa-
rrollar apofisitis por tracción
, o crecimiento óseo, similar al
observado en el ligamento rotuliano del grupo del cuádriceps femoral (35).
Las lesiones laterales por sobreuso en el codo por lo regu-
lar ocurren como consecuencia del sobreuso de los extenso-
res de la muñeca en su sitio de unión en el epicóndilo lateral. El
sobreuso de los extensores de la muñeca se presenta a
medida que desaceleran o resisten excéntricamente cualquier movimiento de flexión de la muñeca. La epicondilitis lateral, o codo de tenista, está asociada con sobrecarga de fuerza resultando de una mala técnica de golpeo o usar una raque
­-
ta pesada. Si se ejecuta un revés desde el codo, o si el depor-
tista golpea la bola consistentemente fuera de centro, los extensor
es de la muñeca y el epicóndilo lateral se irritarán
(44). Además, una raqueta con mango grande o con cuer-
das muy tensas puede incrementar la carga que generan los extensor
es sobre el epicóndilo. La epicondilitis lateral es
común en individuos que laboran en trabajos como la cons-
trucción, procesado de alimentos y la silvicultura, en las que la pr
onación y supinación del antebrazo acompañan a accio-
nes de agarre forzadas. La epicondilitis lateral es siete a diez veces más común que la epicondilitis medial (86).
La muñeca y los dedos
La mano se utiliza principalmente para actividades de mani-
pulación que requieren movimientos muy finos que incor-
poran una amplia variedad de posiciones de la mano y los dedos. Por consecuencia, existe mucha interacción entr
e las
posiciones de la articulación de la muñeca y la eficiencia de
las acciones de los dedos. La región de la mano tiene segmen-
tos muy estables y sin embargo con mucha movilidad, con acciones muscular
es y articulares complejas.

167. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 155
Articulación radiocarpiana
La muñeca consiste en 10 pequeños huesos carpianos, pero
puede ser dividida funcionalmente en articulaciones radio ­
carpianas y carpianas medias
. La articulación radiocarpiana
es la articulación donde ocurre el movimiento de toda la
mano. La articulación radiocarpiana involucra el extremo dis-
tal ancho del radio y dos carpianos, el escafoides y el semilunar.
T
ambién hay mínimo contacto y participación del piramidal.
Esta articulación elipsoidal permite el movimiento en dos pla-
nos: flexión-extensión y flexión radial-cubital. Cabe destacar
que la extensión de la muñeca y las flexiones radial y cubital

ocurren principalmente en la articulación radiocarpiana, pero
una buena porción de la flexión de la muñeca se desarrolla en
las articulaciones carpianas medias.
Articulación radiocubital distal
Adyacente a la articulación radiocarpiana, pero sin partici-
pación en ninguno de los movimientos de la muñeca, se
encuentra la ar
ticulación radiocubital distal. El cúbito no hace
contacto real con los huesos del carpo, y está separado por un
disco fibrocartilaginoso. Esta configuración es importante de
modo que el cúbito pueda deslizarse sobre el disco en prona-
ción y supinación mientras que no influencia los movimientos
de la muñeca o del carpo.
Articulaciones carpianas medias e intercarpianas
Para comprender la función articular de la muñeca, es necesario
examinar la estructura y función en las articulaciones entre los
huesos del carpo. Hay dos filas de huesos del carpo, la fila proxi-
mal, que contiene los tres huesos carpianos que participan en
la función ar
ticular de la muñeca (semilunar, escafoides y pira-
midal), y el hueso pisiforme, el cual se sitúa en el lado medial
de la mano, actuando como sitio de unión muscular
. En la fila
distal, también hay cuatro huesos carpianos: el trapecio, que
interactúa con el pulgar en una articulación en silla de montar,
el trapezoide, el hueso grande y el hueso ganchoso.
La articulación entre las dos filas de huesos del carpo se
denomina articulación carpiana media, y la articulación entre
un par de huesos del carpo se denomina articulación inter ­
Radio Cúbito
Escafoides
Trapecio
Articulación
IFP
Articulación
MCF
Articulación
IFD
Semilunar
Piramidal
Hueso
ganchoso
Hueso
grande
Trapezoide
Cúbit
o
Lig. colateral cubital
Lig. colateral cubital
Lig. intercarpiano
dorsal
Lig. radiocarpiano
dorsal
Lig. colateral
radial
CARA PALMAR CARA DORSAL
Placa palmar
Lig. metacarpiano transv.
Lig. intercarpiano palmar
Cabeza del hueso grande
Escafoides
Lig. radiocarpiano palmar
Pisiforme
CúbitoTrapecio
Trapecio
Radio
Radio
CARACTERÍSTICAS ANATÓMICAS Y FUNCIONALES DE LAS ARTICULACIONES DE LA MUÑECA Y LA MANO
Comenzando con las articulaciones más proximales de la mano,
y trabajando en forma distal hacia las puntas de los dedos,
ofrece la mejor perspectiva de la interacción entre los segmen-
tos y articulaciones de la mano. En la figura 5-23 se ilustran
todas las ar
ticulaciones de la mano. Los ligamentos y acciones
musculares de la muñeca y la mano se ilustran en las figu
­-
ras 5-24 y 5-25, respectivamente (véase también la Fig. 5-19).
FIGURA 5-24
 Ligamentos de la muñeca y la mano.
FIGURA 5-23 La muñeca y la mano pueden realizar tanto movi-
mientos de precisión como de poder debido a las numerosas arti-
culaciones controladas por un gran número de músculos. La mayoría
de los músculos se origina en el antebrazo y entran a la mano como
tendones. IFD, interfalángica distal; MCF, metacarpofalángica; IFP,
interfalángica proximal.

168. 156 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
carpiana. Todas éstas son articulaciones deslizantes, en las
que se producen movimientos de traslación de forma con-
comitante con los movimientos de la muñeca. Sin embargo,
la fila pr
oximal de huesos del carpo es más móvil que la fila
distal (82). Hay un arco cóncavo transverso que corre a lo
largo de los carpianos, formando el arco carpiano que forma
el piso y las paredes del túnel del carpo, a través del cual pasan
los tendones de los flexores y el nervio mediano.
El hueso escafoides puede ser uno de los huesos carpia
­
nos más importantes debido a que soporta el peso del brazo,
transmite fuerzas recibidas desde la mano a los huesos del antebrazo, y es un participante clave en las acciones articulares de la muñeca. El escafoides soporta el peso del brazo y trans-
mite fuerzas cuando la mano está fija y el peso del antebrazo se aplica sobr
e la mano. Dado que el escafoides se interconec
­-
ta con la fila distal de los huesos carpianos, algunas veces se mueve con la fila pr
oximal y otras veces con la fila distal.
Cuando la mano se flexiona en la articulación de la
muñeca, el movimiento comienza en la articulación carpiana media. Esta articulación es responsable de 60% del rango total del movimiento de flexión (86), y 40% de la flexión de la muñeca es atribuible al movimiento del escafoides y el semilunar sobre el radio. El rango total de movimiento de flexión de la muñeca es de 70 a 90°, aunque se ha reportado que sólo se requieren entre 10 y 15° de flexión en la mayoría de las actividades de la vida cotidiana (89). El rango de fle-
xión de la muñeca se reduce si la flexión se lleva a cabo con los
dedos en flexión, debido a la resistencia ofrecida por los
músculos extensores de los dedos.
La extensión de la muñeca también inicia en la articulación
carpiana media, donde el hueso grande se mueve rápida-
mente y queda en posición cerrada con el escafoides. Esta acción lleva al escafoides a movimientos de la segunda fila de

huesos carpianos. Esto revierte el papel de las articulaciones carpianas medias y radiocarpianas hacia un movimiento de extensión, con más de 60% del movimiento producido en
la articulación radiocarpiana y más de 30% en la articulación carpiana media (73). Este cambio se atribuye al hecho de que el hueso escafoides se mueve con la fila proximal de huesos carpianos en el movimiento de flexión, y con la fila distal en el movimiento de extensión. El rango de movimiento de extensión es aproximadamente 70 a 80°, con aproximada-
mente 35° de extensión requerida para las actividades de la vida diaria (82). El rango de movimiento con la extensión de

la muñeca se reduce si la extensión se realiza con los dedos extendidos.
La mano también se puede mover en forma lateral en
flexión o desviación radial y cubital. Estos movimientos son creados a medida que la fila proximal de huesos del carpo se desliza sobre la fila distal. En el movimiento de flexión radial, la fila proximal se mueve hacia el cúbito y la fila distal se mueve hacia el radio. Ocurre lo opuesto en la flexión cubital. El rango de movimiento de la flexión radial es de aproximada-
mente 15 a 20°, y para la flexión cubital es de 30 a 40° (89).
La posición cer
rada para la muñeca, en la que se ofrece
un soporte máximo, es una posición de hiperextensión. La posición cerrada para las articulaciones carpianas medias es en flexión radial. Ambas posiciones deben considerarse al seleccionar aquellas que maximicen la estabilidad de la mano. Por ejemplo, en los deportes con raqueta, la muñeca es más estable en una posición ligeramente hiperextendida. Además, cuando uno cae sobre la mano con el brazo estirado y la muñeca en hiperextensión, la muñeca, en específico el hueso escafoides del carpo, es especialmente susceptible a la lesión debido a que se encuentra en la posición cerrada.
Articulaciones carpometacarpianas
Siguiendo en forma distal, la siguiente articulación es la car-
pometacarpiana (CMC), que conecta a los huesos del carpo con
cada uno de los cinco dedos a través de los metacarpia-
nos. Cada metacarpiano y falange también se denominan ar
co. Se numeran desde el pulgar hasta el dedo meñique,
siendo el pulgar el primer arco y el dedo meñique el quinto. La articulación CMC es la que proporciona la mayor parte del movimiento para el pulgar y la menor parte del movi-
miento de los dedos.
Para los cuatr
o dedos, la articulación CMC ofrece muy
poco movimiento, siendo una articulación deslizante que se mueve en forma direccional con los huesos del carpo. El movimiento está muy restringido en la segunda y tercera articulaciones CMC, pero se incrementa para permitir tanto como 10 a 30° de flexión y extensión en las articulaciones CMC de los dedos anular y meñique (89). También hay un arco cóncavo transverso a través de los metacarpianos de los dedos similar al de los huesos del carpo. Este arco facilita el potencial de agarre de la mano.
La articulación CMC del primer rayo, o pulgar, es una
articulación en silla de montar que consiste en la articulación entre el trapecio y el primer metacarpiano. Le proporciona al pulgar la mayor parte de su rango de movimiento, permitiendo de 50 a 80° de flexión y extensión, de 40 a 80° de abducción y aducción, y de 10 a 15° de rotación (74). El pulgar yace a un
ángulo de 60 a 80° con respecto al arco de la mano, y tiene
un amplio rango de movimientos funcionales (34).
El pulgar puede tocar cada uno de los dedos en el movi-
miento de oposición, y es muy importante en todas las tareas
Abd. del dedo
meñique
Fl. del dedo meñique
Tendones del Fl.
superficial de los dedos
Oponente del dedo
meñique
Palmar corto
Retináculo flexor
Ad. del pulgar
Tendones del Fl.
profundo de los dedos
Tendón del
palmar largo
Lumbricales
Tendón del Fl.
largo del pulgar
Músculos tenares:
Oponente del pulgar
Abd. corto del pulgar
Fl. corto del pulgar
FIGURA 5-25
 Músculos de la muñeca y la mano. Junto con la inser-
ción y la inervación, los músculos r
esponsables de los movimientos
principales (MP) y los músculos que asisten (Ast) se incluyen en el cua-
dro de la página 161.

169. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 157
que involucran prensión. La oposición puede ocurrir a través
de un rango de movimiento de aproximadamente 90°. Sin
el pulgar, específicamente los movimientos permitidos por la
articulación CMC, la función de la mano estaría muy limitada.
Articulaciones metacarpofalángicas
Los metacarpianos se conectan con las falanges para formar las
articulaciones metacarpofalángicas (MCF). Nuevamente, la
función de las articulaciones MCF de los cuatro dedos difiere
de la del dedo pulgar. Las articulaciones MCF de los cuatro
dedos son articulaciones condiloides que permiten movi-
miento en dos planos: flexión-extensión y abducción-aduc-
ción. La articulación está bien reforzada del lado dorsal por el
capuchón dorsal de los dedos, del lado palmar por las placas

palmares que abarcan la articulación, y a los lados por los liga-
mentos colaterales o ligamentos transversos profundos.
Los dedos pueden flexionarse a través de 70 a 90°, te
­
niendo el dedo meñique la mayor flexión y el índice la menor
(73). La flexión, que determina la fuerza del agarre, puede ser más efectiva y produce más fuerza cuando la articulación de la muñeca se mantiene en 20 a 30° de hiperextensión, una posi-
ción que incrementa la longitud de los flexores de los dedos.
La extensión de los dedos en las ar
ticulaciones MCF
puede realizarse a través de cerca de 25° de movimiento. La extensión puede estar limitada por la posición de la muñeca. Esto es, la extensión de los dedos está limitada con la muñeca hiperextendida y mejora con la muñeca flexionada.
Los dedos se separan con la abducción y se juntan con
la aducción en la articulación MCF. Se permiten aproxima-
damente 20° de abducción y aducción (82). La abducción está extr
emadamente limitada si los dedos están flexionados,
ya que los ligamentos colaterales se tensan mucho y restrin-
gen el movimiento. Por tanto, los dedos pueden abducirse cuando están extendidos y no pueden ser abducidos o aduci-
dos cuando están flexionados alrededor de un objeto.
La articulación MCF del pulgar es una articulación en bisa-
gra, permitiendo movimiento sólo en un plano. La articulación está r
eforzada con ligamentos colaterales y placas palmares,
pero no está conectada con los otros dedos mediante ligamen-
tos transversos profundos. En esta articulación puede haber apr
oximadamente 30 a 90° de flexión y 15° de extensión (82).
Articulaciones interfalángicas
Las articulaciones más distales en la extremidad superior
son las articulaciones interfalángicas (IF). Cada dedo tiene dos ar
ticulaciones IF, la articulación interfalángica proxi ­
mal (IFP)
y la distal (IFD). El pulgar tiene sólo una articu-
lación IF y por consecuencia tiene sólo dos secciones o falan-
ges, la proximal y la distal. Los dedos, sin embargo, tienen
tr
es falanges, la proximal, media y la distal. Las articulaciones
IF son articulaciones en bisagra, que permiten movimiento
sólo en un plano (flexión y extensión), y están reforzadas en
las caras laterales de las articulaciones por ligamentos colate-
rales que restringen los movimientos que no son de flexión y
extensión. El rango de movimiento en la flexión de los dedos

es de 110° en la articulación IFP, y de 90° en la articulación
IFD y en la IF del pulgar (82, 89).
Al igual que con la articulación MCF, la fuerza de flexión
en estas articulaciones determina la fuerza del agarre. Puede
aumentarse con la muñeca en 20° de hiperextensión, y se
reduce si la muñeca se flexiona. Se pueden obtener varias posi-
ciones de los dedos a través de acciones antagonistas y sinérgi-
cas de los demás músculos, de modo que todos los dedos pue-
den flexionarse y extenderse al mismo tiempo. También puede
haber extensión de la ar
ticulación MCF con flexión de la IF
y viceversa. Por lo regular no se permite hiperextensión en las
articulaciones IF a menos que el individuo tenga ligamentos
largos que permitan la extensión debido a laxitud articular.
MOVIMIENTOS COMBINADOS
DE LA MUÑECA Y LA MANO
La posición de la muñeca influencia la posición de las ar-
ticulaciones metacarpianas, y las articulaciones metacarpianas
influencian la posición de las ar
ticulaciones IF. Esto requiere
un balance entre los grupos musculares. Los movimientos de
la muñeca casi siempre son reversos respecto a los de los dedos
debido a que los tendones de los músculos extrínsecos no son
lo suficientemente largos para permitir el rango de movimiento
completo en la muñeca y los dedos al mismo tiempo (76, 77).
Por tanto, la flexión completa de los dedos generalmente sólo
es posible si la muñeca está en ligera extensión, y la extensión
de los dedos se facilita con la acción sinérgica de los exten
­-
sores de la muñeca.
ACCIONES MUSCULARES
La mayoría de los músculos que actúan a nivel de la muñeca y las articulaciones de los dedos se originan fuera de la mano en la región de la articulación del codo, y se denominan músculos extrínsecos (véase Fig.  5-25). Estos músculos entran a la mano como tendones, y pueden ser bastante lar-
gos, como en el caso de algunos tendones de los dedos que eventualmente ter
minan en la punta distal de un dedo. Los
tendones se mantienen en su sitio en el área dorsal y palmar de la muñeca por retináculos extensores y flexores. Éstos son bandas de tejido fibroso que corren en forma transversa a través del antebrazo distal y la muñeca, y mantienen a
los tendones cerca de la articulación. Durante los movi
­
mientos de la muñeca y los dedos, los tendones se mueven a
través de distancias considerables, pero aún así se mantienen en su sitio por los retináculos. Hay 39 músculos que trabajan sobre la muñeca y la mano, y ninguno trabaja por sí solo; los agonistas y antagonistas trabajan en pares. Aun el movimiento más pequeño y simple requiere acción antagonista y agonista (76). Los músculos extrínsecos proporcionan una fuer
­za y
destreza considerables a los dedos sin añadir masa muscu­-
lar a la mano.
Además
de los músculos que se originan en el antebrazo, los
músculos intrínsecos que se originan dentro de la mano crean movimiento en las articulaciones MCF e IF. Los cuatro múscu-
los intrínsecos del pulgar forman la región carnosa en la palma conocida como
eminencia tenar. Tres músculos intrínsecos del
dedo meñique forman la eminencia hipotenar más pequeña, el
borde carnoso de la palma del lado del dedo meñique.
Los flexores de la muñeca (flexor cubital del carpo, flexor
radial del carpo y palmar largo) son todos músculos fusifor-
mes que se originan en la cercanía del epicóndilo medial en el húmer
o. Estos músculos corren hasta medio camino a lo
largo del antebrazo antes de convertirse en tendones. El flexor

170. 158 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
radial del carpo y el flexor cubital del carpo contribuyen a la
mayor parte de la flexión de la muñeca. El palmar largo es
variable, y puede ser tan pequeño como un tendón o incluso
estar ausente en cerca de 13% de la población (73). El flexor
más fuerte del grupo, el flexor cubital del carpo, obtiene algo
de su poder al rodear al hueso del pisiforme y utilizarlo como
hueso sesamoideo para incrementar la ventaja mecánica y redu-
cir la tensión general en los tendones. Dado que la mayoría
de
las actividades requiere el uso de una pequeña cantidad de
flexión en la muñeca, siempre se debe poner atención al con-
dicionamiento de este grupo muscular.
Los
extensores de la muñeca (extensor cubital del carpo,
extensor radial largo del carpo y extensor radial corto del
carpo) se originan en la cercanía del epicóndilo lateral. Estos
músculos se vuelven tendones cerca de la tercera parte del
camino a lo largo del antebrazo. Los extensores de la muñeca
también actúan y crean movimientos en la articulación del
codo. Por tanto, la posición del codo es importante para la
función extensora de la muñeca. El extensor radial largo del
carpo y el extensor radial corto del carpo crean flexión a nivel
de la articulación del codo y por tanto pueden reforzarse
como extensores de la muñeca con la extensión del codo.
El extensor cubital del carpo crea extensión en el codo y se
refuerza como extensor de la muñeca con la flexión del codo.
Además, la extensión de la muñeca es una acción importante
que acompaña y apoya a la acción de agarre utilizando la
flexión de los dedos. Por tanto, los músculos extensores de
la muñeca están activos con esta actividad.
Los flexor
es y extensores de la muñeca se emparejan para
producir flexión cubital y radial. La flexión cubital es produ-
cida por los músculos cubitales de la muñeca, que consisten
en el flexor cubital del carpo y el extensor cubital del carpo.

De igual forma, la flexión radial es producida por el flexor
radial del carpo, el extensor radial largo del carpo y el exten-
sor radial corto del carpo. El movimiento articular de flexión
radial, aunque sólo tiene la mitad del rango de movimiento

que la flexión cubital, es importante en muchos deportes con
raqueta debido a que crea la posición cerrada de la muñeca,
estabilizando por tanto a la mano (82).
La flexión de los dedos se realiza principalmente por la
acción del flexor profundo de los dedos y el flexor superficial
de los dedos. Estos músculos extrínsecos se originan cerca del
epicóndilo medial. El flexor profundo de los dedos no pue-
de flexionar cada dedo de manera independiente. Por tanto,
las flexiones de los dedos medio, anular y meñique usual-
mente se dan juntas, ya que los tendones del flexor se origi-
nan todos de un tendón y músculo comunes. Debido a que
el
tendón y el músculo flexor profundo de los dedos están
separados del dedo índice, este dedo puede flexionarse de
forma independiente.
El flexor superficial de los dedos es capaz de flexionar cada
dedo de forma independiente. Los dedos pueden flexionarse
de forma independiente en la articulación IFP, pero no en
la IFD. La flexión del dedo meñique también es asistida por
uno de los músculos intrínsecos, el flexor corto del dedo
meñique. La flexión de los dedos en la articulación MCF es
producida por los lumbricales y los interóseos, dos grupos de
músculos intrínsecos que yacen en la palma y entre los meta-
carpianos. Estos músculos también producen extensión en las
ar
ticulaciones IF debido a que se unen al capuchón extensor
fibroso que corre a lo largo de cada superficie dorsal de los
dedos. Por consecuencia, para lograr una flexión completa de
las articulaciones MCF, IFP e IFD, los flexores largos de los
dedos deben contrarrestar el componente de extensión de
los lumbricales e interóseos. Esto es más sencillo si se quita
tensión de los extensores con algo de extensión de la muñeca.
La extensión de los dedos se crea principalmente por el
músculo extensor de los dedos. Este músculo se origina en
el epicóndilo lateral y entra a la mano como cuatro tendones
que se ramifican en la articulación MCF. Los tendones crean
un haz principal que se inserta en el capuchón extensor y dos
haces colaterales que se conectan con los dedos adyacentes.
El capuchón extensor, formado por el tendón del extensor de
los dedos y tejido conjuntivo fibroso, envuelve a la superficie
dorsal de las falanges y corre a lo largo de la longitud total
del dedo hasta la falange distal. En la figura 5-26 se muestran
las estructuras del dedo.
Dado que los lumbricales y los interóseos se conectan con
este capuchón, también ayudan con la extensión de las arti-
culaciones IFP e IFD. Sus acciones se ven facilitadas a medida
que
el extensor de los dedos se contrae, aplicando tensión
sobre el capuchón extensor y estirando estos músculos (82).
La abducción de los dedos dos, tres y cuatro la llevan a
cabo los interóseos dorsales. Los interóseos dorsales consisten
en cuatro músculos intrínsecos que yacen entre los metacar-
pianos. Se conectan con las caras laterales de los dedos dos y
cuatr
o y a ambos lados del tercer dedo. El dedo meñique, el
quinto dedo, es abducido por uno de sus músculos intrínse-
cos, el abductor corto del dedo meñique.
Los tr
es interóseos palmares, que yacen en la cara medial
de los dedos dos, cuatro y cinco, jalan a los dedos de nuevo
hacia aducción. El dedo medio es aducido por los interóseos
dorsales, los cuales están conectados a ambos lados del dedo
medio. Los movimientos de abducción y aducción son ne
­-
cesarios para agarrar, cachar y sostener objetos. Cuando los
M. interóseo
Expansión dorsal
(capuchón)
Tendón del flexor
superficial
de los dedos
Tendón del flexor
profundo de los dedos
Ligamentos
colaterales
VISTA
DORSAL
VISTA
LATERAL
Falange distal
Expansión
extensora
Falange media
M. lumbrical
Metacarpiano
Tendón del ext.
de los dedos
FIGURA 5-26
 No hay vientres musculares en los dedos. En la
superficie dorsal de los dedos están la expansión extensora y el capu-
chón extensor, a los cuales se unen los extensores de los dedos. Los
tendones de los flexores de los dedos viajan a través de la superficie
ventral de los dedos. Los dedos se flexionan y extienden a medida
que se genera tensión en los tendones mediante actividad muscular
en la parte superior del antebrazo.

171. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 159
dedos están flexionados, la abducción está intensamente
limitada por la tensión del ligamento colateral y la relación
longitud-tensión limitada en los interóseos, que también son
flexores de la articulación metacarpofalángica.
El pulgar tiene ocho músculos que controlan y generan
una gran cantidad de movimientos. Los músculos del pulgar
se muestran en la figura 5-25. La oposición es el movimiento
más importante del pulgar, dado que proporciona la opor-
tunidad de pinzar, sujetar o sostener un objeto llevando el
pulgar hacia el otr
o lado para encontrarse con cualquiera
de los otros dedos. Aunque todos los músculos hipotenares
contribuyen a la oposición, el principal músculo responsable
de iniciar el movimiento es el oponente del pulgar. El dedo
meñique también es asistido en el movimiento de oposición
por el oponente del dedo meñique.
FUERZA DE LA MANO Y LOS DEDOS
La fuerza de la mano es por lo regular asociada con la fuerza
de agarre, y existen muchas formas de sujetar un objeto.
Mientras que un agarre firme que requiere una fuerza máxima
utiliza a los músculos extrínsecos, los movimientos finos,
como la pinza, utilizan más los músculos intrínsecos para afi-
nar los movimientos.
En un agar
re, los dedos se flexionan alrededor de un
objeto. Si se requiere un agarre de poder, los dedos se flexio -
nan más, siendo el agarre más poderoso la posición en puño
con flexión en las tr
es articulaciones de los dedos, la MCF,
la IFP e IFD. Si se requiere un agarre de precisión, puede
haber flexión limitada en las articulaciones IFP e IFD, y sólo
involucrar a uno o dos dedos, como en la pinza o al escribir
(89). En la figura 5-27 se muestran ejemplos tanto de agarres
de precisión como de poder. El pulgar determina si se genera
una posición de precisión fina o una posición de poder. Si el
pulgar permanece en el plano de la mano en una posición
aducida y los dedos se flexionan en torno a un objeto, se
crea una posición de poder. Un ejemplo de esto es el agarre
utilizado en el lanzamiento de jabalina y en el swing de golf.
Esta posición de poder aún permite algo de precisión, la cual
es importante para dirigir el palo de golf o la jabalina.
El poder del agarre puede reforzarse produciendo un
puño con el pulgar envuelto sobre los dedos completamente
flexionados. Con este agarre, la precisión es mínima o nula.
En las actividades que requieren acciones de precisión, el
pulgar se mantiene más perpendicular a la mano y se mueve
hacia la oposición, con flexión limitada de los dedos. Un
ejemplo de este tipo de posición es al lanzar una pelota,
escribir y hacer una pinza. En una pinza o agarre prensil, se
puede generar más fuerza si el pulpejo del pulgar se presiona
contra los pulpejos de los dedos índice y medio. Esta pinza es
40% más fuerte que la pinza que se forma con las puntas del
pulgar y los dedos (39).
La fuerza del agarre puede aumentarse por la posición de la
muñeca. Colocar la muñeca en ligera extensión y flexión cubital
incrementa la fuerza de flexión de los dedos. La menor fuerza
de los dedos se genera en una posición con la muñeca en flexión
y flexión radial. La fuerza del agarre en aproximadamente 40°
de hiperextensión de la muñeca es más de tres veces la fuer-
za del agarre medida a 40° de flexión de la muñeca (89). La
fuerza del agar
re puede incrementarse con la posición específica
de la muñeca, pero la incidencia de atrapamiento o distensión de
estructuras alrededor de la muñeca también se incrementa. La
posición neutral de la muñeca es la posición más segura debido
a que reduce la distensión de las estructuras de la muñeca.
Los músculos más fuertes en la región de la mano, capaces
de la mayor capacidad de trabajo, en orden del más alto al
más bajo son el flexor profundo de los dedos, el flexor radial
del carpo, el extensor de los dedos, el flexor largo del pulgar,
el extensor cubital del carpo, y el extensor radial largo del
carpo. Dos músculos débiles y capaces de poca capacidad de
trabajo son el palmar largo y el extensor largo del pulgar.
ACONDICIONAMIENTO
Hay tres razones principales por las cuales las personas ejer-
citan la región de la mano. Primero, los dedos pueden forta
­
lecerse para aumentar la fuerza del agarre en atletas que
participan en deportes con raqueta, individuos que trabajan con herramientas, e individuos que carecen de la capacidad para sostener o agarrar objetos.
Segundo, los músculos que actúan en la articulación de
la muñeca usualmente se fortalecen y estiran para facilitar una posición de la muñeca para los deportes con raqueta o
para mejorar la acción de la muñeca en una acción de lan-
zamiento o de golpeo, como en el volibol. La extensión de la muñeca jala la mano hacia atrás, y la flexión de la muñeca impulsa la mano hacia adelante en actividades como el saque del tenis y al r
ematar una pelota de volibol, driblar en el
baloncesto, y lanzar una pelota de beisbol. Aun cuando la velocidad del movimiento de flexión y extensión puede estar determinada por contribuciones de las articulaciones adya-
centes, el fortalecer los músculos flexores y extensores de la
muñeca aumenta la producción de fuerza. Comúnmente,
la muñeca se mantiene en una posición de modo que se pueda generar una
aplicación de fuerza eficiente. En el tenis y los
deportes con raqueta, por ejemplo, la muñeca se mantiene
Aducción
Aducción
PODER
PRECISIÓN
Aducción
FIGURA 5-27 Si se requiere un agarre de poder, los dedos se
flexionan en las tres articulaciones para formar un puño. Además, si
el pulgar se aduce, el agarre se vuelve más poderoso. Un agarre de
precisión usualmente involucra ligera flexión en un pequeño número
de articulaciones de los dedos, con el pulgar perpendicular a la mano.

172. 160 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
ya sea en la posición neutral o en una posición con ligera
flexión radial. Si la muñeca se mantiene estacionaria, la fuerza
aplicada a la pelota por la raqueta no se perderá a través de
los movimientos que ocurren en la muñeca. Esta posición
es mantenida tanto por los músculos flexores como por los
extensores de la muñeca. Otro ejemplo de mantener una posi-
ción de la muñeca es en el acomodo de la pelota de volibol,
en el que la muñeca se mantiene en una posición de flexión

cubital. Esto abre un área más amplia para contacto y bloquea
los codos de modo que se mantienen en una posición exten-
dida al contacto. La muñeca debe mantenerse en una posición
estable
y estática para lograr el mejor desempeño de los dedos.
Por tanto, al tocar un piano o teclear en una computadora, la
muñeca debe mantenerse en la posición óptima para el uso de
los dedos. Ésta es usualmente una posición ligeramente hipe-
rextendida a través de los extensores de la muñeca.
El último motivo para ejer
citar la región de la mano es
reducir o prevenir las lesiones. La tensión desarrollada en la
mano y los músculos flexores y extensores coloca un estrés
considerable sobre las caras medial y lateral de la articulación
del codo. Se puede reducir algo de este estrés a través de
ejercicios de estiramiento y fortalecimiento.
En general, el acondicionamiento de la región de la mano
es relativamente simple, y puede llevarse a cabo en un ambiente
muy limitado y con equipo mínimo. En la figura 5-28 se pre­
sentan ejemplos de algunos ejercicios de flexibilidad y resisten-
cia para los flexores y extensores de la muñeca. Los curls de muñeca y
los ejercicios de agarre con pelota de tenis son los
más populares para esta región.
POTENCIAL DE LESIÓN DE LA MANO Y LOS DEDOS
Hay muchas lesiones que pueden ocurrir como resultado de absorber una fuerza contusa, como al impactar una pelota, el suelo, u otro objeto. Las lesiones de este tipo en la región de la muñeca usualmente están asociadas con una caída, forzando a la muñeca a una flexión o extensión extrema. En este caso, la hiperextensión extrema es la lesión más común. Esto puede resultar en una distensión de los ligamentos de la muñeca, una fractura del escafoides (70%) u otros huesos del carpo (30%), una fractura distal del radio, o una dislocación entre los huesos del carpo y la muñeca u otros carpianos (48).
El extremo distal del radio es una de las áreas más fre-
cuentemente fracturadas del cuerpo debido a que el hueso no es
denso y la fuerza de la caída es absorbida por el radio.
Una fractura común del radio, la fractura de Colles, es una fractura diagonal que fuerza al radio hacia más flexión radial y lo acorta. Estas lesiones están asociadas principalmente con actividades como el hockey, esgrima, futbol americano, el rugby, esquiar, soccer, ciclismo, paracaidismo, montañismo y el vuelo en parapente, en donde la probabilidad de un macro-
trauma contuso es mayor que en otras actividades.
Ejemplos
de lesiones a los dedos y el pulgar como resul-
tado de un impacto contuso son las fracturas, dislocaciones y avulsiones tendinosas. El pulgar puede lesionarse al forzarlo

en extensión, causando una distensión grave de los músculos tenares y los ligamentos que rodean a la articulación MCF. La fractura de Bennett es una fractura común del pulgar en la base del primer metacarpiano. Las lesiones del pulgar causadas cuando el dedo queda trabado en el bastón son comunes en
el esquí (83). Las lesiones del pulgar también son comunes
en el ciclismo (71).
Los dedos también se fracturan o dislocan frecuentemente
con un impacto sobre la punta del dedo, forzándolo hacia una
flexión o extensión extrema. Las fracturas son relativamente
comunes en la falange proximal y son raras en la falange media.
Las colisiones de alto impacto con la mano, como en el boxeo
y las artes marciales, resultan en más fracturas o dislocaciones
en los dedos anular y meñique debido a que son los que menos
soporte tienen en una posición de puño.
Los mecanismos flexor o extensor de los dedos pueden
alterarse con un golpe, forzando a los dedos hacia posiciones
extremas. El dedo en martillo es una lesión por avulsión del
tendón extensor en la falange distal causado por una flexión
forzada, resultando en la pérdida de la capacidad para exten-
der el dedo. La defor
midad de Boutonnière, causada por
avulsión o estiramiento de la rama media del mecanismo
extensor
, crea una articulación IFP rígida e inmóvil (73). La
avulsión de los flexores del dedo se denomina dedo de jersey
y es causada por una hiperextensión forzada de la falange
distal. También se pueden formar nódulos en los flexores
de los dedos, el llamado dedo en gatillo. Esto resulta en un
chasquido durante la flexión y extensión de los dedos. Estas
lesiones de los dedos y el pulgar también están comúnmente
asociadas con los deportes y actividades antes mencionadas
debido a la incidencia de impacto a la región de la mano.
También existen lesiones por sobreuso asociadas con el uso
repetitivo de la mano en los deportes, el trabajo y otras activi-
dades. La tenosinovitis de los flexor
es radiales y los músculos
de los dedos es común en actividades como el canotaje, remo,
rodeo, tenis y la esgrima. El tenis y otros deportes con raqueta,
el golf, el lanzamiento, la jabalina y el hockey, en los cuales los
flexores y extensores de la muñeca se utilizan para estabilizar
la muñeca o crear una acción repetitiva de la muñeca, son
susceptibles a la tendinitis de los músculos de la muñeca que
se insertan en los epicóndilos medial y lateral. También puede
generarse una epicondilitis medial o lateral como resultado de
este sobreuso. La epicondilitis medial se asocia con sobreuso
de los flexores de la muñeca, y la epicondilitis lateral se asocia
con sobreuso de los extensores de la muñeca.
Una lesión incapacitante de la mano es el síndrome del
túnel del carpo. Después de las lesiones en la espalda baja, el
síndrome del túnel del carpo es una de las lesiones de trabajo
más frecuentes reportadas en la profesión médica. El piso y
los lados del túnel del carpo están formados por los huesos
carpianos, y el techo lo está por el ligamento carpiano trans-
verso. Viajando a través de este túnel se encuentran todos los
tendones de los flexor
es de la muñeca y el nervio mediano
(Fig. 5-29). A través de acciones repetitivas en la muñeca, por
lo regular la flexión repetitiva, los tendones de los flexores
pueden inflamarse hasta el punto donde presionan y compri
­
men al nervio mediano. El nervio mediano inerva la cara
radial de la mano, específicamente los músculos tenares del pulgar. El atrapamiento de este nervio puede causar dolor, atrofia de los músculos tenares, y sensaciones de parestesia en la cara radial de la mano.
Para eliminar esta condición, se debe retirar la fuente de la
irritación examinando el entorno de trabajo; se puede utili
­
zar un dispositivo para estabilizar la muñeca a fin de reducir
la magnitud de las fuerzas flexoras; o se puede emplear una

173. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 161
Grupo muscular Ejemplo de ejercicio de estiramiento Ejemplo de ejercicio de fortalecimiento
Flexores
Extensores
Flexores
de los dedos
Apretar una pelota
Otros ejercicios
Ejercicio con cubeta
de arroz
Resistencia manual
Hacer un puño
Doblar las manos
juntas
Curl reverso
Rectificar todos los dedos Separar todos los dedos
Círculo grande con el pulgar
FIGURA 5-28 Ejemplos de ejercicios de estiramiento y fortalecimiento para músculos flexores, extenso-
res, y flexores de los dedos.

174. 162 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
liberación quirúrgica. Se recomienda mantener la muñeca en
una posición neutral al realizar tareas en el trabajo para evitar
el síndrome del túnel del carpo.
Las lesiones al nervio mediano también pueden resultar
en pérdida de la función del lado cubital de la mano, especí-
ficamente los dedos anular y meñique. El daño a este nervio
puede ocur
rir como resultado de trauma al codo o a la región
del hombro. La neuropatía cubital se asocia con actividades
como el ciclismo (56).
Contribución de la musculatura
de la extremidad superior a
las habilidades o movimientos
en el deporte
Para apreciar en su totalidad la contribución de un músculo
o grupo muscular a una actividad, se debe evaluar y estudiar
la actividad o movimiento de interés. Esto proporciona un
entendimiento del aspecto funcional del movimiento, ideas
para entrenar y acondicionar la musculatura apropiada, y una
mejor comprensión de los sitios y mecanismos de lesión. Los
músculos de la extremidad superior son importantes para
la realización de muchas actividades de la vida diaria. Por
ejemplo, empujar para levantarse de una silla o una silla de
ruedas coloca una carga tremenda sobre los músculos de la
extremidad superior debido a que se soporta el peso de todo
el cuerpo al pasar de una posición sentada a una posición de
pie (5, 25). Si usted simplemente se empuja para levantarse
de una silla o silla de ruedas, el principal músculo utilizado
es el tríceps braquial, seguido del pectoral mayor, con una
mínima contribución del dorsal ancho.
Los músculos de la extremidad superior son contribuyen-
tes importantes para una gran variedad de actividades físicas.
Por ejemplo, en el nado estilo libr
e, las fuerzas de impulso
se generan por el movimiento de los brazos en el agua. La
rotación interna y aducción son los movimientos principales
en la fase de propulsión del nado, y utilizan al dorsal ancho, redondo mayor y al pectoral mayor (55, 61). Además, a medida que el brazo se saca del agua para prepararse para la siguiente brazada, se utilizan el supraespinoso e infraespinoso (abducción y rotación externa del húmero), el deltoides me
­-
dio (abducción), y el ser
rato anterior (muy activo al elevar la
mano, ya que rota la escápula). El nado incorpora una gran cantidad de acciones musculares de la extremidad superior.
La actividad muscular en el lanzamiento y en el swing de
golf se explican con más detalle. Éstos son ejemplos de una descripción de la anatomía funcional de un movimiento, y se utilizan principalmente para investigación electromiográfica. Cada actividad se separa primero en fases. A continuación, se describe el nivel de actividad en el músculo como baja, mode-
rada o alta. Por último, se identifica la acción del músculo junto con el
movimiento, y se define si es concéntrica para
generar o excéntrica para controlar. Es importante destacar que estos ejemplos pueden no incluir a todos los múscu
­-
los que pueden estar activos en estas actividades, sino sólo
a los principales músculos contribuyentes.
LANZAMIENTO
El lanzar coloca una gran cantidad de tensión sobre la articu
­
lación del hombro, y requiere una acción muscular signifi-
cativa de la extremidad superior para controlar y contribuir al movimiento de lanzamiento, aun cuando la extr
emidad
inferior es un importante contribuyente para la generación de fuerza en un lanzamiento.
La acción de lanzamiento descrita en esta sección es un
lanzamiento de un pitcher de beisbol desde la perspectiva de un lanzador diestro (Fig. 5-30). Desde la fase de impulso hasta la de preparación precoz, la pierna de enfrente avanza hacia adelante y la mano y la pelota se mueven tan atrás como es posible. En la fase de preparación tardía, el tronco y las piernas rotan hacia adelante a medida que el brazo se coloca en abducción y rotación externa máximas (21, 22, 55). En estas fases, los músculos deltoides y supraespinoso están acti-
vos para producir la abducción del brazo. El infraespinoso y el
redondo menor también están activos, colaborando con la
abducción e iniciando la acción de rotación externa. El subes-
capular está también mínimamente activo para asistir durante la abducción del hombr
o. Durante la fase de preparación
tardía, el dorsal ancho y el pectoral mayor muestran un incre-
mento rápido de la actividad a medida que actúan excéntri-
camente para desacelerar el movimiento hacia atrás del brazo y actuar concéntricamente para iniciar el movimiento hacia

adelante.
En la fase de preparación del lanzamiento, el bíceps bra-
quial y el braquial están activos a medida que el antebrazo se flexiona y el brazo se abduce. La actividad del tríceps

braquial comienza al final de la fase de preparación, cuando el brazo está en rotación externa máxima y el codo está en flexión máxima. En este momento se da una cocontracción del bíceps braquial y del tríceps braquial. Adicionalmente, el antebrazo se prona a 90° al final de la fase de preparación por medio de los pronadores redondo y cuadrado (37, 54).
Los músculos previamente activos en la porción tem-
prana de la fase de preparación también cambian su nivel de actividad a medida que el brazo se acer
ca al final de esta
Retináculo
flexor
Tendones
flexores
A. y n.
cubitales
Pisiforme
N. mediano
Trapecio
TÚNEL DEL CARPO
Escafoides
Semilunar
Hueso grande
Piramidal
FIGURA 5-29 El piso y los lados del túnel del carpo están forma-
dos por los huesos del carpo, y el techo del túnel está cubierto por el
ligamento y el retináculo flexor. Dentro del túnel están los tendones
flexores de la muñeca y el nervio mediano. El sobreuso de los flexores
de la muñeca pueden atrapar al nervio mediano, causando síndrome
del túnel del carpo.

175. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 163
fase. La actividad del redondo menor y del infraespinoso se
incrementa al final de la fase de preparación para generar una
rotación externa máxima. La actividad del supraespinoso se
incrementa a medida que mantiene la abducción hacia la fase
de preparación tardía. La actividad del subescapular también
se incrementa a niveles máximos en preparación para la ace-
leración del brazo hacia adelante. El deltoides es el único
músculo cuya actividad disminuye en la fase de pr
eparación
tardía (55).
Al final de la fase de preparación, el movimiento de rota-
ción externa es finalizado por la cápsula anterior y los liga-
mentos, y por las acciones de los músculos subescapular, pec-
toral mayor, tríceps braquial, redondo mayor y dorsal ancho.
Por consecuencia, en esta fase del lanzamiento, la cápsula

anterior y los ligamentos y el tejido de los músculos especifi-
cados tienen el mayor riesgo de lesión (21, 55). Ejemplos de
lesiones que se desar
rollan en esta fase son la tendinitis en la
inserción del subescapular y la distensión del pectoral mayor,
redondo mayor y el dorsal ancho.
La fase de aceleración es una acción explosiva caracterizada
por el inicio de extensión del codo, rotación interna del brazo
manteniendo 90° de abducción, protracción o abducción
de la escápula, y algo de flexión horizontal a medida que el
brazo se mueve hacia adelante. Los músculos más activos en
la fase de aceleración son aquellos que actúan en la fase de
preparación tardía, incluyendo el subescapular, dorsal ancho,
redondo mayor y el pectoral mayor, que generan los movi-
mientos de flexión horizontal y la rotación interna, el serrato
anterior
, que jala la escápula hacia adelante en protracción o
abducción y el tríceps braquial, que inicia y controla la exten-
sión del antebrazo. Los sitios de irritación y distensión en
esta fase del lanzamiento se encuentran en los sitios de unión

Impulso Preparación precoz
Preparación tardía Aceleración Seguimiento (desaceleración)
FIGURA 5-30 Músculos de la extremidad superior involucrados en el lanzamiento, mostrando el nivel de
actividad del músculo (baja, moderada, alta) y el tipo de acción muscular (concéntrica [CON] y excéntrica
[ECC]) con el propósito asociado.

176. 164 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
muscular y en el área subacromial. Esta área está sujeta a com-
presión durante la aducción y la rotación interna en esta fase.
La última fase del lanzamiento es la de seguimiento o de
desaceleración. En esta fase, el brazo viaja a través del cuerpo
en un movimiento diagonal y eventualmente se detiene sobre
la rodilla opuesta. Esta fase comienza después que la bola se ha
soltado. En la porción temprana de esta fase, después que se
ha alcanzado una rotación interna máxima en la articulación,
tiene lugar una acción muscular muy rápida, resultando en
rotación externa y flexión horizontal del brazo. Luego de esto,
y en las etapas tardías del seguimiento, se dan la rotación del
tronco y la replicación de los movimientos del hombro y la
escápula que ocurren en la fase de preparación. Esto incluye un
incremento en la actividad del deltoides a medida que intenta
desacelerar al brazo flexionado horizontalmente; al dorsal
ancho a medida que crea más rotación interna; al trapecio,
que enlentece la escápula y al supraespinoso, para mantener la
abducción del brazo y continuar produciendo rotación interna
(37, 55). También hay un incremento muy rápido en la activi-
dad del bíceps braquial y del braquial en la fase de seguimiento,
confor
me estos músculos intentan reducir las cargas tensiles
sobre el antebrazo que se extiende rápidamente. En esta fase
del lanzamiento, la cápsula posterior y los músculos corres-
pondientes, así como el bíceps braquial (6) están en riesgo de
lesión ya que se estiran rápidamente.
EL SWING DE GOLF
El swing de golf presenta un cuadro más complicado de la
función muscular del hombro en comparación con el lan-
zamiento, ya que ambos brazos deben trabajar al unísono
(Fig. 
5-31). Esto es, los brazos producen movimientos
opuestos y utilizan músculos opuestos. En el swing hacia atrás
para un golfista diestro, el palo se lleva hacia atrás del cuerpo
a medida que el brazo izquierdo cruza el cuerpo y el brazo
derecho se abduce mínimamente (38). La actividad muscular
del hombro en esta fase es mínima excepto por actividad
moderada del subescapular del lado izquierdo para producir
rotación interna, y una actividad marcada del supraespinoso
en el otro lado para abducir al brazo (50, 55). En la cintura
escapular, todas las partes del trapecio en el lado derecho tra-
bajan en conjunto con el elevador de la escápula y el romboi-
des para elevar y aducir la escápula. Del otro lado, el serrato
anterior pr
otrae a la escápula.
En el swing hacia adelante, el movimiento del palo se ini
­-
cia con una actividad moderada del dorsal ancho y del subes-
capular del lado izquierdo. En el lado derecho, hay actividad
alta acompañante del pectoral mayor
, actividad moderada
del subescapular y actividad mínima del supraespinoso y el
deltoides. En la cintura escapular, el trapecio, romboides y
el elevador de la escápula del brazo izquierdo están activos a
medida que la escápula se aduce. El serrato anterior también
está activo en la extremidad derecha a medida que se abduce
la escápula. Esta fase lleva al palo de golf aproximadamente
a nivel del hombro a través de una rotación interna continua
del brazo izquierdo y al inicio de rotación interna con algo
de aducción en el brazo derecho.
La fase de aceleración comienza cuando los brazos están
aproximadamente al nivel del hombro y continúa hasta que el
palo hace contacto con la pelota. Del lado izquierdo, hay una
actividad muscular considerable en el pectoral mayor, dorsal
ancho y el subescapular a medida que el brazo se extiende y
se mantiene en rotación interna. En el lado opuesto, hay una
actividad aún mayor de estos mismos tres músculos, cuando
el brazo se lleva vigorosamente hacia abajo (50, 55).
La fase de seguimiento comienza tan pronto como se
hace contacto con la pelota, con un movimiento del brazo y
el palo hacia el otro lado del cuerpo hacia el lado izquierdo.
Acercamiento Swing hacia atrásSwing hacia adelante Aceleración Seguimiento temprano Seguimiento tardío
FIGURA 5-31 Músculos de la extremidad superior involucrados en el swing de golf, mostrando el nivel de actividad
del músculo (baja, moderada, alta) y el tipo de acción muscular (concéntrica [CON] y excéntrica [ECC]).

177. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 165
Esta acción debe ser desacelerada. En la fase de seguimien­-
to, el lado izquierdo tiene una actividad considerable en el
subescapular y actividad moderada en el pectoral mayor
,
dorsal ancho y el infraespinoso a medida que se enlentece el
movimiento del brazo hacia arriba (55). Es aquí, en la fase
de seguimiento, que se puede colocar una tensión considera
­
ble sobre la parte posterior del hombro derecho y la por­-
ción anterior del hombro izquierdo durante la desacele­
ración rápida.
Fuerzas externas y momentos
que actúan sobre las
articulaciones en la extremidad
superior
La actividad muscular en el complejo del hombro genera
grandes fuerzas en la articulación del hombro. El grupo
muscular del manguito rotador, capaz de generar una fuerza
equivalente a 9.6 veces el peso de la extremidad, genera fuer-
zas máximas a 60° de abducción (89). Debido a que cada
brazo constituye apr
oximadamente 7% del peso corporal, el
manguito rotador genera una fuerza en la articulación del
hombro equivalente a aproximadamente 70% del peso cor-
poral. En 90° de abducción, el deltoides genera una fuerza
que
promedia ocho a nueve veces el peso de la extremidad,
creando una fuerza en la articulación del hombro que va de 40 a 50% del peso corporal (89). De hecho, las fuerzas en la articulación del hombro a 90° de abducción han demostrado estar cercanas a 90° del peso corporal. Estas fuerzas pueden reducirse significativamente si el antebrazo está flexionado a 90° en el codo.
Al lanzar, se han medido fuerzas compresivas en el rango
de 500 a 1
000 N (1, 23, 52, 84), con fuerzas anteriores que
están en un rango de 300 a 400 N (52). En un saque de tenis, se ha registrado que las fuerzas en el hombro son de 423 y 320 N en las direcciones compresiva y mediolateral, respecti-
vamente (60). En comparación, levantar un bloque a la altura de la cabeza ha demostrado generar 52 N de fuerza (57), y

el caminar con muletas y bastón ha generado fuerzas en el hombro de 49 y 225 N, respectivamente (7, 31).
La capacidad de carga de la articulación del codo también
es considerable. En una lagartija, las fuerzas axiales al piso en la articulación del codo promedian 45% del peso corporal (2, 18). Estas fuerzas dependen de la posición de la mano, reduciéndose la fuerza a 42.7% del peso corporal con las manos más separadas de lo normal, e incrementándose a 65% del peso corporal en la lagartija con una sola mano (16). Las fuerzas sobre la cabeza del radio son mayores dentro de un rango de 0 a 30° de flexión, y siempre son mayores en prona-
ción. Las fuerzas articulares en la articulación cubitohumeral están
en el rango de una a tres veces el peso corporal (~750 a
2
500 N) con los levantamientos vigorosos (24).
Ejemplos de torques en la extremidad superior
Actividad Articulación Momentos
Caminar con bastón (7) Hombro 24.0 Nm
Levantar una caja de 5 kg desde el piso hasta la
altura del hombro (7)
Hombro 21.8 Nm
Levantar y caminar con un maletín de 10 kg (7)Hombro 27.9 Nm
Levantar un bloque hasta la altura de la cabeza (57) Hombro 14 Nm
Codo 5.8 Nm
Lagartija (18) Codo 24.0 Nm
Agarre para escalar rocas (81) Dedos (IFD) 26.4 Nm
Ponerse de pie (7) Hombro 16.2 Nm
Sentarse (7) Hombro 12.3 Nm
Saque de tenis (60) Hombro 94 Nm torque de rotación interna
Codo 106 Nm torque de varo
Fase de seguimiento de un lanzamiento (84) Codo 55 Nm torque de flexión
Fase de preparación tardía de un lanzamiento (1,
23, 84)
Codo 54-120 Nm torque de varo
Levantamiento de pesas (8) Hombro 32-50 Nm
Propulsión en silla de ruedas (79) Hombro 50 Nm
Propulsión en silla de ruedas (80) Hombro −7.2 Nm propulsión en terreno plano (
­paraplejía)
−14.6 Nm pr
opulsión pendiente arriba (paraplejía)
Codo −3.0 Nm propulsión en terreno plano (paraplejía)
5.7 Nm propulsión pendiente arriba (paraplejía)

178. 166 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Resumen
La extremidad superior es mucho más móvil que la extremidad
inferior, aun cuando las extremidades tienen similitudes estructu-
rales. Existen similitudes en las conexiones articulares, el número
de segmentos y en la disminución del tamaño de los huesos hacia

el extremo distal de las extremidades.
El complejo del hombro consiste en la articulación esterno-
clavicular, la articulación AC, y la articulación glenohumeral. La
articulación esternoclavicular es muy estable y permite que
la clavícula se mueva en elevación y depr
esión, protracción y
retracción, y rotación. La articulación AC es una pequeña articu
­-
lación que le permite a la escápula protraerse y retraerse, ele-
varse y deprimirse, y rotar hacia arriba y hacia abajo. La articu­
lación glenohumeral proporciona movimiento del húmero a
través de flexión y extensión, abducción y aducción, rotación medial y lateral, y movimientos combinados de abducción hori-
zontal y aducción y circunducción. Una última articulación, la ar
ticulación escapulotorácica, es llamada articulación fisiológi
­-
ca debido a la falta de conexión entr
e dos huesos. Es aquí que
la escápula se mueve sobre el tórax.
Existe movimiento considerable del brazo en la articula-
ción del hombro. El brazo puede moverse a través de 180° de abducción, flexión y r
otación debido a la interacción
entre movimientos que ocurren en todas las articulaciones. El momento en que ocurren los movimientos entre el brazo, la escápula y la clavícula se denomina ritmo escapulohumeral. A través de 180° de elevación (flexión o abducción), hay aproximadamente 2:1 grados de movimiento humeral res-
pecto al movimiento escapular.
Los músculos que crean movimiento en el hombro y la
cintura escapular también son importantes para mantener
la estabilidad en la región. En abducción y flexión, por ejem
­-
plo, el deltoides produce cerca de 50% de la fuerza muscular para el movimiento, per
o requiere asistencia del manguito rotador
(redondo menor, subescapular, infraespinoso y supraespinoso) para estabilizar la cabeza del húmero de modo que puede haber elevación. Además, los músculos de la cintura escapular contri-
buyen a medida que el serrato anterior y el trapecio asisten para estabilizar a la escápula y pr
oducir movimientos acompañantes
de elevación, rotación hacia arriba y protracción.
Para extender el brazo contra una resistencia, el dorsal
ancho, redondo menor y el pectoral mayor actúan sobre el húmero, y se les une el romboides y el pectoral menor, los cuales retraen, deprimen y rotan la escápula hacia abajo. Se dan contribuciones musculares similares por el infraespinoso y el redondo menor en la rotación externa del húmero, y del subescapular, dorsal ancho, redondo mayor, y pectoral mayor en rotación interna.
Los músculos del hombro pueden generar una fuerza con-
siderable en aducción y extensión. El siguiente movimiento más
fuerte es la flexión, y los movimientos más débiles son la
abducción y la rotación. Los músculos que rodean a la arti-
culación del hombro son capaces de generar grandes fuerzas en el rango de ocho a nueve veces el peso de la extr
emidad.
El acondicionamiento de los músculos del hombro es rela-
tivamente fácil debido a la movilidad de la articulación. Hay
varios ejer
cicios de fuerza y flexibilidad que se utilizan para
aislar grupos musculares específicos e imitar los patrones de la
extremidad superior utilizados en una habilidad determinada.
Las consideraciones especiales en cuanto al ejercicio para indi
­-
viduos con lesiones del hombro deben excluir aquellos donde haya riesgo de atrapamiento en la ar
ticulación.
La lesión del complejo del hombro puede ser aguda en el
caso de las dislocaciones de las articulaciones esternoclavicular o glenohumeral y las fracturas de la clavícula y el húmero. Las lesiones también pueden ser crónicas, como en la bursitis y la tendinitis. Lesiones comunes asociadas con atrapamiento de la articulación del hombro son la bursitis subacromial, la ten-
dinitis bicipital y los desgarros en el músculo supraespinoso.
Las articulaciones del codo y radiocubital asisten al hom-
bro en la aplicación de fuerza, colocando la mano en una po
­sición adecuada para la acción deseada. Las articulaciones
que componen la articulación del codo son la cubitohumeral y la radiohumeral, donde ocurren la flexión y extensión, y la articulación radiocubital superior, donde hay pronación y supi-
nación del antebrazo. La región tiene un muy buen soporte con ligamentos y con la membrana inter
ósea que corre entre el
radio y el cúbito. Las estructuras de la articulación permiten apr
oximadamente de 145 a 160° de flexión y de 70 a 85° de
pronación y supinación.
Hay 24 músculos que pasan por la articulación del codo, y
éstos pueden clasificarse en flexores (bíceps braquial, braquio-
rradial, braquial, pronador redondo y extensor radial del carpo), extensor
es (tríceps braquial y ancóneo), pronadores (pronador
cuadrado y pronador redondo), y supinadores (bíceps braquial y supinador). El grupo muscular flexor es considerablemente más fuerte que el grupo extensor. Se puede desarrollar una fuerza de flexión máxima desde la posición semiprona del ante-
brazo. La fuerza de extensión es máxima en una posición de flexión a 90°. La fuerza de pr
onación y supinación también son
máximas desde la posición semiprona.
El codo y el antebrazo son vulnerables a la lesión como
resultado de una caída o el sobreuso repetitivo. Al absorber fuerzas grandes, el codo se puede dislocar o fracturar, o los músculos pueden romperse. Con el sobreuso, las lesiones como el síndrome de tensión medial o lateral pueden produ-
cir epicondilitis, tendinitis o fracturas por avulsión.
La muñeca y la mano son estr
ucturas complejas que tra-
bajan en conjunto para proporcionar los movimientos finos utilizados en una variedad de actividades de la vida diaria. Las

principales articulaciones de la mano son la radiocarpiana, la radiocubital inferior, las carpiana media e intercarpiana, las articulaciones CMC, MCF y las IF. La mano es capaz de moverse a través de 70 a 90° de flexión de la muñeca, 70 a 80° de extensión, 15 a 20° de flexión radial, y 30 a 40° de flexión cubital. Los dedos pueden flexionarse a través de 70 a 110°, dependiendo de la articulación de interés (MCF o IF), 20 a 30° de hiperextensión, y 20° de abducción. El pulgar tiene características estructurales y funcionales que están rela-
cionadas con el papel de la articulación CMC.
Los músculos extrínsecos que actúan sobre la mano entran a
la región como tendones. Los músculos trabajan en grupos para producir flexión de la muñeca (flexor cubital del carpo, flexor radial del carpo y palmar largo), extensión (extensor cubital del carpo, extensor radial largo del carpo, y extensor radial corto del carpo), flexión cubital (flexor cubital del carpo y extensor

179. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 167
cubital del carpo), y flexión radial (flexor radial del carpo, exten-
sor radial largo del carpo y extensor radial corto del carpo). La
flexión de los dedos es pr
oducida por el flexor profundo de los
dedos y el flexor superficial de los dedos, y la extensión es pro-
ducida principalmente por el extensor de los dedos. Los dedos
son abducidos por los inter
óseos dorsales y abducidos por
los interóseos palmares.
La fuerza en los dedos es importante en actividades y
deportes en los que es esencial un agarre firme. La fuerza
del agarre puede aumentar colocando el pulgar en una
posición paralela con los dedos (posición de puño). Cuando
se requiere precisión, se debe colocar al pulgar en forma
perpendicular a los dedos. Los músculos de la mano pueden
ejercitarse mediante una serie de ejercicios que incorporan
varias posiciones de la muñeca y los dedos.
Los dedos y la mano se lesionan con frecuencia debido a
su vulnerabilidad, en especial cuando se realizan actividades
como atrapar pelotas. Los esguinces, distensiones, fracturas y
dislocaciones son el resultado común de lesiones sufridas por
los dedos o las manos en la absorción de una fuerza externa.
Otras lesiones comunes en la mano están asociadas con el
sobreuso, incluyendo la tendinitis o la epicondilitis medial o
lateral y el síndrome del túnel del carpo.
Los músculos de la extremidad superior son contribuyen-
tes muy importantes para habilidades y movimientos especí-
ficos en los deportes. Por ejemplo, en la lagartija, el pectoral
mayor
, el dorsal ancho y el tríceps braquial son contribuyen-
tes importantes. En la natación, el dorsal ancho, el redondo
mayor
, el pectoral mayor, el supraespinoso, el infraespinoso,
la parte media del deltoides y el serrato anterior tienen con-
tribuciones importantes. Al lanzar, contribuyen el deltoides,
supraespinoso, infraespinoso, r
edondo menor, subescapular,
trapecio, romboides, dorsal ancho, pectoral mayor, redondo
mayor y el deltoides. En el antebrazo, el tríceps braquial es
un contribuyente importante al levantarse de una silla, en las
actividades en silla de ruedas, y en el lanzamiento. De igual
forma, el bíceps braquial y los músculos pronadores son im
­-
portantes en varias fases del lanzamiento.
La extr
emidad superior está sujeta a una gran variedad de
cargas, y pueden aplicarse cargas tan altas como 90% del peso corporal en la articulación del hombro como resultado de la actividad muscular y otras fuerzas externas. En el codo, se han registrado fuerzas tan altas como 45% del peso corporal. Estas fuerzas aumentan y disminuyen con el cambio en las posiciones articulares y la actividad muscular.
4. ____ En la elevación y la depresión, la clavícula se mueve
en forma anterior y posterior.
5. ____ La escápula está conectada al húmero en la articula- ción escapulotorácica.
6. ____ La fuerza de aducción del hombro es mayor que la fuerza de abducción.
7. ____ La articulación escapulotorácica es una articulación fisiológica.
8. ____ El labrum glenoideo es un ligamento que cruza la articulación glenohumeral.
9. ____ La fosa glenoidea es el socket de una articulación en bola y socket.
10. ____ El ligamento coracohumeral está tenso cuando el brazo se aduce.
11. ____ El ritmo escapulohumeral se refiere al movimiento del complejo del hombro como un todo.
12. ____ La rotación externa es la acción articular más fuerte en el hombro.
13. ____ El ángulo de carga en el codo es más pequeño en las mujeres.
14. ____ El epicóndilo lateral es un sitio de lesión debido a la tensión en los extensores de la muñeca.
15. ____ La clavícula se lesiona con frecuencia por trauma directo.
16. ____ El bíceps braquial es más efectivo como flexor cuando el brazo está en supinación.
17. ____ Los ángulos de carga típicos son de 120 a 180°.
18. ____ Existen dos articulaciones radiocubitales en cada antebrazo.
19. ____ El ligamento anular se envuelve alrededor del radio en el extremo distal.
20. ____ El extremo distal del radio es el área que con más frecuencia se fractura en el cuerpo.
21. ____ La debilidad en el síndrome del túnel del carpo es causada por atrapamiento del nervio cubital.
22. ____ La fase final del lanzamiento es la fase de desacelera- ción.
23. ____ Los torques en el codo pueden alcanzar los 24 Nm durante una lagartija.
24. ____ Colocar la muñeca en ligera extensión puede incre- mentar la fuerza de flexión de los dedos.
25. ____ La abducción en la articulación del hombro está limitada cuando el brazo se rota en forma externa.
Opción múltiple
1. ¿Qué articulación cruza el ligamento coracoacromial?
a. Glenohumeral
b. Esternoclavicular
c. Acromioclavicular
d. Ninguna
PREGUNTAS DE REPASO
Verdadero o falso
1. ____ El músculo braquial es el flexor del codo con el brazo de momento más pequeño, de 100°.
2. ____ El complejo del hombro está compuesto por tres articulaciones.
3. ____ La articulación acromioclavicular conecta a la extre- midad superior con el tronco.

180. 168 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
2. ¿Cuál de los siguientes no es un músculo del manguito
rotador?
a. Redondo menor
b. Redondo mayor
c. Supraespinoso
d. Subescapular
3. ¿Cuál de estos músculos es biarticular?
a. Bíceps braquial
b. Braquial
c. Braquiorradial
d. Coracobraquial
4. ¿Qué estructura no desempeña un papel en el área de atrapamiento del hombro?
a. Ligamento coracoacromial
b. Músculo supraespinoso
c. Bursa subacromial
d. Escotadura supraescapular
5. ¿Cuál de los siguientes no es un movimiento de la escápula?
a. Rotación hacia abajo
b. Depresión
c. Retracción
d. Pronación
6. La articulación escapulotorácica es una ____.
a. articulación en bola y socket
b. articulación fisiológica
c. articulación en silla de montar
d. articulación en pivote
7. El bíceps braquial puede desarrollar una fuerza máxima ____.
a. cuando el antebrazo está pronado
b. cuando el antebrazo está supino
c. cuando el antebrazo está en posición neutral
d. cuando el hombro está flexionado
8. ¿Qué estructura no está en la escápula?
a. Ángulo inferior
b. Apófisis coracoides
c. Fosa glenoidea
d. Acromion
e. Escotadura radial
9. El movimiento que tiene lugar en la articulación radiocubi- tal es ____.
a. pronación
b. flexión
c. abducción
d. aducción
10. La estabilidad en la articulación glenohumeral se deriva principalmente de _____.
a. el área de contacto en la articulación
b. ligamentos y músculos
c. vacío en la articulación
d. ninguna de las anteriores
11. ¿Qué músculo no cruza la articulación glenohumeral?
a. Dorsal ancho
b. Pectoral mayor
c. Redondo menor
d. Romboides
12. Bajar lentamente el brazo en el plano sagital utilizaría el grupo muscular____.
a. flexor del hombro
b. extensor del hombro
c. abductor del hombro
d. aductor del hombro
13. El brazo puede rotar a través de
a. 60 a 90°
b. 90 a 110°
c. 120 a 180°
d. 250 a 280°
14. La mayor fuerza de salida en el hombro se genera en _____.
a. extensión
b. flexión
c. abducción
d. aducción
15. Para elevar el hombro contra la gravedad, usted utilizaría una contracción _____.
a. excéntrica
b. isométrica
c. concéntrica
16. El atrapamiento en el hombro puede minimizarse con un movimiento de ____.
a. abducción del hombro
b. flexión del hombro
c. rotación interna del hombro
d. rotación externa del hombro
17. Los problemas del manguito rotador pueden exacerbarse por la ____ del hombro.
a. flexión
b. extensión
c. abducción
d. aducción
18. Un chasquido en el hombro puede deberse a una lesión en ____.
a. el labrum glenoideo
b. la bursa subacromial
c. el músculo supraespinoso
d. el tubérculo menor
19. La flexión cubital tiene lugar en la articulación ____.
a. radiocubital
b. cubitohumeral
c. carpiana media
d. radiocarpiana
20. Existen ____ huesos en el carpo.
a. 4
b. 6
c. 8
d. 10
21. La mayoría de los músculos que actúan sobre la muñeca y los dedos se consideran _____.
a. concéntricos
b. excéntricos
c. intrínsecos
d. extrínsecos

181. CAPÍTULO 5 Anatomía funcional de la extremidad superior 169
22. Las articulaciones de los dedos se denominan articulacio-
nes ____.
a. interfalángicas
b. digitales
c. carpianas
d. tarsales
23. ¿Cuál no es una lesión de la mano?
a. fractura de Boutonniere
b. deformidad de Boutonnière
c. dedo en martillo
d. bursitis del olécranon
24. La estructura que conecta al radio con el cúbito es ____.
a. la membrana interósea
b. el ligamento anular
c. el ligamento colateral cubital
d. el ligamento colateral radial
25. El índice de movimiento glenohumeral respecto al movi- miento escapular a lo largo de 180° de abducción o fle- xión es ____.
a. 2:1
b. 5:4
c. 1:3
d. 2:5
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184. ANATOMÍA FUNCIONAL
DE LA EXTREMIDAD
INFERIOR
CAPÍTULO
6
Después de leer este capítulo, el estudiante será capaz de:
1. Describir la estructura, apoyo y movimientos de las articulaciones de la cadera,
r
odilla, tobillo y subastragalina.
2. Identificar las acciones musculares que contribuyen al movimiento de las articu-
laciones de la cadera, rodilla y tobillo.
3. Enlistar y describir algunas de las lesiones comunes de la cadera, rodilla, tobillo
y pie.
4. Discutir las diferencias de fuerza entre los grupos musculares que actúan en la
cadera, rodilla y tobillo.
5. Desarrollar un conjunto de ejercicios de fuerza y flexibilidad para las articulacio-
nes de la cadera, rodilla y tobillo.
6. Describir cómo las alteraciones en la alineación de la extremidad inferior influ-
yen sobre la función de la rodilla, cadera, tobillo y pie.
7. Discutir la estructura y función de los arcos del pie.
8. Identificar las contribuciones musculares de la extremidad inferior al caminar,
correr, subir escaleras y practicar ciclismo.
9. Discutir varias cargas en la cadera, rodilla, tobillo y pie en las actividades diarias.
OBJETIVOS
El complejo pelvis y cadera
Cintura pélvica
Articulación de la cadera
Movimientos combinados de la pelvis
 y muslo
Acciones muscular
es
Fuerza de los músculos de la  articulación de la cadera
Acondicionamiento de los músculos
 de la articulación de la cadera
Potencial de lesión del complejo
 articular pelvis y cadera
La articulación de la rodilla
Articulación tibiofemoral Articulación patelofemoral Articulación tibioperonea Características del movimiento Acciones musculares
Movimientos combinados de la cadera
 y rodilla
Fuerza de los músculos de la
 articulación de la rodilla
Acondicionamiento de los músculos
 de la articulación de la rodilla
Potencial de lesión de la articulación
 de la rodilla
El tobillo y el pie
Articulación tibiotarsiana Articulación subastragalina Articulación tarsal media Otras articulaciones del pie Arcos del pie Características de movimiento Movimientos combinados de la rodilla
 y tobillo/subastrágalo
Alineamiento y función del pie
ESQUEMA
172

185. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 173
Las extremidades inferiores se encuentran sujetas a fuerzas
que son generadas mediante contactos repetitivos entre el
pie y el suelo. Al mismo tiempo, las extremidades inferiores
son responsables de cargar con la masa del tronco y extre-
midades superiores. Los miembros inferiores se encuentran
conectados uno con otr
o y con el tronco mediante la cintura
pélvica. Esto establece una unión entre las extremidades y
el tronco que siempre debe ser considerada al examinar los
movimientos y contribución muscular a los movimientos en
la extremidad inferior.
El movimiento en cualquier parte de la extremidad infe-
rior, pelvis o tronco influencia las acciones en otros sitios de
los
miembros inferiores. Por tanto una posición del pie o un
movimiento puede influenciar la rodilla o cadera de cualquier
miembro, y una posición pélvica puede modificar las acciones
a lo largo de toda la extremidad inferior (23). Es importante
evaluar el movimiento y acciones en ambos miembros, la
pelvis y el tronco, en lugar de concentrarse en una sola articu-
lación, para comprender la función de la extremidad inferior
con el pr
opósito de rehabilitar, mejorar el desempeño depor-
tivo y prescribir ejercicio.
Por ejemplo en un sencillo movimiento de patada, no es

sólo el miembro que patea el responsable para hacer la activi-
dad con éxito. El miembro contralateral desempeña un papel
muy
importante en la estabilización y soporte del peso corpo-
ral (PC). La pelvis estabiliza la posición correcta de la extremi-
dad inferior, y la posición del tronco determinar la eficiencia
de la musculatura de la extr
emidad inferior. De la misma forma
al evaluar una marcha claudicante, debe ponerse atención no
sólo en el miembro que claudica ya que pudiera ocurrir algo
en la otra extremidad que condicione la claudicación.
El complejo pelvis y cadera
CINTURA PÉLVICA
La cintura pélvica, incluyendo la articulación de la cadera, des-
empeña un papel integral para apoyar el peso corporal mien-
tras ofrece movilidad al aumentar el rango de movimiento en
la extr
emidad inferior. La cintura pélvica es un sitio de inser-
ción muscular de 28 músculos del tronco y muslo, ninguno
de los cuales se posiciona para actuar por sí solo en la cintura

pélvica (129). De forma similar a la cintura escapular, la pelvis
debe estar orientada para colocar la articulación de la cadera
en una posición favorable para el movimiento de la extremidad inferior. Por tanto es necesario el movimiento concomitante de la cintura pélvica y el muslo a nivel de la articulación de la rodilla para realizar movimientos articulares eficientes.
La cintura pélvica y las articulaciones de la cadera son parte
de un sistema cinético de cadena cerrada en el cual las fuerzas viajan hacia arriba desde la extremidad inferior a través de la cadera y pelvis hacia el tronco, o hacia abajo desde el tronco mediante la pelvis y la cadera hacia la extremidad inferior. Por último, la posición de la cintura pélvica y la articulación de la cadera contribuyen significativamente al mantenimiento del equilibrio y la postura de pie empleando acción muscular continua para tener un control fino y asegurar el equilibrio.
La región pélvica es un área del cuerpo en la cual existen
notables diferencias entre los géneros en la población general. Como se ilustra en la figura 6-1, las mujeres por lo regular tienen cinturas pélvicas más ligeras, delgadas y amplias que sus contrapartes hombres (65). La pelvis femenina se ensancha más lateralmente al frente. El sacro femenino también es más
Acciones musculares
Fuerza de los músculos del tobillo
 y del pie
Acondicionamiento de los músculos
 del tobillo y del pie
Potencial de lesión en el tobillo y el pie
Contribución de la musculatura de la
extremidad inferior a las habilidades
o movimientos en el deporte
Subir y bajar escaleras
Locomoción
Ciclismo
Fuerzas que actúan en las articulaciones
en la extremidad inferior
Articulación de la cadera
Articulación de la rodilla
Tobillo y pie
Resumen
Preguntas de repaso
Mujer
Hombre
FIGURA 6-1
 La pelvis de la mujer es más ligera, delgada y ancha
que la del var
ón. La pelvis de la mujer también está más ancha en el
frente y tiene el sacro más amplio en la parte de atrás.

186. 174 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
laginosa que tiene un disco fibrocartilaginoso que conecta los
dos huesos púbicos. Los extremos de cada hueso púbico se
encuentran cubiertos por cartílago hialino. Esta articulación
se encuentra fija firmemente por el ligamento púbico que
transcurre a lo largo de los lados anterior, posterior y superior
de la articulación. El movimiento a nivel de esta articulación es
limitado, lo cual mantiene una conexión firme entre los lados
derecho e izquierdo de la cintura pélvica.
La pelvis se conecta con el tronco en la articulación
sacroilíaca, una fuerte articulación sinovial que contiene
fibrocartílago y soporte ligamentario poderoso (Fig. 6-2). La
superficie articular del sacro se orienta en forma posterior y
lateral y se articula con el hueso ilíaco, que se orienta en forma
anterior y medial (164).
ancho en la parte posterior, creando una cavidad pélvica
más ancha que en los hombres. Esta diferencia esquelé
­ti­-
ca se discute más adelante en este capítulo ya que tiene una influencia dir
ecta sobre la función muscular en y alrededor de
la articulación de la cadera.
La unión ósea de la extremidad inferior con el tronco ocu-
rre mediante la cintura pélvica (Fig. 6-2). La cintura pélvica consiste
en una unión fibrosa de tres huesos: el hueso ilíaco
superior, el isquion posteroinferior y el pubis anteroinferior.
Éstos son huesos separados que se conectan mediante cartí-
lago hialino al nacimiento pero se encuentran completamente fusionados, u osificados, para los 20 a 25 años.
Los lados der
echo e izquierdo de la pelvis se conectan de
forma anterior en la sínfisis del pubis, una articulación carti -
Articulación sacroilíaca
Cresta ilíaca
Ilion
Pubis
Isquion
Sínfisis del pubis
Ramas púbicas
superior e inferior
Orificio
obturadorTubérculo del pubis
Escotadura
ciática
Acetábulo
Línea arqueada
Sacro
Fosa ilíaca
Huesos pélvicos
Estrecho superior
Promontorio
sacro
Articulación
sacroilíaca
Espina ilíaca anterosuperior
Espina ilíaca anteroinferior
Coxis
Borde pélvico
Labio externo de la cresta ilíaca
A
Sacro
Cresta sacra media
Escotadura ciática mayor
Espina ciática
Tuberosidad isquiática
Coxis
Espina ilíaca posteroinferior
Espina ilíaca posterosuperior
Cresta ilíaca
Orificio sacro
Estrecho inferior
Ángulo púbico
B
FIGURA 6-2 La cintura pélvica da sopor-
te al cuerpo, sirve como sitio de inserción
para numerosos músculos, contribuye a la
eficiencia de los movimientos de la extre-
midad inferior y ayuda a mantener el equi-
librio. La cintura pélvica consta de dos hue-
sos pélvicos, cada uno formado por la unión
fibrosa de los huesos ilion, isquion y pubis.
Los huesos pélvicos derecho e izquierdo se
unen anteriores por la sínfisis del pubis (A),
y se conectan posteriormente (B) mediante
el sacro y las dos articulaciones sacroilíacas.

187. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 175
tan las articulaciones sacroilíacas derecha e izquierda, y estos
ligamentos son los más fuertes del cuerpo (Fig. 6-3).
Aunque la articulación sacroilíaca está bien reforzada por
ligamentos muy fuertes, ocurre movimiento en la articulación.
La articulación sacroilíaca transmite el peso del cuerpo
hacia la cadera y está sujeta a car
gas de la región lumbar y de
suelo. También absorbe energía de las fuerzas transversales
durante la marcha (129). Tres conjuntos de ligamentos sopor-
Ligamento iliolumbar
Ligamento
sacrolumbar
Ligamento
sacroilíaco anterior
Ligamento sacrotuberoso
Ligamento púbico anterior
A
Ligamento iliolumbar
Ligamento sacroespinoso
Ligamento sacroilíaco posterior
Ligamento sacrotuberoso
C
B
Ligamento iliofemoral
Ligamento pubofemoral
Ligamento iliofemoral
Ligamento Inserción Acción
Púbico anterior Fibra transversa desde el cuerpo del pubis
AL cuerpo del pubis
Mantiene la relación entre los huesos púbicos derecho e izquierdo
Sacrococcígeo anterior
Superficie anterior del sacro AL frente el coxis Maintain relationship between sacrum and coccyx
Anterior sacroiliac Thin; pelvic surface of sacrum TO pelvic
surface of ilium
Maintains relationship between sacrum and ilium
Iliofemoral Anterior, inferior iliac spine TO intertrochanteric line of femur
Supports anterior hip; resists in movements
of extension, internal rotation, external rotation
Iliolumbar Transverse process of L5 TO iliac crest Limits lumbar motion in flexion, rotation
Interosseous (SI) Tuberosity of ilium TO tuberosity of sacrum Prevents downward displacement of sacrum
caused by body weight
Ischiofemoral Posterior acetabulum TO iliofemoral ligament Resists adduction and internal rotation
Ligament of head Acetabular notch and transverse ligament
TO pit of head of femur
Transmits vessel to head of femur; no mechanical function
Posterior sacroiliac Posterior, inferior spine of ilium TO pelvic
surface of sacrum
Maintains relationship between sacrum and ilium
Pubofemoral Pubic part of acetabulum; superior rami TO
intertrochanteric line
Resists abduction and external rotation
Sacrospinous Spine of ischium TO lateral margins of the sacrum and coccyx
Prevent posterior rotation of ilia respect to the sacrum
Sacrotuberous Posterior ischium TO sacral tubercles, inferior
margin of sacrum, & upper coccyx
Prevents the lower part of the sacrum from titling upward and backward under the weight of the
rest of the vertebral column
FIGURA 6-3 Ligamentos de las regiones de la pelvis y cadera en vistas anterior (A) y posterior (B) y de la articu-
lación de la cadera (C).
Ligamento Inserción Acción
Púbico anterior Fibra transversa desde el cuerpo del pubis AL
cuerpo del pubis
Mantiene la relación entre los huesos púbicos
derecho e izquierdo
Sacrococcígeo
anterior
Superficie anterior del sacro AL frente el coxis Mantiene la relación entre el sacro y coxis
Sacroilíaco anterior Delgado; superficie pélvica del sacro A LA
superficie pélvica del ilion
Mantiene la relación entre el sacro y el ilion
Iliofemoral Anterior, espina ilíaca inferior A línea
intertrocantérica del fémur
Apoya la cadera anterior; ofrece resistencia en
los movimientos de extensión, rotación interna y
rotación externa
Iliolumbar Apófisis transversa de L5 A cresta ilíaca Limita el movimiento lumbar en flexión, rotación
Interóseos (SI) Tuberosidad del ilion A tuberosidad del sacro Previene desplazamiento hacia abajo del sacro
debido al peso corporal
Isquiofemoral Acetábulo posterior AL ligamento iliofemoral Resiste la aducción y rotación interna
Ligamento de la
cabeza
Hueco acetabular y ligamento transverso A
fosita de la cabeza del fémur
Transporta un vaso sanguíneo a la cabeza
del fémur; no tiene función mecánica
Sacroilíaco posterior Posterior, espina inferior del ilion A superficie
pélvica del sacro
Mantiene la relación entre ilion y sacro
Pubofemoral Porción púbica del acetábulo; rama superior
A línea intertrocantérica
Resiste la abducción y rotación externa
Sacroespinoso Espina del isquion A márgenes laterales del
sacro y coxis
Impide la rotación posterior del íleon con
respecto al sacro
Sacrotuberoso Isquion posterior A tubérculos sacro, margen
inferior del sacro y coxis superior
Impide que la parte inferior del sacro se incline
hacia arriba o abajo bajo el peso del resto de la
columna vertebral

188. 176 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
El movimiento en la articulación sacroilíaca puede descri-
birse mejor por los movimientos del sacro. Estos movimientos
que acompañan cada movimiento específico del tr
onco se pre-
sentan en la figura 6-4. El sacro triangular en realidad consiste
en cinco vér
tebras fusionadas que se mueven con la pelvis y el
tronco. La parte superior del sacro, que es la parte más ancha,
es la base del sacro, y cuando esta base se mueve en dirección
anterior, se le llama flexión del sacro (129). Clínicamente
también se le llama nutación. Este movimiento ocurre cuando
hay flexión del control y con flexión bilateral de los muslos.
La extensión del sacro, o contranutación, ocurre cuando la
base se mueve posteriormente con extensión del tronco o ex
­-
tensión bilateral de los muslos. El sacro también rota a lo lar
go de un eje que transcurre diagonalmente a lo largo del
hueso. Se llama rotación derecha si la superficie anterior
de sacro se dirige hacia la derecha, y rotación izquierda si la super
ficie anterior se dirige a la izquierda. Esta torsión del
sacro es producida por el músculo piriforme en un ejercicio de inclinación lateral de tronco (129). Adicionalmente, en el caso de movimiento asimétrico como estar de pie sobre una pierna, puede haber movimiento asimétrico en la articulación sacroilíaca, lo cual resulta en torsión de la pelvis.
La cantidad de movimiento permitido en la articulación varía
considerablemente entre individuos y por género. Los varo-
nes tienen ligamentos sacroilíacos más gruesos y fuertes y
por tanto no tienen ar
ticulaciones sacroilíacas móviles. De
hecho, 3 de cada 10 hombres tienen fusionada la articulación
sacroilíaca.
En las mujeres, la articulación sacroilíaca es más móvil
puesto que hay mayor laxitud en los ligamentos que dan
soporte articular. Esta laxitud puede incrementar durante el
ciclo menstrual, y la articulación se vuelve extremadamente
laxa y móvil durante el embarazo (59).
Otra razón por la cual la articulación sacroilíaca es más
estable en hombres se debe a las diferencias en posición del
centr
o de gravedad. En la posición de pie, el PC fuerza al sacro
hacia abajo, tensando los ligamentos posteriores y forzando al
sacro e ilion juntos. Esto brinda estabilidad a la articulación y
es la posición cerrada de la articulación sacroilíaca (129). En
las mujeres, el centro de gravedad se encuentra en el mismo
plano que el sacro, pero en los hombres, el centro de gravedad
es más anterior. Por lo tanto en varones se coloca mayor carga
en la articulación sacroilíaca, que a su vez crea una articulación
más cerrada y estable (164).
A. Posición neutral B. Extensión del tronco;
flexión sacra
C. Flexión del tronco;
extensión sacra
FIGURA 6-4
 (A) En la posición neutral, el sacro se encuentra en posición cerrada por la fuerza de la gravedad.
El sacro responde a movimientos tanto del muslo como del tronco. (B) Cuando el tronco se extiende o el muslo se
flexiona, el sacro se flexiona. La flexión del sacro ocurre cuando la base ancha del sacro se mueve anteriormente.
(C) Durante la flexión del tronco o extensión del muslo, el sacro se extiende conforme la base se desplaza posterior-
mente. El sacro también rota a la derecha o izquierda con flexión lateral del tronco (no se muestra).

189. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 177
posición en hiperlordosis lumbar. Tanto la inclinación anterior
como posterior en un movimiento de cadena abierta pueden
sustituir la extensión y flexión de la cadera, respectivamente
(Fig. 6-6). En un movimiento de cadena cerrada, la inclinación
posterior se crea mediante extensión del tronco o aplanamiento
de la espalda baja y extensión de la cadera. En la cadena abierta,
la inclinación posterior se consigue con flexión del muslo.
La pelvis también puede inclinarse en dirección lateral y
naturalmente trata de moverse a lo largo de una inclinación
lateral derecha cuando el peso es cargado por el miembro
izquierdo. En la posición de carga de peso de cadena cerrada,
si se eleva la pelvis derecha, se causa aducción de la cadera en
el miembro que carga el peso, y hay abducción de la cadera
en el lado opuesto al que inclina la pelvis. Este movimiento es
controlado por músculos, particularmente el glúteo medio,
de forma que no es pronunciado a menos que los músculos
controladores sean débiles. Por tanto, las inclinaciones latera-
les derecha e izquierda ocurren con carga de peso y cualquier
movimiento lateral del muslo o tr
onco (Fig. 6-7).
Además del movimiento entre el sacro e ilion, existe movi-
miento de la cintura pélvica como un todo. Estos movimientos,
que se muestran en la figura 6-5, acompañan a los movimien
­-
tos del tronco y muslo para facilitar el posicionamiento de la ar
ticulación de la cadera y vértebras lumbares. Aunque los
músculos facilitan los movimientos de la pelvis, ningún gru
­-
po muscular actúa específicamente en la pelvis; por lo tanto los movimientos
pélvicos ocurren como consecuencia de los movi-
mientos de los muslos o vértebras lumbares.
Los movimientos de la pelvis se describen al monitorizar el
ilion, específicamente las espinas ilíacas anterosuperior y antero-
inferior en frente del hueso ilíaco. En un movimiento con carga de peso de cadena cer
rada, la pelvis se mueve sobre un fémur
fijo, y la inclinación anterior de la pelvis ocurre cuando hay flexión del tronco y cadera. En una posición de cadera abierta como al colgar, el fémur se mueve sobre la pelvis, y ocurre incli-
nación anterior con extensión de los muslos. Esta inclinación anterior puede cr
earse protruyendo el abdomen y creando una
A. Inclinación anterior
C. Izquierda
D. Derecha
INCLINACIÓN LATERAL ROTACIÓN
E. Izquierda
F. Derecha
B. Inclinación posterior
FIGURA 6-5 La pelvis se mueve en seis direcciones en respuesta
a movimientos del tronco o muslo. La inclinación anterior de la pel-
vis acompaña a la extensión del tronco o extensión del muslo (A).
La inclinación posterior acompaña a la extensión del tronco o flexión
del muslo. Las inclinaciones laterales (B), izquierda (C) y derecha
(D) acompañan a la carga de peso sobre los miembros derecho e
izquierdo, de manera respectiva, o movimientos laterales del muslo o
tronco. La rotación izquierda (E) y derecha (F) acompañan la rotación
izquierda y derecha del tronco, respectivamente, o movimientos uni-
laterales de la pierna.
FIGURA 6-6 La pelvis puede ayudar con los movimientos del
muslo mediante la inclinación anterior para auxiliar a la extensión de la cadera (
izquierda) o inclinarse posteriormente para auxiliar a la flexión
de la cadera (derecha).
Un paso gigante para la humanidad
Pida a un compañero comenzar su pie izquierdo hacia
adelante y tomar un gran paso lento con el pie dere-
cho. Note el movimiento de la pelvis durante este
paso. ¿La pelvis tiene alguna inclinación lateral? ¿En
qué dirección? ¿Por qué se inclina en esta dirección?
¿La pelvis rota? ¿En qué dirección? ¿Por qué rota en
esta dirección? ¿Existe alguna rotación de la articula-
ción de la cadera? ¿Interna o externa? ¿Por qué?

190. 178 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
El acetábulo es la superficie cóncava de la bola y recep­
táculo, que se dirige en forma anterior, lateral e inferior (118,
132). De forma interesante, los tres huesos que conforman
la pelvis (el ilion, isquion y pubis) establecen sus conexiones
fibrosas entre ellos dentro de la cavidad acetabular. La cavidad
se encuentra recubierta por cartílago articular que es grueso
en el borde y más grueso aún en la parte superior de la cavidad
(76, 118). No hay cartílago en la parte inferior del acetábulo.
Como ocurre con el hombro, un borde de fibrocartílago
llamado rodete o anillo acetabular que rodea el acetábulo.
Esta estructura sirve para profundizar la cavidad e incrementar
la estabilidad (151).
La cabeza esférica del fémur encaja perfectamente en la
cavidad acetabular, dando a la articulación tanto congruencia
como una amplia área de contacto. Tanto la cabeza femo-
ral como el acetábulo tienen grandes cantidades de hueso
Por último, la cintura pélvica rota a la izquierda y derecha
conforme ocurren los movimientos unilaterales de la pierna.
Al oscilar la pierna derecha hacia adelante al caminar, correr
y patear, la pelvis rota hacia la izquierda. La rotación externa
de la cadera acompaña a la pelvis hacia adelante, y la rotación
interna de la cadera acompaña al lado pélvico hacia atrás.
ARTICULACIÓN DE LA CADERA
La última articulación en el complejo de la cintura pélvica es la
articulación de la cadera, que por lo general puede caracte-
rizarse como estable pero móvil. La cadera, que tiene tres
grados de liber
tad (gl), es una articulación en “bola y recep-
táculo” (enartrosis) que comprende la articulación entre el
acetábulo en la pelvis y la cabeza del fémur
. La estructura de
la articulación de la cadera y fémur se ilustra en la figura 6-8.
FIGURA 6-7 En la extremidad
inferior, los segmentos interactúan
de manera distinta dependiendo de
si está ocurriendo un movimiento
de cadena abierta o cerrada. Como
se muestra a la izquierda, el movi-
miento de abducción de la cadera
en cadena cerrada ocurre cuando
el muslo se mueve hacia arriba en
dirección a la pelvis. En el movi-
miento de cadena cerrada que se
muestra a la derecha, la abducción
sucede cuando la pelvis baja sobre
el lado que carga peso.

191. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 179
Trocánter
mayor
Tuberosidad
glútea
Orificio nutricio
Epífisis (cuerpo)
Superficie poplítea
Epicóndilo lateral
Cóndilo lateral
Cabeza
Fosita para el
ligamento de la cabeza
Fosa trocantérica
Cuello
Surco
intertrocantérico
Trocánter menor
Tubérculo
aductor
Epicóndilo
medial
Cóndilo
medial
Vista anterior
Vi
sta posterior Fosita para el ligamento de la cabeza
Cabeza
Cuello
Línea intertrocantérica
Trocánter menor
Tubérculo aductor
Epicóndilo medial
Cóndilo medial
Trocánter
mayor
Epífisis
(cuerpo)
Epicóndilo lateral
Superficie rotuliana
Fosa intercondílea
Línea áspera
Labio medial
Labio lateral
Cabeza del fémur
Anillo cartilaginoso
acetabular
Acetábulo
Cápsula articularTrocánter
mayor
Cuello
Fémur
Ligamento redondo
FIGURA 6-8 La cadera es una articu-
lación estable con movilidad conside-
rable en tres direcciones. Está formada
por la superficie cóncava del acetábulo
sobre la pelvis y la cabeza grande del
fémur. El fémur es uno de los huesos
más fuertes del cuerpo.

192. 180 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
gada que le aporta fuerza. La capa cortical es reforzada en la
superficie inferior del cuello, donde se requiere mayor fuerza
en respuesta a las fuerzas de tensión mayores. Además el cue-
llo femoral medial es la porción responsable de soportar las
fuerzas de r
eacción provenientes del suelo. La porción lateral
del cuello resiste las fuerzas de compresión creadas por los
músculos (118).
El cuello femoral se une a la diáfisis femoral, que se inclina
medialmente hacia la rodilla. La diáfisis es muy estrecha en la
mitad, donde es reforzada con la capa de hueso cortical más
gruesa. Además la diáfisis se dobla anteriormente para ofrecer
una estructura óptima de sostén y soporte a altas fuerzas (142).
El cuello femoral se posiciona en un ángulo específico en
los planos frontal y transverso para facilitar una articulación
congruente con la articulación de la cadera y mantener al
fémur lejos del cuerpo. El ángulo de inclinación es el ángulo
del cuello femoral con respecto a la diáfisis del fémur en el
plano frontal. Este ángulo es de aproximadamente 125° (142)
(Fig. 6-9). Este ángulo es mayor al nacimiento casi por 20 a
25°, y se vuelve más pequeño conforme la persona madura y
asume la posición de pie. También se cree que el ángulo se
sigue reduciendo aproximadamente 5° en los años tardíos de
la edad adulta.
El rango de ángulo de la inclinación por lo general se
encuentra dentro de 90 a 135° (118). El ángulo de inclina-
ción es importante puesto que determina la efectividad de los
abductor
es de la cadera, la longitud del miembro pélvico y
las fuerzas impuestas sobre la articulación de la cadera (Fig.
6-10). Un ángulo de inclinación mayor a 125° se llama coxa
valga. Este incremento en el ángulo de inclinación alarga el
miembro pélvico, reduce la efectividad de los abductores de la
cadera, incrementa la carga sobre la cabeza femoral, y reduce
el estrés en el cuello femoral (151). La coxa vara, en la cual el
ángulo de inclinación es menor a 125° acorta el miembro
pélvico, incr
ementa la efectividad de los abductores de la
cadera, reduce la carga sobre la cabeza femoral e incrementa
el estrés sobre el cuello femoral. Esta posición en varo da a los
abductores de la cadera una ventaja mecánica necesaria para
contrarrestar las fuerzas producidas por el PC. El resultado
esponjoso trabecular que facilita la distribución de las fuerzas
absorbidas por la articulación de la cadera (118). La cabeza
también está recubierta con cartílago articular que es más
grueso en las porciones medio-centrales de la cabeza, donde
se soporta la mayor carga. El cartílago en la cabeza se adel-
gaza hacia los bordes, donde el cartílago acetabular es grueso
(118).
Aproximadamente 70% de la cabeza femoral se articu
­-
la con el acetábulo, comparado con 20 a 25% de la cabeza humeral en la cavidad glenoidea.
Rodeando a toda la ar
ticulación de la cadera se encuentra
una cápsula laxa pero fuerte que está reforzada por ligamen-
tos y el tendón del músculo psoas, y encapsula toda la cabeza femoral y una buena por
ción del cuello femoral. La cápsula
es más densa en la parte frontal y superior de la articulación, donde se ejerce mayor fuerza, y es muy delgada en las porcio-
nes posterior e inferior de la articulación (142).
T
res ligamentos se unen con la cápsula y reciben irrigación
por la articulación (Fig. 6-3). El ligamento iliofemoral o ligamento Y, es fuerte y soporta a la articulación anterior de la cadera en la posición de pie, resistiendo la extensión, rotación externa y algo de aducción (151). Este ligamento es capaz de soportar la mayoría del PC y desempeña un papel importan
­-
te en la postura de pie (122). Además la hiperextensión puede ser tan limitada por este ligamento que pudiera no ocur
rir
en realidad en la misma articulación de la cadera sino como consecuencia de inclinación pélvica anterior.
El segundo ligamento en la parte frontal de la articulación
de la cadera, el ligamento pubofemoral, resiste principal -
mente la abducción, con algo de resistencia a la rotación exter
na y extensión. El último ligamento externo a la articula-
ción es el ligamento isquiofemoral sobre la cápsula posterior, donde r
esiste la extensión, aducción y rotación interna (151).
Ninguno de los ligamentos que rodea la articulación de la cadera resiste durante los movimientos de flexión, y todos se encuentran laxos durante la flexión. Esto permite que la flexión sea el movimiento con el mayor rango.
El fémur se mantiene lejos de las articulaciones de la
cadera y pelvis por el cuello femoral. El cuello está formado por hueso trabecular esponjoso con una capa cortical del-
FIGURA 6-9 El ángulo de inclinación del
cuello
del fémur es aproximadamente 125°. Si
el ángulo es menor a 125°, se llama coxa vara.
Cuando el ángulo de cuello es mayor a 125°,
se llama coxa valga.

193. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 181
transverso (121). Si hay anteversión excesiva de la articulación
de la cadera, en la cual rota más de 14° en dirección anterior,
la cabeza del fémur queda descubierta, y la persona debe
asumir una postura o marcha de rotación interna para man-
tener la cabeza femoral dentro de la cavidad articular. Esta
postura con los dedos de los pies hacia adentr
o que acompaña
la anteversión excesiva femoral se ilustra en la figura 6-12.
Otros ajustes acompañantes de la extremidad inferior frente
a anteversión excesiva incluyen un incremento en el ángulo
Q, pr
oblemas patelares, piernas largas, mayor pronación en
la articulación subastragalina e incremento en la curvatura
lumbar (118, 142). La anteversión excesiva también se ha
es reducción en la carga impuesta sobre la articulación de la
cadera y la cantidad de fuerza muscular necesaria para contra-
rrestar la fuerza del PC (142). Existe una mayor prevalencia de
coxa vara
en atletas mujeres que en varones (121).
El ángulo del cuello femoral en el plano transverso se llama
ángulo de anteversión (Fig. 6-11). Por lo regular, el cuello
femoral está rotado anteriormente 12 a 14° con respecto
al fémur (151). La anteversión de la cadera incrementa la
ventaja mecánica del glúteo mayor, volviéndolo más eficiente
como rotador externo (132). Por el contrario, hay menor
eficiencia del glúteo medio y vasto medial, resultando en
pérdida del control del movimiento en los planos frontal y
Músculos
abductores
Brazo del
momento
o de palanca
“Normal” ValgoVaro
FIGURA 6-10 El ángulo de inclina-
ción del cuello femoral influencia tanto la
carga sobre el cuello femoral como
la efectividad de los abductores de la
cadera. Cuando el ángulo está reducido
en coxa vara, el miembro se encuentra
acortado y los abductores son más efi-
cientes debido a un brazo de momento
más largo que resulta en menor carga
sobre la cabeza femoral pero más car
­-
ga en el cuello femoral. La posición en coxa valga alarga el miembro, reduce la efectividad de los abductores debido
a un brazo de momento más corto, in
­
crementa la carga en la cabeza femoral
y reduce la carga en el cuello.
Normal
Normal
Retroversión
Cadera normal Dedos hacia adentro
debido a cadera antevertida
Dedos hacia afuera debido
a cadera retrovertida
0
Anteversión
12-14
°
FIGURA 6-11
 El ángulo del cuello femoral en el plano frontal se llama ángulo de anteversión. El ángulo normal está
entre 12 a 14° hacia el lado anterior. Si este ángulo incrementa, se crea una posición en la extremidad con los dedos
hacia adentro. Si el ángulo de anteversión es revertido de manera que el cuello femoral se mueve en dirección poste-
rior, se llama retroversión. La retroversión causa que los dedos de los pies se dirijan hacia afuera.

194. 182 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
articulación de la cadera es la flexión y aducción, como cuan­-
do las piernas están cruzadas (74).
Características del movimiento
La articulación de la cadera permite al muslo moverse en un
amplio rango de movimiento en tres direcciones (Fig. 6-13).
El muslo puede moverse a través de 120 a 125° de flexión y
10 a 15° de hiperextensión en el plano sagital (56, 118). Estas
mediciones se hacen con respecto a un eje fijo, y varían de
manera considerable si se miden con respecto a la pelvis (7).
Además, si la extensión del muslo está limitada o afectada,
acciones articulares compensatorias de la rodilla o vértebras
lumbares complementan la falta de extensión de la cadera.
El rango de movimiento en flexión de la cadera es limitado
principalmente por tejidos blandos y puede aumentarse al final
del rango de movimiento si la pelvis se inclina después. La fle-
xión de la cadera ocurre libremente con las rodillas flexionadas
per
o es gravemente limitada por los isquiotibiales si la flexión
ocurre con extensión de la rodilla (74).
asociado con mayores fuerzas de contacto en la articulación
de la cadera y más grandes movimientos de flexión (62)
así como mayores presiones de contacto en la articulación
patelofemoral.
Si el ángulo de anteversión es revertido de forma que se mueve
en dirección posterior, se le llama retroversión (Fig. 6-11). La
retroversión crea una marcha en rotación externa, un pie supi-
nado y un menor ángulo Q (142).
La cadera es una de las articulaciones más estables del
cuerpo debido a sus músculos poderosos, la forma de los hue-
sos, el rodete acetabular y la fuerza de la cápsula y ligamentos
(122). La cadera es una ar
ticulación estable a pesar que el
acetábulo no es lo suficientemente profundo para cubrir toda
la cabeza femoral. El rodete acetabular profundiza la cavidad
para incrementar la estabilidad, y la articulación se encuentra
en posición cerrada en extensión completa cuando la parte
inferior del cuerpo se estabiliza sobre la pelvis. La articulación
es estabilizada por la gravedad durante la posición de pie,
cuando el PC presiona la cabeza femoral contra el acetábulo
(142). También hay diferencia en la presión atmosférica en la
articulación de la cadera, creando un vacío y succión del fémur
hacia la articulación. Incluso si se retiraran todos los ligamen-
tos y músculos de alrededor de la articulación de la cadera, el
fémur seguiría dentr
o de la cavidad (74).
Fuertes ligamentos y apoyo muscular en todas direcciones
dan soporte y mantienen la estabilidad en la articulación de
la cadera. Con una flexión de 90° y una pequeña rotación y
abducción, se alcanza la máxima congruencia entre la cabeza
femoral y la cavidad. Ésta es una posición estable y cómoda y
es común al sentarse. Una posición de inestabilidad para la
FIGURA 6-12 Las personas que tienen anteversión femoral exce-
siva compensan rotando la cadera medialmente de forma que la rodi-
lla se orienta medial en la fase de apoyo. Por lo general también hay
una adaptación en la tibia que desarrolla torsión tibial externa para
reorientar el pie hacia adelante.
Abducción 45°
Aducción 30°
Hiperextensión 10-15°
Flexión 120-125°
Rotación
externa 50°Rotación
interna 50°
FIGURA 6-13
 El muslo puede moverse a través de un amplio
rango de movimientos en tr
es direcciones. El muslo se desplaza apro-
ximadamente 120 a 125° en flexión, 10 a 15° en hiperextensión, 30 a
45° de abducción, 15 a 30° de aducción, 30 a 50° en rotación externa
y 30 a 50° en rotación interna.

195. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 183
la elevación de la pierna con las rodillas flexionadas o exten-
didas, de 26 a 39% del movimiento de flexión de la cadera es
atribuible a la r
otación pélvica, respectivamente (36). Al final
del rango de movimiento en flexión de la cadera, la rotación
pélvica posterior adicional puede contribuir a más flexión de la
cadera. La inclinación pélvica anterior acompaña a la extensión
de la cadera cuando el miembro se encuentra sin apoyo en el
suelo. Al correr, la inclinación anterior promedio del miembro
que da el paso tiene una aproximación de 22°, lo cual se incre-
menta si hay flexibilidad limitada para la extensión de la cadera
(144).
Existe mayor movimiento pélvico en movimientos sin
carga de peso.
En una posición de pie en cadera cerrada y con carga,
la pelvis se mueve anteriormente sobre el fémur, y el movi-
miento pélvico durante la flexión de la cadera ha demostrado
contribuir
sólo a 18% de cambio en los movimientos de ca
­dera
(109). Los movimientos pélvicos posteriores con carga contri-
buyen a la extensión de la cadera.
En
el plano frontal, la orientación pélvica se mantiene o
ajusta en respuesta a carga de peso sobre un solo miembro, lo que ocurre al caminar o correr. Cuando el peso se lleva a un miembro, existe un desplazamiento mediolateral hacia el miembro que no carga peso, lo cual requiere torque muscular de abducción y aducción para dirigir la pelvis hacia el pie de apoyo (72). Esta elevación del lado de la pelvis que no soporta el peso crea aducción de la cadera sobre el lado de carga y abducción del lado sin carga.
En el plano durante la carga de peso, una rotación hacia
delante de la pelvis sobre un lado crea rotación lateral sobre la cadera al frente y rotación medial de la cadera hacia atrás.
La extensión está limitada por la cápsula anterior, los fuer-
tes músculos flexores de la cadera y el ligamento iliofemoral. La inclinación anterior de la pelvis contribuye al rango de

movimiento en extensión de la cadera.
El muslo puede abducirse aproximadamente a 30 a 45° y
aducirse 15 a 30° más allá de la posición anatómica (74). La mayoría de las actividades requiere abducción y aducción de 20° (74). La abducción es limitada por los músculos aductores, y la aducción lo es por los músculos tensores de la fascia lata.
Por último, el muslo puede rotar internamente desde 30
a 50° y externamente de 30 a 50° desde la posición anatómi
­ca
(74, 130). El rango de movimiento para rotación de la cadera se puede incrementar por la posición del muslo. Ambos ran-
gos de rotación interna y externa pueden aumentarse flexio-
nando el muslo (74). Ambas rotaciones, interna y externa, son
limitadas por sus grupos musculares antagonistas y los
ligamentos de la articulación de la cadera. El rango de movi-
miento en la articulación de la cadera por lo regular es menor en gr
upos de edad avanzada, pero la diferencia no es sustan-
cial y en general se encuentra en el rango de 3 a 5° (136).
MOVIMIENTOS COMBINADOS
DE LA PELVIS Y MUSLO
La pelvis y el muslo por lo común se mueven juntos a menos
que el tronco restrinja la actividad pélvica. El movimiento
coordinado entre la articulación de la pelvis y la cadera se
llama ritmo pelvifemoral. En los movimientos de flexión de
la cadera en cadena abierta (elevación de la pierna), la pelvis
rota posteriormente los primeros grados de movimiento. En
Actividad
Rango de movimiento
de la cadera
Rango de movimiento
de la rodilla
Rango de movimiento
del tobillo/pie
Caminar • 35-40° de flexión
durante la fase tar
día de
desplazamiento (118)
•
Extensión completa al despegar el talón
•
Abducción y aducción de 12° (abducción máxima tras despegar los dedos de los pies; máxima aducción en fase de apoyo) (74, 143)
•
8-10° de rotación externa
en la fase de balanceo de la marcha (74)
•
4-6° de rotación interna
antes del choque de talón y a través de la fase de soporte
•
5-8° de flexión de la rodilla en el
choque de talón (156)
• 60-88° de flexión de la rodilla durante
la fase de balanceo (77, 156)
• 17-20° de flexión durante el apoyo (77, 156)
•
12-17° de rotación durante la fase de
balanceo (77, 156)
• 8-17° de valgo durante la fase de balanceo (77, 156)
•
5-8° de flexión de la rodilla en el
choque de talón
• 17-20° de flexión durante la fase de soporte (77, 82, 156)
•
5-7° de rotación interna durante el
apoyo (77, 82, 156)
• 7-14° de rotación interna durante el
apoyo (77, 82, 156)
• 3-7° de varo durante la fase de apoyo
(77, 82, 156)
• 20-40° de movimiento total del tobillo
•
10° de flexión plantar en el choque de talón (127)
•
5-10° de dorsiflexión en la fase media de apoyo (127)
•
20° de flexión plantar en el despegue del pie (127)
•
Dorsiflexión de vuelta a la posición neutral en la fase de balanceo (167)
•
4° de inversión calcánea en el despegue del pie (88)
•
6-7° de eversión calcánea en la etapa media de apoyo
•
2-3° de supinación en el
choque de talón
• 3-10° de pronación en la etapa
media de apoyo (8, 31, 156)
• 3-10° de pronación hasta el
despegue del talón (61)

196. 184 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Actividad
Rango de movimiento
de la cadera
Rango de movimiento
de la rodilla
Rango de movimiento
del tobillo/pie
Correr • 80° de flexión de la rodilla durante la
fase de balanceo (54)
• 36° de flexión durante el apoyo (54)
• 8° de valgo durante la fase de
balanceo (54)
• 19° de varo durante el apoyo (54)
• 8° de rotación interna durante el
apoyo (54)
• 11° de rotación externa durante el
apoyo (54)
• 10° de dorsiflexión antes del
contacto (156)
• Hasta 50° de dorsiflexión en la fase media de apoyo (156)
•
25° de flexión plantar en el despegue de los dedos (156)
•
8-15° de pronación en apoyo
medio (8, 31, 156)
Sentarse en o levantarse de una silla
•
80-100° de flexión (64) • 93° de flexión, 15° de abducción/ aducción y 14° de r
otación (84)
Subir escaleras • 63° de flexión para subir; 24-30° para bajar (64,143)
•
83° de flexión, 17° de abducción y 16° de r
otación para subir (84)
• 83° de flexión, 14° de abducción/ aducción y 15° de r
otación para
bajar (84)
Agacharse para recoger un objeto
•
18-20° de abducción (142)
•
10-15° de rotación
externa (142)
Amarrarse un zapato estando sentado
•
106° de flexión, 20° de abducción/ aducción, 18° de r
otación
ACCIONES MUSCULARES
La inserción, acción e inervación de cada músculo individual
de la extremidad inferior se señalan en la figura 6-14. La fle-
xión del muslo es empleada para caminar y correr para llevar
la pier
na hacia adelante. También se utiliza en un movimiento
importante al subir escaleras y caminar cuesta arriba, y se emplea
con fuerza al patear. Se pone poco énfasis en el entrenamiento
de la articulación de la cadera para los movimientos de flexión
puesto que muchos consideran que la flexión a este nivel
desempeña un papel menor en las actividades. Sin embargo la
flexión de la cadera es muy importante para los corredo
­res,
lanzadores, saltadores de altura y otros que deben desarrollar acciones rápidas de la pierna. Los atletas de élite que realizan estas actividades por lo general tienen flexores de la cadera
y músculos abdominales proporcionalmente más fuertes que otr
os atletas con menor habilidad. Recientemente también
se ha puesto más énfasis en el entrenamiento de los flexores de
la cadera a corredores de largas distancias puesto que se ha demostrado
que la fatiga en los flexores de la cadera durante
la carrera puede alterar la mecánica de la marcha y causar lesiones prevenibles con un mejor acondicionamiento de este grupo muscular.
El flexor de la cadera más fuerte es el músculo iliopsoas,
que está conformado por el psoas mayor, psoas menor e ilíaco (142). El iliopsoas es un músculo en dos articulaciones que actúa tanto en la columna lumbar del tronco como en el muslo. Si el tronco está estabilizado, el iliopsoas produce flexión en la articulación de la cadera que es ligeramente faci-
litada con abducción y rotación externa del muslo. Si el muslo
está fijo, el iliopsoas pr
oduce hiperextensión de las vértebras
lumbares y flexión del tronco.
El iliopsoas es altamente activado en ejercicios de flexión
de la cadera donde toda la porción superior del cuerpo es
levantada o las piernas son levantadas (6). En sentadillas con
la cadera flexionada y los pies en un solo lugar, están más acti-
vos los flexores de la cadera. También la elevación de ambas
pier
nas resulta en mucha mayor actividad en el iliopsoas que
en la elevación de una sola pierna (6).
El recto femoral es otro flexor de la cadera cuya contribu-
ción depende de la posición de la articulación de la rodilla. Éste
también es un músculo que actúa sobr
e dos articulaciones ya
que funciona como extensor de la articulación de la rodilla. Se
le llama músculo de patear puesto que se encuentra en posi-
ción máxima para su desempeño en la cadera durante la fase
pr
eparatoria de la patada, cuando el muslo es llevado hacia atrás
en hiperextensión y la pierna está flexionada en la rodilla. Esta
posición coloca al recto femoral en estiramiento y en relación
óptima de longitud-tensión para la acción articular posterior,
en la cual el recto femoral hace una importante contribución
tanto a la flexión de la cadera como a la extensión de la rodilla.
Durante la acción de patear, el recto femoral es muy susceptible
a lesiones y avulsión en su sitio de inserción, a nivel de la espina
ilíaca anteroinferior. La pérdida de función del recto femoral
disminuye la fuerza de flexión del muslo hasta en 17% (95).
Los otros tres flexores secundarios del muslo son el sar-
torio, pectíneo y el tensor de la fascia lata (véase Fig. 6-14).
El sar
torio es un músculo de dos vientres que se origina en la
espina ilíaca anterosuperior y cruza la articulación de la rodilla
hasta el lado medial de la tibia proximal. Es un músculo

197. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 185
A
Ilíaco
Psoas
mayor
Psoas
menor
Glúteo medio
Piriforme
Gemelo superior
Obturador interno
Gemelo inferior
Cuadrado femoral
Glúteo mayor
B
Mayor Medio Menor
Semi- tendinoso
Tuberosidad isquiática
Bíceps femoral
Semi- membranoso
Gracilis
Vasto medial
Recto femoral
Banda iliotibial
Vasto lateral
Músculo tensor de la fascia lata
Sartorio
Iliopsoas
Ligamento inguinal
Ilíaco
Psoas mayor
Pectíneo
Aductor largo
C
D E F
Muscle Group Insertion Nerve Supply
Adductor brevis Anterior obturator
nerve; L3, L4
Adductor longus
Adductor magnus
Biceps femoris
Gemellus inferior
Gemellus superior
Lateral
Rotation
Inferior rami of pubis TO
upper half of posterior femur
Gluteus maximus
Gluteus medius
Medial
Rotation
AdductionAbductionExtensionFlexion
PM
Inferior rami of pubis TO
middle third of posterior femur
Anterior obturator
nerve; L3, L4
PM Asst
Anterior pubis, ischial
tuberosity TO linea aspera on
posterior femur, adductor
tubercle
Posterior obturator,
sciatic; L3, L4
Asst PM Asst
Ischial tuberosity TO lateral
condyle of tibia, head of fibula
Tibial, peroneal
portion of sciatic
nerve; L5, S1–S3
PM Asst
Ischial tuberosity TO greater
trochanter on femur
Sacral plexus; L4,
L5, S1 sacral nerve
Asst
Ischial spine TO greater
trochanter
Sacral plexus; L5,
S1, S2 sacral nerve
Asst
Posterior ilium, sacrum,
coccyx TO gluteal tuberosity;
iliotibial band
Inferior gluteal nerve;
L5, S1, S2
PM PM
Anterior, lateral ilium TO
lateral surface of greater
trochanter
Superior gluteal
nerve; L4, L5, S1
PM PM
Gluteus minimusOuter, lower ilium TO front of
greater trochanter
Superior gluteal
nerve; L4, L5, S1
PM PM
Gracilis Inferior rami of pubis TO
medial tibis (pes anserinus)
Anterior obturator
nerve; L3, L4
PM Asst
FIGURA 6-14 Músculos que actúan sobre la articulación de la cadera, incluyendo los aducto-
res y flexores (A), los rotadores externos (B),
abductores (C) y extensores (D). Una combinación de
músculos de las articulaciones de la rodilla y cadera comprende la región anterior del muslo (E, F).
(Nota del traductor: MP, movimiento principal; Ast, asistencia). (Continúa)
Grupo muscular Inserción Inervación Flexión Extensión Abducción Aducción Rotación
medial
Rotación
lateral
Aductor corto Rama púbica inferior A mitad
superior del fémur posterior
Nervio obturador anterior; L3, L4
MP
Aductor corto Rama inferior del pubis A ter-
cio medio del fémur posterior
Nervio obturador anterior; L3, L4
MP Ast
Aductor mayor Pubis anterior; tuberosidad
isquiática A línea áspera en el fémur posterior, tubérculo del aductor
Obturador posterior, ciático; L3, L4
Ast MP Ast
Bíceps femoral Tuberosidad isquiática A
cóndilo lateral de la tibia, cabeza del peroné
Porción tibioperonea del nervio ciático; L5, S1-S3
MP Ast
Gemelo inferior Tuberosidad isquiática A trocánter mayor del fémur
Plexo sacro; nervio sacro L4, L5, S1
Ast
Gemelo superior Espina isquiática A trocánter
mayor
Plexo sacro; nervio sacro L5, S1, S2
Ast
Glúteo mayor Ilion, sacro y coxis posterior
A tuberosidad glútea; banda iliotibial
Nervio glúteo inferior; L5, S1, S2
MP MP
Glúteo medio Ilion anterior y lateral A super-
ficie lateral del trocánter mayor
Nervio glúteo supe- rior; L4, L5, S1
MP MP
Glúteo menor Porción externa e inferior
del ilion A parte frontal del trocánter mayor
Nervio glúteo supe- rior; L4, L5, S1
MP MP
Gracilis Rama inferior del pubis A pata de ganso
Nervio obturador anterior; L3, L4
MP Ast

198. 186 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Los dos isquiotibiales mediales, el semimembranoso y semi-
tendinoso, no son tan activos como el isquiotibial lateral, el
bíceps femoral, que se considera el principal trabajador para la

extensión de la cadera.
Ya que todos los isquiotibiales cruzan la articulación de la
rodilla, produciendo tanto flexión como rotación de la tibia
inferior, su efectividad como extensores de la cadera depende del
posicionamiento de la articulación de la rodilla. Con la articu­-
lación de la rodilla extendida, los isquiotibiales se tensan para tener una acción óptima en la cadera. El esfuerzo del isquioti-
bial también incrementa al aumentar la tensión del muslo; sin embar
go, los isquiotibiales pueden estirarse a una posición de
tensión muscular si la pierna es extendida con el muslo en fle
­
xión máxima.
Los isquiotibiales también controlan la pelvis jalando hacia
abajo a nivel de la tuberosidad isquiática, creando una incli-
nación posterior de la pelvis. De esta forma, los isquiotibiales son r
esponsables de mantener una posición erecta. La tensión
excesiva en los isquiotibiales puede causar problemas postu-
rales importantes al aplanar la espalda baja y causando una inclinación posterior constante de la pelvis.
Al
caminar a nivel de piso o en actividades que mantienen
la cadera en extensión con baja tensión, los isquiotibiales son los principales músculos que contribuyen a los movimientos de extensión en las posiciones con carga. La pérdida de fun-
ción de los isquiotibiales produce importante alteración en la extensión de la cadera.
Si
se incrementa la resistencia a la extensión o si se requiere
una extensión más vigorosa de la cadera, el glúteo mayor
es reclutado como un principal contribuyente (151). Eso su
­-
cede al correr cuesta arriba, subir escaleras, ponerse de pie
fusifor
me débil que produce abducción y rotación externa
además de ayudar a la flexión de la cadera.
El pectíneo es uno de los músculos de la parte superior de
la ingle. Es el principal aductor del muslo excepto al caminar, contribuyendo activamente a la flexión del muslo. Es acom-
pañado por el tensor de la fascia lata, que por lo general es un r
otador interno. Sin embargo, durante la marcha, el tensor
de la fascia lata ayuda a la flexión del muslo. El tensor de la fascia lata se considera un músculo que participa en dos arti-
culaciones puesto que se une a la banda fibrosa de la fascia, la banda iliotibial
, que transcurre hacia abajo por la parte lateral
del muslo y se inserta a través de la articulación de la rodilla en la parte lateral de la tibia proximal. Por tanto este músculo es tensado en la extensión de la rodilla.
Durante la flexión del muslo, la pelvis es proyectada ante-
riormente por estos músculos a menos que sea estabilizada y su acción
contrarrestada por el tronco. El músculo iliopsoas y el
tensor de la fascia lata jalan la pelvis anteriormente. Si alguno de estos músculos está tenso, puede ocurrir torsión pélvica, inestabilidad pélvica o acortamiento funcional del miembro pélvico.
La extensión del muslo es importante para soportar el PC
de pie ya que mantiene y controla las acciones de la articu-
lación de la cadera en respuesta a la fuerza gravitacional. La extensión del muslo también ayuda a pr
opulsar el cuerpo hacia
arriba y adelante al caminar, correr o saltar ya que ayuda a los movimientos de la articulación de la cadera a contrarrestar la cadera. Los extensores se insertan a la pelvis y por tanto ayu-
dan a estabilizar la pelvis en las direcciones anterior y posterior.
Los músculos que contribuyen en todos los tipos de ex
­
tensión de la articulación de la cadera son los isquiotibiales.
FIGURA 6-14
 (Continuación)
Grupo muscular Inserción Inervación Flexión Extensión Abducción Aducción Rotación
medial
Rotación
lateral
Ilíaco Superficie interna del ilion y
sacro A trocánter menor
Nervio femoral; L2, L3 MP Ast
Obturador externo Escotadura ciática,
margen del orificio obturador
A trocánter mayor
Plexo sacro; L5, S1,
S2
MP
Obturador interno Pubis, isquion, margen del
orificio obturador A fémur
posterosuperior
Nervio obturador;
L3, L4
MP
Pectíneo Línea pectínea en el pubis
A parte inferior del trocánter
menor
Nervio femoral; L2-L4 MP MP
Piriforme Sacro anterolateral A parte
superior del trocánter mayor
S1, S2, L5 Ast MP
Psoas Apófisis transversas, cuerpo
de L1-L5, T12 A trocánter
menor
Nervio femoral; L1-L3 MP Ast
Cuadrado femoralTuberosidad isquiática A
trocánter mayor
Plexo sacro; L4, L5,
S1
MP
Recto femoral Espina ilíaca antero-inferior A
rótula, tuberosidad tibial
Nervio femoral; L2,
L3, L4
MP Ast
Sartorio Espina ilíaca antero-superior A
pata de ganso
Nervio femoral; L2, L3 MP Ast MP
Semimembranoso Tuberosidad isquiática A
cóndilo medial de la tibia
Rama tibial del nervio
ciático; L5, S1, S2
MP Ast
Semitendinoso Tuberosidad isquiática A pata
de ganso
Rama tibial del nervio
ciático; L5, S1, S2
MP Ast
Tensor de la
fascia lata
Espina ilíaca antero-superior A
tracto iliotibial
Nervio glúteo
superior; L4, L5, S1
Ast Ast MP

199. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 187
la función de los abductores resulta en una alteración leve a
moderada de la función de los abductores (95). Si los abduc-
tores son débiles, habrá una inclinación excesiva en el plano
fr
ontal, con la parte alta en el lado más débil (87). Los abduc-
tores del lado de apoyo trabajan para mantener la pelvis ni
­-
velada y evitar cualquier inclinación. Adicionalmente las fuer-
zas de cizallamiento que actúan en la articulación sacroilíaca aumentarán en for
ma considerable, y el individuo caminará
con mayor bamboleo a los costados.
El grupo de músculos de los abductores trabaja para ayudar
a cruzar el muslo a través del cuerpo, como se ve con frecuen-
cia en el baile, soccer, gimnasia y natación. Los aductores, si
­­-
mi­lar posición de la pelvis durante la marcha. Los aductores como grupo constituyen una gran masa muscular, y todos los múscu
­-
los se originan en el hueso pélvico y transcurren hacia abajo por la par
te medial del muslo. Aunque los aductores son
importantes para actividades específicas, se ha demostrado que una reducción en 70% en la función de los aductores del muslo causa solamente una ligera a moderada alteración en la función de la cadera (95).
Los músculos aductores incluyen el gracilis, en la por -
ción medial del muslo; el aductor largo, en la parte anterior
del mus
­lo; el aductor corto, en medio del muslo, y el aduc­‑
tor mayor, en la parte posterior del muslo interno. En la parte pr
oximal de la ingle está el pectíneo, previamente descrito en
breve por su papel como flexor de la cadera. Los aductores se encuentran activos durante la fase de desplazamiento ya que ayudan a desplazar la pierna hacia adelante (151), y si se encuentran tensos puede resultar en marcha en tijera, cau-
sando una marcha entrecruzada.
Los
aductores trabajan con los abductores para equilibrar
la pelvis. Los abductores de un lado de la pelvis trabajan junto con los aductores del lado opuesto para mantener la posición pélvica y evitar inclinaciones. Como se mencionó antes, los abductores y aductores deben estar equilibrados en fuerza y flexibilidad de manera que la pelvis pueda balancearse de lado a lado. En la figura 6-15 se ilustra cómo los desequilibrios en la abducción y aducción pueden inclinar la pelvis. Si los abduc-
tores superan en fuerza a los aductores ya sea por contractura o desequilibrio en la fuerza, la pelvis se inclinará hacia el
lado
con el abductor contraído y más fuerte. La contractura o des-
equilibrio en fuerza de aductores produce un efecto similar en la dir
ección opuesta. Los aductores también trabajan en los
flexores y extensores de la cadera para mantener la posición de los miembros y contrarrestar la rotación de la pelvis cuando el miembro de adelante está flexionado y el miembro de atrás está extendido en la fase de doble apoyo de la marcha (122).
La rotación externa del muslo es importante para preparar
una producción de poder en la extremidad inferior puesto que sigue al tronco durante la rotación. Los músculos prin-
cipalmente responsables de la rotación externa son el glúteo mayor
, obturador externo y cuadrado femoral. El obturador
interno, gemelo superior e inferior y el piriforme contribu-
yen a la rotación externa cuando el muslo está extendido. El pirifor
me también abduce la cadera cuando la cadera está fle
­
xionada y crea el movimiento de levantamiento de la pierna en
abducción con los dedos de los pies apuntando hacia arriba
en rotación externa. Puesto que la mayoría de estos músculos
desde la posición de cuclillas, correr y levantarse de una silla. Esto también ocur
re en una posición óptima de longitud-ten-
sión con hiperextensión del muslo y rotación externa (151).
El glúteo mayor par
ece ser el principal controlador de la
pelvis durante la marcha, en lugar de contribuir significati-
vamente a la generación de fuerzas de extensión. Puesto que el muslo se encuentra casi en extensión durante el ciclo de la

marcha, la función del glúteo mayor es principalmente exten-
sión del tronco e inclinación posterior de la pelvis. En el golpe del
pie cuando el tronco se flexiona, el glúteo mayor impide
que el tronco caiga hacia adelante. Ya que el glúteo mayor también rota externamente el muslo, la rotación interna coloca al músculo en tensión. La pérdida de función del músculo
glúteo mayor no altera de manera significativa la fuerza en extensión del muslo ya que los isquiotibiales dominan la pr
o-
ducción de fuerza en extensión (95).
Por
último, ya que los flexores y extensores controlan a la
pelvis de forma anteroposterior, es importante que se encuen-
tren balanceados tanto en fuerza y flexibilidad de manera que la
pelvis no sea traccionada hacia adelante o hacia atrás como
resultado de una mayor fuerza o menor flexibilidad de un grupo muscular.
La abducción del muslo es un movimiento importante en
muchas habilidades de danza y gimnasia. Durante la marcha, los músculos abductores son más importantes en su papel como estabilizadores de la pelvis y muslo. Los abductores pueden elevar el muslo lateralmente en el plano frontal, o
si el pie se encuentra en el suelo, pueden mover la pelvis sobre el
fémur en el plano frontal. Cuando hay abducción, como al
hacer el movimiento de split sobre el suelo, ambas articula -
ciones de la cadera se desplazan el mismo número de grados en abducción, aunque sólo un miembr
o se haya movido. El
ángulo relativo entre el muslo y el tronco es el mismo en ambas articulaciones de la cadera en abducción puesto que la pelvis se mueve en respuesta a la abducción iniciada en una articulación de la cadera.
El principal abductor del muslo en la articulación de la
cadera es el glúteo medio. Este músculo con múltiples vientres se contrae durante la posición de equilibrio a caminar, correr y saltar para estabilizar la pelvis de forma que no se caiga durante la fase de la marcha que no involucra la fase de equilibrio. Esto es importante para todas las articulaciones y segmentos de la ex
­‑
tremidad superior puesto que un glúteo medio débil puede causar cambios como caída de la pelvis contralateral y mayor

aducción femoral y rotación interna, que puede causar incre-
mento en el valgo de la rodilla, movimiento lateral excesivo de la r
ótula y mayor aducción y rotación femoral interna,
que puede causar mayor valgo de la rodilla, posición lateral excesiva de la rótula y mayor rotación tibial y pronación en el pie (43). La efectividad del músculo glúteo medio está deter-
minada por su ventaja mecánica. Es más efectivo si el ángulo de
inclinación del cuello femoral es menor a 125°, toman
­do la
inserción más lejos de la articulación de la cadera, y también es más efectivo por la misma razón en una pelvis ancha (132).

Al incrementar la ventaja mecánica del glúteo medio, también mejora la estabilidad de la pelvis durante la marcha.
El glúteo menor, tensor de la fascia lata y piriforme tam -
bién contribuye a la abducción del muslo, siendo el glúteo menor el más activo de los tr
es. Una reducción del 50% en

200. 188 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
FUERZA DE LOS MÚSCULOS
DE LA ARTICULACIÓN DE LA CADERA
Los músculos de la cadera generan la mayor cantidad de fuerza
en los movimientos de extensión. El músculo más grande del
cuerpo, el glúteo mayor, se combina con los isquiotibiales para
producir la extensión de la cadera. La fuerza de extensión es
máxima con la cadera flexionada a 90° y disminuye a cerca de
la mitad conforme el ángulo de flexión de la cadera se apro-
xima a 0° o la posición neutral (151). La fuerza de extensión
también
depende de la posición de la rodilla puesto que los
isquiotibiales cruzan la articulación de la rodilla. La contribu-
ción de los isquiotibiales a la fuerza de extensión de la cadera
se incr
ementa con las rodillas extendidas (74).
Muchos músculos contribuyen a la fuerza de flexión de la
cadera, pero la mayoría de ellos lo hace en forma secundaria.
La fuerza de flexión de la cadera es generada de manera prin-
cipal por el poderoso músculo iliopsoas, aunque su fuerza dis-
minuye con la flexión del tronco. Adicionalmente, la fuerza de
flexión del muslo puede aumentar si la flexión en la ar
ticula-
ción de la rodilla incrementa la contribución del recto femoral
a la fuerza de flexión. La fuerza de abducción es máxima desde

la posición neutral y disminuye más de la mitad en abducción
a 25° (151). Esta disminución está asociada con reducción en
la longitud muscular aunque la capacidad del glúteo medio
se inserta a la parte anterior de la pelvis, también ejercen con­-
siderable control sobre la pelvis y sacro.
La r
otación interna del muslo es básicamente un movi-
miento débil. Es un movimiento secundario de todos los
músculos que al contraerse pr
oducen esta acción articular.
Los dos músculos mayormente involucrados en la rotación
inter
na son el glúteo medio y el glúteo menor. La rotación in
­‑
terna también es ayudada por las contracciones del gracilis, aductor lar
go, aductor mayor, tensor de la fascia lata, semi -
membranoso y semitendinoso.
Los músculos del tr
onco, pelvis y cadera también trabajan
juntos para controlar la posición de la pelvis. La pelvis sirve como una conexión entre las vértebras lumbares y la cadera y debe ser estabilizada por la musculatura del tronco o muslo para mantener su posición (134). Por ejemplo, a inicio del levantamiento, el glúteo máximo se contrae para estabilizar
la pelvis de forma que los extensores espinales puedan exten-
der el tronco al incorporarse. El glúteo mayor también esta-
biliza la pelvis en la rotación del tronco (111). Al ponerse de pie, la pelvis es mantenida en una posición ver
tical pero pue
­‑
de asumir una variedad de posiciones inclinadas. Los músculos r
ecto femoral y los dorsales del tronco pueden jalar la pelvis
anteriormente, y los glúteos y abdominales pueden jalar la pelvis posteriormente si la pelvis se encuentra en una posición distinta a la neural vertical (42, 134).
Contractura
izquierda en
abducción
(glúteo medio)
Contractura
izquierda
en aducción
(aductor largo
y mayor)
Inclinación pélvica lateral izquierda
Inclinación pélvica
lateral derecha
FIGURA 6-15
 Los abductores y aduc-
tores trabajan en parejas para mantener la
altura y equilibrio de la pelvis. Por ejemplo,
el abductor izquierdo trabaja con los aduc-
tores derechos y flexores laterales del tronco
para crear una inclinación lateral izquierda.
Si un grupo muscular abductor o aductor
es más fuerte que el grupo contralateral, la
pelvis se inclinará hacia el lado fuerte. Esto
también sucede cuando hay contractura de
grupo muscular.

201. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 189
en un estiramiento muy forzado con hiperextensión del muslo
y máxima flexión de la rodilla.
El éxito en el acondicionamiento de los extensores depende
de la posición del tronco y articulación de la rodilla. A mayor
flexión de la rodilla, menor contribución de los isquiotibiales
a la extensión, y mayor contribución del glúteo mayor. Por
ejemplo en una actividad de cuclillas parciales en los cuales los
extensores se utilizan excéntricamente para bajar el cuerpo y
concéntricamente para elevar el cuerpo, los isquiotibiales son
los contribuyentes más activos. En una posición de cuclillas
profunda, en la cual la flexión de la rodilla se incrementa a 90°
o más, el glúteo mayor se utiliza más ya que los isquiotibiales
son incapacitados por su menor longitud.
La posición del tronco es importante, y la actividad de los
isquiotibiales aumenta con la flexión de tronco ya que ésta
aumenta la fuerza tanto de los isquiotibiales como del glúteo
mayor. Los extensores se ejercitan mejor en la posición de pie
y con carga de peso puesto que son empleados en esta posi-
ción en la mayoría de las ocasiones y son uno de los grupos
muscular
es de propulsión en la extremidad inferior.
Los extensores pueden estirarse a nivel máximo con flexión
de la cadera acompañada de extensión completa de la rodilla.
El estiramiento del glúteo mayor puede incrementarse con
rotación interna y aducción del muslo.
Los abductores y aductores son difíciles de trabajar puesto
que trabajan en el equilibrio y posición pélvica de forma im
­-
portante. En la posición de pie, el muslo puede abducirse contra gravedad, per
o esto causará cambios dramáticos en la
posición de la pelvis y la persona perderá el equilibrio. Los aductores representan un problema incluso mayor. Es muy difícil colocar los aductores de forma que trabajen contra gra
­-
vedad ya que los abductores son responsables de bajar el miembr
o a un costado luego de abducirlo. En consecuencia,
la posición supina es mejor para fortalecimiento y estiramiento de los abductores y aductores. Puede brindarse resistencia ma­-
nualmente o mediante una máquina de ejercicio con resisten-
cia externa al movimiento.
Los abductor
es y aductores pueden ejercitarse desde la
posición acostada de lado para que puedan trabajar contra gravedad. Esta posición requiere estabilización de la pelvis
y espalda baja. Es complicado ejercitar los abductores o aduc-
tores de un lado sin trabajar también el otro lado; ambos lados son afectados de igual manera debido a la acción de la pelvis.

Por ejemplo, la abducción a 20° en la articulación de la cadera del lado derecho resulta en abducción de 20° de la cade-
­ra izquierda debido al movimiento acompañante de inclina-
ción de la pelvis.
Los r
otadores de muslo son los más complicados en tér-
minos de acondicionamiento puesto que es muy difícil aplicar r
esistencia a la rotación. Se recomienda la posición sentada
para fortalecer los rotadores ya que éstos son fuertes en esta posición y puede aplicarse resistencia con facilidad a la rota-
ción a la pierna ya sea con ligas o de modo manual. Dado que los r
otadores internos pierden efectividad en la posición
supina extendida, definitivamente deben ejercitarse con la persona sentada. Ambos grupos musculares deben ser esti-
rados de la misma forma en que son fortalecidos, utilizando la acción ar
ticular opuesta al estiramiento. Sin embargo estos
ejercicios pueden estar contraindicados en individuos con dolor de rodillas, en especial a nivel patelofemoral.
para abducir la pierna mejora como consecuencia de una mejoría en la dirección de tracción muscular. La producción de fuerza del movimiento de abducción también puede incre-
mentarse si es realizada con el muslo flexionado (151). Se ha r
eportado que la fuerza de abducción es mayor en el miembro
dominante que en el no dominante (70, 114).
El potencial para el desarrollo de fuerza de aducción es
sustancial ya que los músculos que contribuyen al movimiento son masivos como grupo y los aductores pueden desarrollar más fuerza que los abductores (96). Sin embargo, la aducción no es el principal contribuyente a muchos movimientos o actividades deportivas, así que recibe mínima carga o reforza-
miento en las actividades. Los valores de fuerza de aducción son mayor
es desde una posición con ligera aducción al estirar
el grupo muscular.
La fuerza de los rotadores externos es 60% mayor que
la de los rotadores internos excepto en flexión de la cadera,
en la cual los rotadores internos son un poco más fuertes (151). La pr
oducción de fuerza de ambos rotadores, internos
y externos, es mayor en la posición sentada que en supina.
ACONDICIONAMIENTO DE LOS MÚSCULOS
DE LA ARTICULACIÓN DE LA CADERA
Los músculos que rodean la articulación de la cadera reciben
cierto acondicionamiento durante la marcha, al levantarse de
o sentarse en una silla, y al realizar otras actividades comunes
de la vida diaria, como subir escaleras. La musculatura de la
cadera debe estar equilibrada de forma que los extensores no
sobrepasen en potencia a los flexores, y los abductores sean
equivalentes a los aductores. Lo anterior asegura suficiente
control sobre la pelvis. En la figura 6-16 se muestran ejemplos
de ejercicios de estiramiento y fortalecimiento para los múscu-
los de la articulación de la cadera.
Puesto que
los músculos de la cadera se utilizan en todas
las actividades de apoyo, es mejor diseñar ejercicios utilizando
cadena cinética cerrada. En este tipo de actividad, el pie o
pies se encuentran en contacto con la superficie (por ejem-
plo el suelo), y las fuerzas se aplican al sistema a nivel del pie
o pies. Un ejemplo de ejercicio de cadena cerrada es el levan-
tamiento de peso desde la posición de cuclillas. Un ejemplo
de ejer
cicio cinético de cadena abierta es alguno empleando
una máquina, en el cual los grupos musculares mueven el
miembro a través de un arco de movimiento prescrito. Por
último, muchos músculos que actúan en dos articulaciones
funcionan precisamente en la cadera, así que debe ponerse en
el posicionamiento de la articulación contigua para maximizar
un ejercicio de estiramiento o fortalecimiento.
Los flexores se ejercitan mejor en una posición supina o
colgando de forma que el muslo pueda ser elevado contra gra-
vedad o levantando toda la parte superior del cuerpo. Los fle-
xores de la cadera se usan mínimamente en una actividad que
implica
agacharse, como las cuclillas, en la cual hay flexión del
muslo, ya que los extensores controlan el movimiento excén-
tricamente. Debido a que los flexores de la cadera se unen al
tr
onco y cruzan la articulación de la rodilla, su contribución
a la flexión puede aumentarse con el tronco en extensión. La
flexión de la rodilla también incrementa la flexión del muslo.
Es fácil estirar los flexores tanto con el tronco y muslo colo-
cados en hiperextensión. El recto femoral puede ser colocado

202. 190 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Grupo muscular Ejemplo de ejercicio de estiramiento Ejemplo de ejercicio de fortalecimiento
Flexores
de la cadera
Extensores
de la cadera
Elevación de glúteos
Otros ejercicios
Resistencia manual
Flexión de cadera con
banda elástica
Curl de pierna con 
sentadilla
Elevación de piernas colgando
Máquina para flexores de la cadera
FIGURA 6-16 Ejemplos de ejercicios de estiramiento y fortalecimiento para los grupos musculares
seleccionados.

203. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 191
Grupo mu scular Ejemplo de ejercicio de estiramiento Ejemplo de ejercicio de fo rtalecimiento
Abductores
de la cadera
Máquina para abductores
Aductores
de la cadera
Rotadores
de la cadera
Otros ejercicios
Balanceo de pierna
(con banda elástica)
Balanceo de pierna
(con banda elástica)
Apretón de balón
Máquina para aductores
FIGURA 6-16 Ejemplos de ejercicios de estiramiento y fortalecimiento para los grupos musculares
seleccionados. (Continuación)

204. 192 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Las posiciones funcionales del sacro y pelvis también son
importantes para mantener a la extremidad inferior sin lesio-
nes. Una pierna funcionalmente acortada puede ser resul­-
tado de rotación posterior del ilion ipsilateral, rotación anterior
del ilion contralateral, movimiento superior del ilion del mis­-
mo lado, torsión sacra hacia atrás o hacia adelante del mismo lado, o flexión sacra del lado opuesto (129). Una pier
na con
acortamiento funcional requiere ajustes en todo el miembro inferior, creando estrés en las articulaciones sacroilíaca, rodilla y pie.
La articulación de la cadera puede soportar grandes car-
gas, pero cuando hay desequilibrio muscular por fuerzas excesivas pueden sobr
evenir lesiones. Por ejemplo en una
situación de mucha fuerza con flexión, aducción y rotación interna, puede haber dislocación posterior. Caer sobre un miembro en aducción con la rodilla flexionada o detenerse en forma abrupta sobre el miembro que carga peso puede forzar la cabeza femoral sobre el borde posterior del acetá-
bulo, resultando en subluxación de la cadera (5). Las activi-
dades con mayor propensión a dislocación de la cadera son actividades en posición encor
vada, con piernas cruzadas o al
levantarse de un asiento bajo (112). Rara vez se presentan las dislocaciones o subluxaciones anteriores.
Asimismo deben tenerse en cuenta varias condiciones de la
cadera relacionadas con la edad al trabajar con niños o adultos mayores. En niños de 3 a 12 años puede encontrarse la condi-
ción llamada enfermedad de Legg-Calvé-Perthes (142). En esta condición, también llamada
coxa plana, la cabeza femoral
se degenera y se daña la epífisis femoral proximal. Este tras-
torno afecta a varones cinco veces más frecuentemente que a las niñas, y por lo general ocur
re sólo en un miembro (2). Es
causada por traumatismo articular, sinovitis o inflamación de la cápsula, o por alguna condición vascular que limita el flujo sanguíneo a la zona.
La epifisitis por desplazamiento de la cabeza femoral es
otro trastorno que puede afectar a niños de 10 a 17 años. Por lo general es causada por algún evento traumático que fuerza al cuello femoral en rotación externa, o puede ser provocada por alteraciones en las placas de cartílago de crecimiento (2). Esto inclina la cabeza femoral hacia atrás y medialmente e inclina la placa de crecimiento hacia adelante de modo vertical, pro
­duciendo dolor persistente en la parte anterior del muslo.
Una persona con este trastorno camina con una marcha en r
otación externa y tiene limitación a la rotación interna con el
muslo en flexión y abducción (142). Este deslizamiento puede ocurrir en un jugador de béisbol que alcanza la base con el pie izquierdo fijado en rotación interna mientras el tronco y
la pelvis rotan en la dirección opuesta.
El último trastorno importante de la niñez es la disloca-
ción congénita de cadera, un trastorno que afecta a niñas con mayor fr
ecuencia que a niños (142). Esta condición
usualmente se diagnostica temprano en cuanto el lactante coloca peso sobre la extremidad inferior. La articulación de la cadera sufre subluxación o se disloca sin motivo aparente. El muslo no se puede abducir, la pierna se acorta y por lo general la marcha es claudicante. Por fortuna esta condición se puede corregir con facilidad con una órtesis en abducción.
Un trastorno relacionado con la edad que puede verse con
frecuencia en la articulación de la cadera es la osteoartritis
de la cadera en adultos mayores. Esta condición resulta en
POTENCIAL DE LESIÓN DEL COMPLEJO
ARTICULAR PELVIS Y CADERA
Las lesiones a las articulaciones de la pelvis y cadera represen-
tan un pequeño porcentaje de las lesiones del miembro pél-
vico. De hecho, las lesiones por sobreuso en esta área repre-
sentan sólo 5% de las lesiones de todo el cuerpo (128). Esto
puede
deberse al fuerte apoyo ligamentario, apoyo muscular
significativo y características estructurales sólidas de la región.
Las lesiones a la pelvis ocurren principalmente en respuesta
a función anormal que carga en forma excesiva áreas de la pel-
vis. Esto puede causar irritación del sitio de inserción muscular,
y en adolescentes un tipo de lesión más común es fractura por

avulsión de la apófisis, o sobrecrecimiento óseo. La apofisitis
ilíaca es un ejemplo de dichas lesiones, en la cual un excesivo
balanceo del brazo al caminar causa rotación excesiva de la
pelvis, creando estrés sobre el sitio de inserción del glúteo
medio y el tensor de la fascia lata en la cresta ilíaca (128). Esto
también puede ocurrir en la cresta ilíaca como resultado de un
golpe directo o por una contracción súbita y violenta de los
abdominales (3, 103). Una contusión o puntero en la cadera
resulta cuando la cresta ilíaca anterior recibe un traumatismo
directo. La apofisitis, o inflamación de una apófisis, también
puede complicarse en la fractura por estrés.
Otro sitio en la pelvis que puede sufrir apofisitis o fractura
por estrés es la espina ilíaca anterosuperior, donde se inserta
el sartorio (103) y se desarrollan altas tensiones en activida-
des como correr rápidamente en las cuales hay extensión de
la cadera y flexión de la r
odilla vigorosas. En la espina ilíaca
anteroinferior, el recto femoral puede producir el mismo tipo
de lesión en una actividad como patear.
Puede producirse fractura por estrés de las ramas púbicas
por contracciones fuertes de los aductores, a menudo aso-
ciadas a dar pasos muy largos al correr (158). Por último,
los isquiotibiales pueden ejer
cer suficiente fuerza para crear
una fractura por avulsión sobre la tuberosidad isquiática.
Comúnmente llamada fractura del vallista o saltador de
obstáculos, la lesión de la tuberosidad isquiática también es
frecuente al esquiar en agua (5). Todas estas lesiones son más
comunes en actividades como correr, saltar, soccer, futbol
americano, baloncesto y patinaje artístico, en los cuales se
requieren movimientos rápidos y bruscos (103).
La articulación sacra y sacroilíaca puede fallar como resul-
tado de una lesión o mala postura. Si uno toma una postura
con los hombr
os y la cabeza hacia adelante, el centro de grave-
dad del cuerpo se desplaza hacia adelante. Esta mayor curva
­
tura de la columna lumbar produce laxitud de ligamentos a
nivel dorsal y sacroilíaco, y coloca estrés sobre los ligamentos anteriores (39). Además cualquier asimetría esquelética como puede ser un acortamiento de miembro pélvico, produce laxi-
tud ligamentaria en la articulación sacroilíaca (129).
Cuando hay movilidad excesiva, se transmiten grandes fuer-
zas a la articulación sacroilíaca, produciendo una inflamación ar
ticular llamada sacroileítis. La inflamación articular puede
ocurrir en actividades como el salto de longitud, en el cual se aterriza sobre la pierna extendida a nivel de la rodilla. Al mismo tiempo se tiene la cadera flexionada o con flexión extrema
del tronco combinada con flexión lateral (129). La articulación sacr
oilíaca también se vuelve sumamente móvil en mujeres
embarazadas, haciéndolas más susceptibles a sufrir esguince sacroilíaco (59).

205. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 193
Ya que los aductores de la cadera derecha trabajan con
los abductores de la cadera izquierda y viceversa, cualquier
desequilibrio causa una postura asimétrica. Por ejemplo un
abductor derecho débil crea una inclinación lateral pélvica,
con el lado derecho hacia arriba y el lado izquierdo hacia
abajo. Esto coloca estrés sobre la cadera lateral, permitiendo el
desarrollo de bursitis. El dolor en la parte externa de la cadera
es acentuado en los casos de bursitis trocantérica cuando las
piernas son cruzadas.
La bursitis isquiática puede ocurrir por estar sentado
mucho tiempo y es agravada por caminar, subir escaleras y
flexionar el muslo. Por último, la bursitis iliopectínea puede
desarrollarse en reacción a un músculo iliopsoas tenso o por
osteoartritis de la cadera (142).
Dos lesiones adicionales de tejidos blandos que pueden
observarse en bailarines y corredores de largas distancias son
el dolor lateral de la cadera creado por los síndromes de la
banda iliotibial y el de chasquido de la cadera. La tensión
sobre la banda iliotibial ocurre porque los bailarines calientan
con la cadera en abducción y rotación externa. Tienen escasas
rutinas de flexión y extensión para el calentamiento y baile. La
tensión en la banda iliotibial resulta con aducción y rotación
interna del muslo, movimientos que son en extremo limitados
en cuanto a técnicas de baile (135). El síndrome de la banda
iliotibial también puede ser resultado de tensión excesiva
sobre el tensor de la fascia lata al abducir la cadera mientras se
carga el peso sobre una sola pierna. La cadera con chasquido
también produce con frecuencia un sonido de “click” cuando
la cápsula de la cadera se mueve o el tendón del iliopsoas chas-
quea sobre una superficie ósea.
Las lesiones óseas de la cadera por lo general son r
esultado
de una contracción muscular fuerte que crea una fractura por
avulsión. Las fracturas por estrés pueden ocurrir en la región
de la cadera y son más frecuentes en atletas que compiten
en pruebas de resistencia, en especial las mujeres (25). Las
fracturas por estrés del cuello femoral representan 5 a 10% de
todas las fracturas por estrés (97). Una fractura por estrés a la
parte medial e inferior del cuello femoral puede encontrarse
en pacientes jóvenes y es causada por altas fuerzas de com-
presión. En el adulto mayor, las fracturas por estrés del cuello
femoral son más fr
ecuentes en la parte superior y son causa-
das por fuerzas de alta tensión (3). Los abductores pueden
causar una fractura por avulsión en el trocánter mayor, y el
iliop
­soas puede ejercer suficiente fuerza para condicionar una
fractura por avulsión en el trocánter menor (3, 142). Las frac -
turas por estrés también pueden ocurrir en el cuello femoral. Se piensa que esas fracturas por estr
és pueden relacionarse a
algún tipo de necrosis avascular en la cual el flujo sanguíneo es limitado o existe alguna deficiencia hormonal que reduce la densidad ósea en el cuello (87). Las fracturas por estrés en este sitio causan dolor en la zona de la ingle.
La articulación de la rodilla
La articulación de la rodilla soporta el peso del cuerpo y trans-
mite las fuerzas del suelo, mientras permite un gran rango de movimiento
entre el fémur y la tibia. En la posición extendida,
la articulación de la rodilla es estable debido a su alineación
degeneración del cartílago articular y del hueso subcondral
subyacente, estrechando el espacio articular, y con crecimiento
de osteofitos adentro y alrededor de la articulación. Esta con-
dición afecta a millones de adultos mayores, causando impor-
tante dolor y molestia durante la carga de peso y actividades
caminando. Para disminuir el dolor en la ar
ticulación, las
personas a menudo asumen una posición en flexión, aducción
y rotación externa o cualquier posición que cause la menor
tensión en la cadera.
Más de 60% de las lesiones de la cadera ocurre en tejidos
blandos (87). De estas lesiones, 62% ocurre corriendo, 62%
se asocia con alineación en varo de la extremidad inferior,
y 30% se asocia con discrepancia en la longitud de los miem-
bros pélvicos (87). Estas lesiones por lo general son disten-
siones musculares, tenditinis en las inser
ciones musculares,
o bursitis (25).
La lesión más común de tejidos blandos que ocur
re en
la región de la cadera es la tendinitis del glúteo medio, con
mayor frecuencia en mujeres como resultado de tracción exce-
siva del glúteo medio al correr (21, 87). La tendinitis patelar
también se obser
va con frecuencia en actividades como salto
de obstáculos, en el cual el miembro inferior se coloca en posi-
ción de máxima flexión de la cadera y extensión de la rodilla.
Puede suceder en car
rera de velocidad o en pendientes así
como en individuos que compiten y tienen mala flexibilidad o
acondicionamiento de este grupo muscular.
La tendinitis del iliopsoas puede ocurrir en actividades
como carrera de velocidad, en la que se realiza flexión rápida
y forzada del músculo o éste es utilizado en forma excéntrica
para enlentecer una extensión rápida a nivel de la cadera. Los
aductores a menudo sufren desgarros en actividades como
soccer, en las cuales la extremidad inferior sufre abducción y
rotación externa súbita en preparación para el contacto con
el balón. Las lesiones del recto femoral pueden ocurrir en
una flexión forzada del muslo, como ocurre en carreras de
velocidad, y en una hiperextensión del muslo, como en la fase
preparatoria para una patada.
La distensión del piriforme puede ser causada por rotación
externa y abducción excesivas cuando el muslo está flexio-
nado. Esto condiciona dolor a la aducción, flexión y rotación
inter
na del muslo, pudiendo desarrollarse síndrome del piri-
forme. Este último consiste en pinzamiento del nervio ciático
agravado por movimientos de r
otación interna y externa del
muslo al caminar (21, 87). El síndrome también puede ocu-
rrir por una pierna funcionalmente más corta que prolonga al
pirifor
me y luego lo estira al caer la pelvis sobre la pierna más
corta. La irritación del nervio ciático causa dolor en la zona
glútea que puede irradiarse por la parte posterior del muslo
y pierna.
Otras lesiones de tejidos blandos de la región de la cadera
se observan en la bursa. La más común de éstas es la bursitis
trocantérica mayor, causada por hiperaducción del muslo.
Esto puede ocurrir por correr cruzando demasiado las piernas
en cada paso, desequilibrio entre los aductores y abductores,
correr en superficies suaves, tener una discrepancia en miem-
bros pélvicos, o pisar sobre la parte externa del pie durante
la fase de apoyo de la mar
cha o al caminar (22, 128). Es en
especial muy común en corredores con pelvis ancha, un ángu
­-
lo Q grande, y desequilibrio entre abductores y aductores (22, 128).

206. 194 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
encajan perfectamente, pero la tibia y fémur lateral no ajustan
bien ya que ambas superficies son convexas (147). Esta dife-
rencia estructural es uno de los determinantes de la rotación ya
que
el cóndilo lateral tiene una mayor excursión a la flexión y
extensión de la rodilla.
Dos meniscos fibrocartilaginosos separados se encuentran
entre la tibia y el fémur. Como se muestra en la figura 6-18,
el menisco lateral es ovalado, con inserción en los cuernos
anterior y posterior (52, 165). También recibe inserciones
musculares del cuádriceps femoral anteriormente y del múscu
­-
lo poplíteo y ligamento cr
uzado posterior (LCP) después.
El menisco lateral ocupa un mayor porcentaje del área en el compartimiento lateral que el menisco medial en el comparti-
miento medial. Además el menisco medial es más móvil, capaz de
moverse más del doble de la distancia del menisco medial
en dirección anteroposterior (165).
El menisco medial es más grande y tiene forma de media
luna, con una amplia base de unión en los cuernos anterior y posterior mediante los ligamentos coronarios (Fig. 6-18). Se conecta anterior al cuádriceps femoral y al ligamento cruzado anterior (LCA), lateral al ligamento tibial colateral y al múscu­-
lo semimembranoso posteriormente (165).
Ambos meniscos tienen for
ma de cuña debido a su mayor
grosor en la periferia. Los meniscos están conectados uno a otro a nivel de los cuernos anteriores por el ligamento trans -
verso. Los meniscos reciben irrigación a los cuernos en los extr
emos anterior y posterior de los arcos de cada menisco
pero no tienen irrigación en la porción interna del fibrocar-
tílago. Por tanto si ocurre un desgarro en la periferia de los meniscos
sí puede haber curación, a diferencia de desgarros en
la porción interna y más delgada del menisco.
Los meniscos son importantes en la articulación de la
rodilla. Incrementan la estabilidad articular profundizando
la superficie de contacto con la tibia. Participan en la absor-
ción del choque al transmitir la mitad de la carga en exten-
sión completa y una parte importante de la carga en flexión (169). En flexión, el menisco lateral se lleva la mayor par
te de
la carga. Al absorber parte de la carga, el menisco protege al car
tílago articular subyacente y hueso subcondral. El menisco
transmite la carga a través de la superficie articular, disminu-
yendo el peso por unidad de área en los sitios de contacto tibiofemoral (52). El ár
ea de contacto en la articulación es
reducida en dos tercios cuando los meniscos se encuentran ausentes. Esto aumenta la presión en las superficies de con-
tacto e incrementa la susceptibilidad a lesiones (115). Durante situaciones de baja car
ga, el contacto es principalmente en el
menisco, pero en situaciones con alta carga, la zona de con
­
tacto incrementa, y 70% de la carga sigue estando sobre el
menisco (52). El menisco lateral soporta un porcentaje signi-
ficativamente mayor del peso.
El menisco también mejora la lubricación a nivel ar
ticular.
Actuando como mecanismo para llenar espacio, permite la dispersión de mayor líquido sinovial a la superficie de la tibia y fémur. Se ha demostrado 20% de incremento en la fricción dentro de la articulación al retirar el menisco (169).
Por último, el menisco limita el movimiento entre la tibia
y el fémur. En flexión y extensión, los meniscos se mueven junto con los cóndilos femorales. Al flexionarse la pierna, los
vertical, la congruencia de las superficies articulares y el efecto
de la gravedad. En cualquier posición flexionada, la articula-
ción de la rodilla es móvil y requiere estabilización especial de
cápsula, ligamentos y músculos que r
odean a la articulación
(147). La articulación es susceptible a la lesión debido a las
demandas mecánicas que recibe y a que depende de tejidos
blandos para recibir apoyo.
Los ligamentos que rodean a la rodilla dan apoyo pasivo
al recibir carga sólo a la tensión. Los músculos soportan
a la articulación de manera activa y también reciben carga en
la
tensión, y el hueso ofrece apoyo y resistencia a las cargas
compresivas (100). La estabilidad funcional de la articulación
deriva de la restricción pasiva de los ligamentos, geometría
articular, los músculos activos y las fuerzas compresivas que
empujan a los huesos uno hacia otro.
Hay tres articulaciones en la región conocidas como arti-
culación de la rodilla: la tibiofemoral, la patelofemoral y la

tibioperonea superior (165). Las referencias óseas de la articu-
lación de la rodilla, tibia y peroné se ilustran en la figura 6-17.
ARTICULACIÓN TIBIOFEMORAL
La articulación tibiofemoral, comúnmente llamada la verda-
dera articulación de la rodilla, es la articulación que une los
dos huesos más lar
gos y fuertes del cuerpo, el fémur y la tibia
(Fig. 6-17). Se le ha llamado articulación doble condiloide o
de bisagra modificada que combina una articulación de bisa-
gra y una de pivote. En esta articulación, la flexión y extensión
ocur
ren de forma similar a la flexión y extensión de la articu
­
lación del codo. Sin embargo en la articulación de la rodilla, la
flexión es acompañada por una pequeña pero significativa cantidad de r
otación (147).
En el extremo distal del fémur hay dos superficies con-
vexas grandes, los cóndilos lateral y medial, separados por la

escotadura intercondilar en la parte posterior, y los surcos patelar o troclear en la parte anterior (147) (Fig. 6-17). Es importante revisar las características anatómicas de estos dos cóndilos puesto que sus diferencias y las correspondientes de la tibia explican la rotación de la articulación de la rodilla. El cóndilo lateral es más plano, tiene una mayor área de superfi-
cie, se proyecta en dirección más posterior, es más prominente en
forma anterior para mantener a la rótula en su lugar, y se
encuentra básicamente alineado con el fémur (165). El cón-
dilo medial se proyecta más distal y medialmente, es más largo en la dir
ección anteroposterior, forma un ángulo alejándose
del fémur en la parte posterior, y está alineado con la tibia (165). Arriba de los cóndilos a ambos lados se encuentran los epicóndilos, que son el sitio de inserción de la cápsula,
ligamentos y músculos.
Los cóndilos se apoyan en la faceta condilar o platillo
tibial, una superficie medial y lateral separada por un borde óseo llamado prominencia intercondilar. Este borde óseo sirve como sitio de inserción para ligamentos, centra la articu-
lación y estabiliza los huesos al cargar peso (165). La superficie medial de la meseta es oval, más grande, más lar
ga en la direc-
ción anteroposterior, y ligeramente cóncava para acomodar al cóndilo convexo del fémur
. La meseta tibial lateral es circular y
ligeramente convexa (165). Por tanto, la tibia medial y fémur

207. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 195
Extremo distal
del fémur
Peroné
Tibia
B
C
A
Maléolo medial
Articulación
patelofemoral
Cóndilo
femoral lateral
Meseta
tibial lateral
Peroné
Fémur
Rótula
Epicóndilo
Cóndilo femoral medial
Articulación tibiofemoral
Meseta tibial medial
Tuberosidad medial
Cóndilo femoral lateral
Surco rotuliano o troclear
Cóndilo femoral medial
Escotadura intercondilar
Meseta tibial lateral
Eminencia
intercondílea
Meseta tibial medial
Tuberosidad tibial
FÉMUR
TIBIA
Maléolo lateral
Maléolo medial
Borde interóseo
Superficie medial
Cresta
medial
Escotadura peronea
Eminencia intercondílea
Apófisis estiloides
Cóndilo lateral
Cóndilo medial
Faceta articular
para la tibia
Tuberosidad tibial
Cabeza
Línea del sóleo
MEDIAL LATERAL MEDIAL
FIGURA 6-17 La estructura de la articulación de la rodilla es compleja, con cóndilos asimétricos en la
porción distal del fémur que se articulan con facetas asimétricas de la meseta tibial. La rótula se mueve
sobre el surco troclear del fémur. Vistas anterior (A) y posterior (B) de la parte distal de la pierna y acerca-
miento de la articulación de la rodilla (C) para ilustrar la complejidad de las articulaciones.

208. 196 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
meniscos se mueven posteriormente debido a la rotación del
fémur y la acción muscular del poplíteo y semimembranoso
(169). Al finalizar el movimiento de flexión, los meniscos lle-
nan la porción posterior de la articulación, actuando como un
amor
tiguador de espacio. Lo contrario ocurre a la extensión.
El cuádriceps femoral y la rótula ayudan en el movimiento de
los meniscos hacia adelante y a la parte superficial. De manera
adicional, los meniscos siguen a la tibia durante la rotación.
La articulación tibiofemoral es apoyada por cuatro liga-
mentos principales, dos colaterales y dos cruzados. Estos li
­-
gamentos ayudan a mantener la posición relativa de la tibia y el fémur de for
ma que el contacto sea apropiado y en el
momento correcto. Véase la figura 6-19 para conocer las inser
­-
ciones, acciones e ilustración de estos ligamentos. Son las estr
ucturas pasivas que soportan carga de la articu
­lación que
sirven como refuerzo de los músculos (100).
A los costados de la articulación se encuentran los liga-
mentos colaterales. El ligamento colateral medial (LCM) es
un ligamento plano y triangular que cubre una gran parte de
la sección medial de la articulación. El LCM apoya a la rodilla contra cualquier fuerza en
valgo (una fuerza dirigida medial-
mente que actúa sobre la parte lateral de la rodilla) y ofrece algo de r
esistencia a la rotación interna y externa (117). Se
encuentra tenso en la extensión, acorta su longitud apro
­
ximadamente 17% a la flexión total (166). El LCM ofrece
78% de la restricción total al valgo en la flexión a 25° de la rodilla (119).
El ligamento colateral lateral (LCL) es más delgado y
redondeado que el LCM. Ofrece mayor resistencia a la fuerza en varo (una fuerza lateral que actúa sobre el lado medial) en la rodilla. Este ligamento también esta tenso a la extensión y reduce su longitud aproximadamente 25% en flexión com-
pleta (166). El LCL ofrece 69% de la resistencia al varo en flexión de la r
odilla a 25° (119) y ofrece algo de apoyo a la
rotación lateral.
En extensión total, los ligamentos colaterales reciben apoyo
tensando las cápsulas posteromedial y pos
­terolateral, por lo
cual la posición extendida es la más estable (99). Ambos liga-
mentos colaterales se encuentran tensos en la extensión com-
pleta aun cuando la porción anterior del LCM también está
tensa en la flexión.
Los ligamentos cruzados son intrínsecos, se encuentran
dentro de la articulación en el espacio intercondilar. Estos liga-
mentos controlan los movimientos anteroposterior y rotacional
de la ar
ticulación. El LCA brinda la principal restricción al
movimiento anterior de la tibia con relación al fémur. Explica
85% de la restricción total en esta dirección (119). El LCA es
40% más largo que su contraparte, el LCP. Se elonga cerca de
7% conforme la rodilla se mueve de extensión a flexión en 90°
y mantiene la misma longitud hasta la máxima fle
­xión (166). Si
la articulación rotada de manera interna, la inserción del LCA se mueve anteriormente, elongando el ligamento un poco más. Con la articulación rotada de modo externo, el LCA no se elonga en flexión a 90° de la rodilla pero sí lo hace hasta 10% desde 90° hasta la flexión completa (166). Diferentes partes del
LCA se encuentran tensas en distintas posiciones de la rodi
­-
lla. Las fibras anteriores están tensas en extensión, las fibras medias lo están en r
otación interna, y las fibras posteriores están
tensas en flexión. El LCA en sí se considera tenso en la posi
­-
ción extendida (Fig. 6-20).
El LCP ofr
ece la principal resistencia al movimiento poste-
rior de la tibia sobre el fémur, explicando el 95% de la resisten-
cia total a este movimiento (119). Este ligamento reduce su longitud y se afloja 10% a 30° de flexión de la r
odilla y luego
mantiene esta longitud a todo lo largo de la flexión (166). El LCP incrementa su longitud 5% a la rotación interna de la articu
­lación hasta flexión a 60° y luego disminuye su longitud
en 5 a 10% conforme continúa la flexión. El LCP no es afec-
tado por la rotación externa en la articulación, manteniendo una longitud muy constante. Es estirado al máximo en el rango

de flexión de 45 a 60° (166) (Fig. 6-20). Al igual que el LCA, las fibras del LCP participan en distintas funciones. Las fibras posteriores se encuentran tensas en extensión, las fibras ante-
riores lo están en media flexión, y las fibras posteriores tensas en la flexión completa; sin embar
go, como un todo, el LCP
se encuentra tenso en la máxima flexión de la rodilla.
Fémur
Menisco
medial
Menisco
lateral
Tibia
Peroné
Ligamento
cruzado
anterior
Ligamento transverso
Menisco
medial
Menisco
lateral
Ligamento cruzado posterior
Ligamento meniscofemora
l
FIGURA 6-18 Dos meniscos fibrocartilaginosos se encuentran en
los compartimientos medial y lateral de la rodilla. El menisco medial
tiene forma de media luna, y el menisco lateral es ovalado para
corresponder con las superficies de la meseta tibial y las diferencias
en forma de los cóndilos femorales. Ambos meniscos tiene papeles
importantes en la articulación de la rodilla, ya que ofrecen absorción
del impacto, estabilidad y lubricación, e incrementan el área de con-
tacto entre la tibia y el fémur.

209. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 197
Menisco
lateral
Ligamento colateral
peroneo (lateral)
Cóndilo lateral
Menisco lateral
Peroné
Ligamento cruzado posterior
Ligamento cruzado anterior
Cóndilo medial
Ligamento tibial
colateral (medial)
Menisco medial
(cartílago semilunar)
Tendón rotuliano
Rótula
Tibia
Tendón del cuádriceps
Ligamento
cruzado
posterior
Ligamento
cruzado
anterior
Ligamento
coronario
(cortado)
Menisco
medial
Ligamento
colateral tibial
(medial)
Fémur
M. cuádriceps
femoral
Rótula
Cavidad sinovial
Cojinete graso
infrarrotuliano
Tendón rotuliano
Bursa profunda
infrarrotuliana
Bursa subcutánea
infrarrotuliana
Bursa prerrotuliana
supracutánea
Bursa
suprarrotuliana
Cápsula
articular
Membrana
sinovial
Menisco lateral
Tibia
Ligamento
colateral
peroneo
(lateral)
Ligamento
coronario
(cortado)
Ligament
A
C
B
Insertion Action
Anterior cruciate
Arcuate
Anterior intercondylar area of tibia TO medial
surface of lateral condyle
Lateral condyle of femur TO head of fibula
Prevents anterior tibial displacement; resists
extension, internal rotation, flexion
Reinforces back of capsule
Coronary Meniscus TO tibia Holds menisci to tibia
Medial collateral Medial epicondyle of femur TO medial condyle
of tibia and medial meniscus
Resists valgus forces; taut in extension; resists
internal, external rotation
Lateral collateral Lateral epicondyle of femur TO head of fibula Resists va rus forces; taut in extension
Patellar Inferior patella TO tibial tuberosity Transfers force from quariceps to tibia
Posterior cruciate Posterior spine of tibia TO inner condyle of
femur
Resists posterior tibial movement; resists flexion
and rotation
Posterior oblique Expansion of semimembranosus muscle Supports posteri or, medial capsule
Transverse Medial meniscus TO lateral meniscus in front Connects menisci to each other
FIGURA 6-19 Ligamentos de la articulación de la rodilla vistos desde las perspectivas anterior
(A), posterior (B) y medial (C).
Ligamento Inserción Acción
Cruzado anterior Zona intercondílea anterior de la tibia A superficie de
cóndilo lateral
Impide el desplazamiento tibial anterior; resiste la
extensión, rotación interna, flexión
Arqueado Cóndilo lateral del fémur A cabeza del peroné Refuerza la parte posterior de la cápsula
Coronario Meniscos A la tibia Fija los meniscos a la tibia
Colateral medial Epicóndilo medial del fémur A cóndilo medial de la
tibia y menisco medial
Resiste fuerzas en valgo; se tensa en extensión;
resiste rotación interna y externa
Colateral lateral Epicóndilo lateral del fémur A cabeza del peroné Resiste las fuerzas en varo; se tensa en extensión
Rotuliano Rótula inferior A tuberosidad tibial Transfiere fuerza del cuádriceps a la tibia
Cruzado posterior Espina tibial posterior A cóndilo femoral interno Resiste el movimiento tibial posterior; resiste la
flexión y rotación
Oblicuo posterior Expansión del músculo semimembranoso Apoya la cápsula posterior y medial
Transverso Menisco medial A menisco lateral al frente Conecta un menisco con otro

210. 198 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Ambos ligamentos cruzados estabilizan, limitan la rota-
ción y causan deslizamiento de los cóndilos sobre la tibia en
flexión. T
ambién ofrecen algo de estabilización contra las
fuerzas en varo y valgo. En la postura de pie, la epífisis tibial
se encuentra vertical, el fémur está alineado con la tibia y
tiende a deslizarse después. Una posición hiperextendida a
9° de flexión es inestable ya que el fémur se inclina luego y
tiene mínima restricción (100). Con una inclinación de 9° de
la tibia, el fémur se desliza anteriormente a una posición en la
cual es más estable y recibe apoyo de la rótula y el cuádriceps
femoral.
Otra estructura de apoyo importante que rodea la rodilla es
la cápsula articular. Siendo una de las cápsulas articulares más
grandes del cuerpo, es reforzada por múltiples ligamentos y
músculos, incluyendo el LCM, los ligamentos cruzados y el
complejo arqueado (165). Hacia el frente, la cápsula forma
un gran bolsillo que ofrece una amplia área a la rótula y es
llenado por el cojinete graso infrarrotuliano y la bursa infra -
rrotuliana. El cojinete graso ofrece un punto de resistencia en
el compar
timiento anterior de la rodilla.
La cápsula es rodeada por la membrana sinovial más gran
­-
de del cuerpo, que se forma embriónicamente a partir de tres
compartimientos separados (18). En 20 a 60% de la pobla-
ción, queda un pliegue permanente llamado plica, en la mem­-
brana sinovial (19). La localización común de la plica es
medial y superior a la r
ótula. Es suave y flexible y transcurre
sobre el cóndilo femoral en flexión y extensión. Si se lesiona,
puede volverse fibr
osa, y crear resistencia y dolor al movi-
miento (19). También hay más de 20 bursas adentro y alre -
dedor de la rodilla, que reducen la fricción entre músculo,
tendón y hueso (165).
ARTICULACIÓN PATELOFEMORAL
La segunda articulación en la región de la rodilla es la articu
­
lación patelofemoral, que consiste en la articulación de la ró­-
tula con el surco troclear del fémur. La rótula es un hueso
sesamoideo triangular r
odeado por los tendones del cuádri-
ceps femoral. El principal papel de la rótula es aumentar la ventaja mecánica del cuádriceps femoral (18).
La super
ficie articular posterior de la rótula está cubierta
por el cartílago más grueso que puede encontrarse en cual-
quier articulación del cuerpo (147). Una prominencia vertical de
hueso separa la parte inferior de la rótula en facetas medial
y lateral, cada una de las cuales puede a su vez dividirse en fa
­­-
ceta superior, media e inferior. Una séptima faceta, la faceta ir
regular, se encuentra en el extremo medial de la rótula (165).
La estructura de la rótula y la localización de estas facetas se pr
esentan en la figura 6-21. Durante la flexión y extensión
normal, estas facetas típicamente hacen contacto con el fémur.
La rótula está conectada con la tuberosidad tibial mediante
el resistente tendón rotuliano. Está unida al fémur y tibia mediante los pequeños ligamentos patelofemoral y pateloti-
bial, que en realidad son engrosamientos del retináculo exten-
sor que rodea la articulación (18).
La posición de la r
ótula y alineamiento de la extremidad
inferior en el plano frontal están determinados por la medi-
ción del ángulo Q (ángulo del cuádriceps). Como se ilustra
Fémur
Ligamento
cruzado
anterior
Peroné
Tibia
Ligamento
cruzado
posterior
Rodilla en extensión Rodilla en flexión
Ligamento cruzado anterior
Ligament
o
cruzado posterior
FIGURA 6-20 El ligamento cruzado anterior brinda restricción al
movimiento anterior de la tibia con relación al fémur. El ligamento cru-
zado posterior ofrece resistencia al movimiento posterior de la tibia
con relación al fémur.
Tendón del
cuádriceps
femoral
Rótula
Cojinete graso
infrarrotuliano
Ligamento rotuliano
Superior
Lateral
Inferior
Medial
Irregular
Bursa
FIGURA 6-21
 La rótula incrementa la ventaja mecánica del grupo
muscular del cuádriceps femoral. La rótula tiene cinco facetas (carillas)
o superficies articulares: superior, inferior, medial, lateral e irregular.

211. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 199
ARTICULACIÓN TIBIOPERONEA
La tercera y última articulación es la pequeña articulación ti­-
bio­per
articulación consiste en la articulación entre la cabeza del
peroné y la cara posterolateral e inferior del cóndilo tibial. Es
una articulación deslizante que se mueve en forma anteropos-
terior, superior e inferior, y que rota en respuesta a la rotación
de la tibia y el pie (131). El per
oné rota de manera externa y se
mueve en esa dirección y superior con la dorsiflexión del pie,
en la figura 6-22, el ángulo está formado por una línea trazada
desde la espina ilíaca anterosuperior del íleon hasta la mitad
de la rótula y una segunda línea desde la mitad de la rótula
hasta la tuber
osidad isquiática. El ángulo Q se forma ya que
los dos cóndilos se encuentran en posición horizontal sobre
la meseta tibial y ya que el cóndilo medial se proyecta más
distalmente, el fémur forma un ángulo lateral. En una alinea-
ción normal, la articulación de la cadera debe seguir centrada
ver
ticalmente sobre la articulación de la cadera a pesar que
la alineación anatómica del fémur se encuentre en ángulo
hacia afuera. El ángulo Q más eficiente para la función del
cuádriceps femoral es cercano a 10° en valgo (91). Si bien los
varones típicamente tienen ángulo Q de 10 a 14° en prome-
dio, en las mujeres el ángulo es 15 a 17°, se piensa que esto se
debe
principalmente a una pelvis más ancha (91). Sin embargo
una evaluación reciente del ángulo Q en hombres y mujeres
sugiere que la posición de la espina ilíaca antero-superior no se
encuentra significativamente más lateralizada en mujeres, y las
diferencias en valores entre hombres y mujeres son atribuibles
más bien a diferencias en estatura (58).
El ángulo Q representa el estrés del valgo actuando sobre
la rodilla, y si es excesivo, pueden ocurrir muchos proble-
mas patelofemorales. Cualquier ángulo Q mayor a 17° se
considera
excesivo y se llama genu valgo, o rodillas en “X”
(91). Un ángulo Q muy pequeño da como resultado rodillas
arqueadas, o genu varo.
Mediolateralmente, la rótula debe estar centrada en el
surco troclear, y si se desvía medial o lateral, pueden ocurrir
fuerzas de estrés anormales por la parte inferior. La posición
vertical de la rótula está determinada principalmente por
la longitud del tendón rotuliano medido desde el extremo
distal de la rótula a la tibia. La rótula alta es una alineación
tal y como su nombre lo indica, y se ha asociado a mayor
frecuencia de subluxación rotuliana. También existe su con-
traparte, la rótula baja.
Espina ilíaca
anterosuperior
Ángulo Q pequeño
no negativo
Ángulo Q > 17°
Parte media
de la rótula
Tuberosidad
tibial
8° Genu
varo
Genu
valgo
FIGURA 6-22
 El ángulo Q se mide
entr
e una línea desde la espina ilíaca
anterosuperior a la mitad de la rótula
y la proyección de una línea desde
la mitad de la rótula hasta la tube-
rosidad tibial. Los ángulos Q varían
desde 10 a 14° en varones y 15 a 17°
en mujeres. Ángulos Q muy pequeños
crean una condición llamada genu
varo o piernas arqueadas. Ángulos Q
grandes crean genu valgo, o rodillas
juntas.
Articulación
tibioperonea
FIGURA 6-23
 La articulación tibioperonea es una articulación
pequeña entre la cabeza del peroné y el cóndilo tibial. Se mueve en
forma anteroposterior, superior e inferior, y rota en respuesta a movi-
mientos de la tibia o el pie.

212. 200 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
La rotación de la rodilla es en parte resultado de un mayor
movimiento del cóndilo lateral sobre la tibia a través de casi
el doble de la distancia. La rotación puede ocurrir sólo con
la articulación en flexión parcial. Por tanto, no puede haber
extensión en la posición extendida y fija. La rotación tibial
interna también ocurre en la dorsiflexión y pronación del
pie. En aproximación, 6° de movimiento subastragalino son
resultado de 10° de rotación interna. La rotación externa de la
tibia también acompaña a la flexión plantar y supinación del
pie. Con supinación a 34°, hay una rotación externa corres-
pondiente a 58° (140).
La r
otación que ocurre en los últimos 20° de extensión
se ha llamado mecanismo de tornillo. Este mecanismo es
el punto en el cual los cóndilos lateral y medial se fijan para
formar la posición cerrada de la articulación de la rodilla. Este
mecanismo de tornillo mueve la tuberosidad tibial de manera
lateral y produce un desplazamiento medial de la rodilla. Al
­-
gunas de las posibles causas del movimiento en tornillo son que la super
ficie del cóndilo lateral es cubierta primero y
ocurre una rotación para acomodar la mayor superficie del cóndilo medial o que el LCA se tensa justo antes de la rota-
ción, forzando la rotación del fémur sobre la tibia (148). Por último, se especula que los ligamentos cr
uzados se tensan al
principio de la extensión y jalan los cóndilos en direcciones opuestas, causando la rotación. El mecanismo de tornillo se altera cuando hay lesiones al LCA ya que la tibia se mueve más anteriormente sobre el fémur. No sufre alteraciones sig-
nificativas si se pierde el LCP, lo cual indica que el LCA es el principal contr
olador (148).
El rango normal de movimiento de la articulación de la
rodilla está entre 130 a 145° en flexión y 1 a 2° en hiperex-
tensión. Se ha reportado que hay 6 a 30° de rotación interna a lo lar
go de la flexión de 90° en la articulación alrededor de
y acepta aproximadamente 16% de la carga estática aplicada a la pierna (131).
Las principales funciones de la articulación tibioperonea
superior son disipar las fuerzas de torsión aplicadas por movi-
mientos del pie y atenuar la curvatura lateral tibial. Tanto la ar
ticulación tibioperonea como el peroné absorben y contro-
lan cargas tensionales en lugar de compresivas aplicadas a la extr
emidad pélvica. La parte media del peroné tiene mayor
capacidad para soportar fuerzas de tensión que cualquier otra parte del esqueleto (131).
CARACTERÍSTICAS DEL MOVIMIENTO
La función de la rodilla es compleja debido a sus articula-
ciones asimétricas medial y lateral y a la mecánica rotuliana
al fr
ente. Cuando se inicia flexión en la posición de cadena
cerrada o con carga de peso, el fémur rueda hacia atrás sobre
la tibia y rota lateralmente y sufre abducción con respecto a la
tibia. En un movimiento de cadena abierta como al patear,
la flexión se inicia con movimiento de la tibia sobre el fémur,
r
esultando en movimiento tibial hacia adelante, rotación me
­
dial y aducción. Lo opuesto sucede en extensión en la cual el
fémur rueda hacia adelante, rota medialmente y se aduce en un movimiento de cadena cerrada, mientras que la tibia rueda hacia atrás, rota lateralmente y se abduce en una actividad de cadena abierta. El contacto femoral con la tibia se mueve posterior durante la flexión y anterior durante la extensión. A lo largo de la extensión a 120°, el movimiento anterior es de 40% de la longitud de la meseta tibial (165). Se ha sugerido que tras completar dicho movimiento de rodar en el movi-
miento de flexión, el fémur termina en posición de máxima flexión mediante deslizamiento anterior
. Estos movimientos
se ilustran en la figura 6-24.
ANTERIOR
LATERAL
POSTERIOR
MEDIAL
Flexión
Extensión
Flexión y
rotación
interna
Rotación
Deslizamiento
Extensión y
rotación
externa
Rotación
externa
Rotación
interna
FIGURA 6-24
 (A) Los movimientos de la articulación de la rodilla son flexión y extensión y rotación interna y externa.
(B) Cuando la rodilla se flexiona, existe rotación interna acompañante de la tibia sobre el fémur (si no hay carga de
peso). En extensión, la tibia rota externamente sobre el fémur. (C) También existen movimientos de traslación del fémur
sobre la superficie de la meseta tibial. En flexión, el fémur rota y se desliza posteriormente.

213. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 201
el fémur distal, en el cual la flexión representa una inclinación
hacia arriba y la extensión es una inclinación hacia debajo de
dicho eje. De la misma manera, la abducción y aducción pa
­-
telares involucran movimiento de la rótula alejándose de y hacia la línea media en el plano fr
ontal, de manera respectiva. Las
rotaciones externa e interna son rotaciones de la rótula hacia afuera y adentro del eje longitudinal, respectivamente (81).
ACCIONES MUSCULARES
La extensión de la rodilla es un contribuyente muy importante de la generación de poder en la extremidad inferior para cual-
quier tipo de proyección o traslado humano. La musculatura que per
mite la extensión también es utilizada con frecuencia
para contraer excéntricamente y desacelerar una articulación de la rodilla que se flexiona con rapidez. Por fortuna, el grupo del cuádriceps femoral, que produce la extensión de la rodilla, es uno de los grupos musculares más fuertes del cuerpo; puede llegar a ser hasta tres veces más fuerte que su grupo muscular antagonista, los isquiotibiales, ya que está involucrado en ace-
leración negativa de la pierna y contracción continua contra la gravedad (74).
El cuádriceps femoral es un gr
upo muscular que consiste
en el recto femoral y el vasto intermedio los cuales forman la parte media del grupo muscular, el vasto lateral en la parte lateral, y el vasto medial en la porción medial (19). Las inser-
ciones, acciones e inervación específicas se presentan en la figura 6-26.
El cuádriceps femoral conecta la tuberosidad tibial mediante
el tendón rotuliano y contribuye en alguna medida a dar esta-
bilidad a la rótula. Como grupo muscular, también tracciona a los meniscos anterior
mente en extensión mediante el ligamento
menisco-rotuliano. Cuando se contrae, también disminuye la tensión sobre el LCM y trabaja con el LCP para prevenir el desplazamiento posterior de la tibia. Funciona como antago-
nista del LCA.
El más grande y fuerte de los músculos del cuádriceps fe
­-
moral es el vasto lateral, un músculo que aplica fuerza la­
teral a la rótula. El vasto medial jala medialmente. El vasto
medial tiene dos porciones llamadas vasto medial largo y vas­-
to medial oblicuo, y el límite entre ambas porciones de vasto medial se localiza en el bor
de medial de la rótula. La direc-
ción de las fibras musculares en el vasto medial largo más pr
oximal es en forma más vertical, y las fibras del vasto medial
oblicuo que se encuentra más abajo, corren más horizonta-
les (123). Aunque el vasto medial es en sí un extensor de la r
odilla, el vasto medial oblicuo es también un estabilizador
de la rótula (165).
Se ha reportado en la literatura que el vasto medial fue
activado de manera selectiva en los últimos grados de exten-
sión. Sin embargo esto no ha sido corroborado. No ocurre activación selectiva del vasto medial en los últimos grados de

extensión, y los músculos cuádriceps se contraen igual a lo largo de todo el rango de movimiento (85).
Los únicos dos músculos unidos del grupo del cuádriceps
femoral, los rectos femorales, no contribuyen significativa-
mente a la fuerza de extensión de la rodilla a menos que la ar
ticulación de la cadera se encuentre en una posición favora-
ble. Están limitados como extensores de la rodilla si la cadera
un eje que pasa a través del tubér
culo intercondilar medial
de la meseta tibial (77, 118). La rotación externa de la tibia es
posible a través de aproximadamente 45° (74). El rango de
movimiento en varo o abducción en varo y valgo o aducción es pequeño y se encuentra en el rango de 5°.
Cuando la rodilla se flexiona, la rótula se mueve distal-
mente más del doble de su longitud, entrando en el surco inter
condilar del fémur (74) (Fig. 6-25). En extensión, la
rótula vuelve a su posición en reposo en la parte alta y late-
ral del fémur, donde se encuentra arriba del surco troclear y descansa sobr
e el cojinete de grasa suprarrotuliano. La rótula
es libre para moverse en la posición extendida y puede des-
plazarse en muchas direcciones. El movimiento rotuliano es r
estringido en la posición flexionada debido a su mayor con-
tacto con el fémur.
El movimiento de la r
ótula es afectado principalmente por
la superficie articular y la longitud del tendón rotuliano, y mínimamente afectado por el cuádriceps femoral. En los pri-
meros 20° de flexión, la tibia rota internamente y la rótula es r
etirada de su posición lateral hacia abajo en el surco, donde
el primer contacto se hace con las facetas inferiores (165). La estabilidad ofrecida por el cóndilo lateral es más importante
ya que la mayoría de las subluxaciones y dislocaciones ocurren en este temprano rango de movimiento.
La rótula sigue el surco a los 90° de flexión, en cuyo punto
hace contacto con las facetas rotulianas superiores (Fig. 6-25). En este momento, la rótula de nuevo se mueve lateralmente sobre el cóndilo. Si la flexión continúa a 135°, se hace contacto con la faceta irregular (165). En flexión, los movimientos linea-
les y de traslación de la rótula son posteriores e inferiores, pero la r
ótula también tiene algunos movimientos angulares que
afectan su posición. Durante la flexión de la rodilla, la rótula también se flexiona, abduce y rota externamente, y estos movi-
mientos son contrarios a la extensión (extensión, aducción y r
otación interna). La flexión y extensión de la rótula ocurren a
través de un eje mediolateral que transcurre por un eje fijo en
Flexión > 90°
Extensión
Lateral Medial
FIGURA 6-25 Cuando la rodilla se flexiona, la rótula se mueve infe-
rior y posteriormente más de dos veces su longitud. La rótula se ubica
en el surco y es mantenida en su lugar por el cóndilo lateral del fémur.
Si la rodilla continúa en flexión luego de 90°, la rótula se mueve lateral
sobre el cóndilo hasta casi 135° en flexión, cuando se hace contacto
con la carilla irregular.

214. 202 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Gracilis
Vasto medial
Recto femoral
Banda iliotibial
Vasto
lateral
Músculo tensor
de la fascia lata
Sartorio
Iliopsoas
Ligamento
inguinal
Ilíaco
Psoas mayor
Pectíneo
Aductor
largo
Semi- tendinoso
Bíceps femoral
Semi- membranoso
A
C
B
D E
FIGURA 6-26 Músculos que actúan en la articulación de la rodilla. Se muestran los músculos del muslo
anterior (A) con su anatomía superficial correspondiente (B), músculos del muslo posterior (C) y anatomía
superficial posterior (D) y lateral (E), y otros músculos de apoyo anteriores y posteriores (F).

215. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 203
MuscleI nsertionN erve Supply Flexion Extension Pronation Supination
Vastus medialis
Intertrochanteric line; linea aspera
TO patella, tibial tuberosity
Tibial portion of sciatic
nerve: L4, S1, S2
Vastus intermedius
Ischial tuberosity TO medial
tibia (pes anseri nus)
Femoral nerve; L2–L4
PM
Femoral nerve; L2–L4
Vastus lateralis
Anterior lateral femur TO
patella, tibial tuberosity
Semimembranous
Anterior superi or iliac spine TO
medial tibia (pes anserinus)
Femoral nerve; L2, L3 Asst
Semitendinosus
Ischial tuberosity TO medial
condyle of tibia
Tibial portion of sciatic
nerve: L5, S1, S2
PM
Sartorius
Anterior infe rior iliac spine TO
patella, tibial tuberosity
Femoral nerve; L2–L4Rectus femori s
Lateral condyle of femur TO
proximal tibia
Tibial nerve AsstPopliteus
Inferior rami of pubis TO medial
tibial (pes anseri nus)
Anterior obturator nerve;
L3, L4
Asst
Gastrocnemius Medial, lateral condyles of femur
TO calcaneus
Tibial nerve; S1, S2 Asst
Biceps femori sI schial tuberosity TO lateral
condyle of tibia, head of fibula
Tibial, peroneal portion of
sciatic nerv e; L5, S1–S3
Gracilis
Linea apsera; trochanteric line
TO patella, tibial tuberosity
Femoral nerve; L2–L4
PM PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
F
Psoas menor
Psoas mayor
Ilíaco
Espina ilíaca
anterosuperior
Tensor de la
fascia lata
Sartorio
Pectíneo
Aductor
largo
Recto femoral
Vasto lateral
Vasto medial
Rótula
Obturador externo Aponeurosis
glútea
Glúteo menor
Piriforme
Obturador
interno y gemelo
Cuadrado femoral
Tendones cortados
de los isquiotibiales
Aductor mayor
Glúteo mayor
Aductor mayor
Semitendinoso
Bíceps femoral
Semimembranoso
Fémur
Tibia
Gracilis
Aductor mayor
Aductor corto
Aductor largo
Aductor mayor
SUPERFICIAL SUPERFICIALPROFUNDA PROFUNDA
CARA ANTERIOR CARA POSTERIOR
Gracilis
FIGURA 6-26
 Músculos que actúan en la articulación de la rodilla. Se muestran los músculos del muslo
anterior (A) con su anatomía superficial correspondiente (B), músculos del muslo posterior (C) y anatomía
superficial posterior (D) y lateral (E), y otros músculos de apoyo anteriores y posteriores (F). (Continuación)
Músculo Inserción Inervación Flexión Extensión Pronación Supinación
Bíceps femoral Tuberosidad isquiática A cóndilo
lateral de la tibia, cabeza del peroné
Rama tibioperonea del ner-
vio ciático; L5, S1-S3
MP MP
Gastrocnemio Cóndilos lateral y medial del fémur
AL calcáneo
Nervio tibial; S1, S2 Ast
Gracilis Rama inferior del pubis A pata de
ganso
Nervio obturador anterior;
L3, L4
Ast MP
Poplíteo Cóndilo latera del fémur A tibia
proximal
Nervio tibial Ast MP
Recto femoral Espina ilíaca antero-inferior A rótula,
tuberosidad tibial
Nervio femoral; L2-L4 MP
Sartorio Espina ilíaca antero-superior A pata
de ganso
Nervio femoral; L2, L3 Ast MP
Semimembranoso Tuberosidad isquiática A cóndilo
medial de la tibia
Rama tibial del nervio ciático;
L5, S1, S2
MP MP
Semitendinoso Tuberosidad isquiática A pata de
ganso
Rama tibial del nervio ciático;
L4, S1, S2
MP MP
Vasto intermedio Fémur anterolateral A rótula, tubero-
sidad tibial
Nervio femoral; L2-L4 MP
Vasto lateral Línea intertrocantérica; línea áspera
A rótula, tuberosidad tibial
Nervio femoral; L2-L4 MP
Vasto medial Línea áspera; línea trocantérica A
rótula, tuberosidad tibial
Nervio femoral; L2-L4 MP
(Nota del traductor: MP, movimiento principal; Ast, asistencia).

216. 204 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
y poplíteo (véase Fig. 6-26). La fuerza de rotación interna es
mayor con flexión de la rodilla a 90° y disminuye 59% en exten-
sión completa (124, 125). La fuerza de rotación interna puede
incr
ementarse 50% si es precedida por una rotación externa
de 15°. De los tres músculos de la pata de ganso, el sartorio
y el
gracilis son los rotadores más efectivos, y explican el 34 y
40% de la fuerza de la pata de ganso en rotación (120). El se
­
mitendinoso contribuye con 26% de la fuerza de rotación de la
pata de ganso. El grupo muscular de la pata de ganso también contribuye en forma significativa a la estabilización medial de la rodilla. Sólo un músculo, el bíceps femoral, contribuye signifi-
cativamente a la generación de la rotación externa de la tibia. Ambas
rotaciones, interna y externa, son movimientos nece-
sarios asociados con la función de la articulación de la rodilla.
MOVIMIENTOS COMBINADOS
DE LA CADERA Y RODILLA
Muchos movimientos de la extremidad pélvica requieren
acciones coordinadas de las articulaciones de la cadera y
rodilla, y esto es complicado por el número de músculos que
comprenden ambas articulaciones. Es necesaria la coactivación
de agonistas tanto monoarticulares como biarticulares para
producir movimiento con adecuada fuerza y dirección. Esta
coordinación es requerida para transiciones ininterrumpidas
entre la flexión y extensión. Por ejemplo, al caminar es necesa-
ria la coactivación del glúteo mayor (monoarticular) y el recto
femoral
(extensor de la rodilla) para generar fuerzas que per-
mitan la extensión simultánea tanto de la rodilla como de la
cadera (143, 162, 171). De manera adicional, la coactivación

del iliopsoas y los isquiotibiales facilita la flexión de la rodilla al
cancelar el movimiento en la articulación de la cadera.
La posición de la cadera modifica la efectividad de los
múscu­los que actúan en la articulación de la rodilla. Por ejem-
plo, el cambiar el ángulo de la articulación de la rodilla tiene un gran efecto para incr
ementar el momento del bíceps femo-
ral. Lo opuesto aplica para el recto femoral, el cual es mayor-
mente influenciado por un cambio en el ángulo de la rodilla (163). El rango de movimiento en la
rodilla también cambia
con modificaciones en la posición de la cadera. Por ejemplo, la rodilla se flexiona a través de aproximadamente 145° con el muslo flexionado y 120° con el muslo en hiperextensión (74). Esta diferencia de rango es atribuible a la relación longi-
tud-tensión en el grupo muscular de isquiotibiales.
FUERZA DE LOS MÚSCULOS
DE LA ARTICULACIÓN DE LA RODILLA
Los extensores de la articulación de la rodilla por lo general
son más fuertes que los flexores a lo largo de todo el rango
de movimiento. La fuerza máxima de extensión se logra a los
50 a 70° de flexión de la rodilla (115). La posición de fuerza
máxima varía con la velocidad del movimiento. Por ejemplo, si
el movimiento es lento, la fuerza máxima en extensión ocurre
en los primeros 20° de extensión de la rodilla a partir de la posi-
ción flexionada a 90°. La fuerza de flexión es mayor en los pri-
meros 20 a 30° de flexión desde su posición extendida (126).
Esta
posición también varía con la velocidad de movimiento.
Pueden obtenerse mayores torques en flexión de la rodilla si la
cadera está flexionada ya que la relación longitud-tensión de los
isquiotibiales es mejorada.
está flexionada, y su acción es facilitada como extensor de
la rodilla si la cadera está extendida, alargando el recto femo
­-
ral. Al caminar y correr, el recto femoral contribuye a la
fuerza
de extensión en la fase de despegue de los dedos
cuando el muslo está extendido. Asimismo al patear, la acti-
vidad del recto femoral es maximizada en la fase preparatoria
cuando
el muslo es traído de vuelta a la hiperextensión con
la pierna en flexión.
La flexión de la pierna en la articulación de la rodilla ocurre
durante el apoyo, cuando el cuerpo se agacha hacia el suelo;
sin embargo, este movimiento hacia abajo es controlado por
los extensores de manera que no se doble. Los músculos
flexores son muy activos cuando la pierna no se encuentra
apoyada en el suelo, y trabajan con frecuencia para enlentecer
una pierna que se extiende con rapidez.
El principal grupo muscular que contribuye a la flexión de
la rodilla es el isquiotibial, que consiste en el bíceps femoral
lateral y por la parte medial en el semimembranoso y semi-
tendinoso (véase figura 6-26). La acción de los isquiotibiales
puede ser muy compleja por
que son dos músculos unidos que
trabajan para extender la cadera. Los isquiotibiales funcionan
con el LCA para resistir el desplazamiento tibial anterior.
También son rotadores de la articulación de la rodilla debido
a sus inserciones en los lados de la rodilla. Como flexores, los
isquiotibiales pueden generar la mayor fuerza desde una posi-
ción en flexión de 90° (120).
La
fuerza de flexión disminuye con la extensión ya que
un ángulo agudo en el tendón reduce la ventaja mecánica.
En extensión completa, la fuerza de flexión es reducida 50%
comparado con la flexión a 90° (120).
El isquiotibial lateral, el bíceps femoral, tiene dos cabezas

que se conectan al lado lateral de la rodilla y ofrecen soporte
lateral a la articulación. El bíceps femoral también produ
­-
ce rotación externa de la pierna.
El semimembranoso brinda sopor
te a la cápsula posterior y
medial. En flexión, jala el menisco en dirección posterior (165). Este isquiotibial medial también contribuye a la pr
o-
ducción de rotación interna de la articulación. El otro isquio-
tibial medial, el semitendinoso, forma parte de la inserción muscular llamada
pata de ganso en la superficie medial de la
tibia. Es el flexor más eficiente del grupo muscular de la pata de ganso, contribuyendo a 47% de la fuerza de flexión (165). El semitendinoso trabaja tanto con el LCA y el LCM para dar apoyo a la articulación de la rodilla. También contribuye a la rotación interna.
Los isquiotibiales operan con mayor eficiencia como flexores
de la rodilla desde una posición de flexión de la cadera, aumen-
tando la longitud y tensión del grupo muscular. Si los isquioti-
biales se vuelven tensos, ofrecen mayor resistencia a la extensión de la r
odilla por el cuádriceps femoral. Esto incrementa la car
­-
ga de trabajo en el grupo muscular del cuádriceps femoral.
Los dos músculos restantes de la pata de ganso, el sartorio
y gracilis, también contribuyen con 19 y 34% a la fuerza de
flexión, de manera respectiva (120). El poplíteo es un débil flexor que apoya al LCP a la flexión profunda y jala el menisco en dirección posterior. Por último, los dos gastrocnemios contribuyen a la flexión de la rodilla en especial si el pie se encuentra en posición neutral o en dorsiflexión.
La rotación interna de la tibia es producida por los músculos
mediales: sartorio, gracilis, semitendinoso, semimembranoso

217. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 205
harán la mayoría del trabajo y el cuádriceps femoral hará poco
trabajo, concentrando el control sobre el lado posterior.
El grupo del cuádriceps femoral también puede ejercitarse
en una actividad de cadena abierta, como en una máquina
de extensión de pierna. Comenzando con flexión a 90°, se
pue
­de ejercer fuerza considerable puesto que los músculos del
cuádriceps femoral son muy eficientes a lo largo de las prime-
ras partes del movimiento de extensión. Cerca de la extensión completa, los músculos del cuádriceps femoral se vuelven

ineficientes y deben ejercer mayor fuerza para mover la misma carga. Por tanto, la actividad del cuádriceps en una extensión de la pierna en cadena abierta es mayor cerca a la exten
­-
sión completa en cuclillas, pero hay más actividad en el cuádri-
ceps cerca de la flexión completa al final de las cuclillas (48).
El ejercicio de extensión terminal es bueno para personas
con dolor rotuliano ya que el cuádriceps femoral ejerce traba
­-
jo con mínima fuerza de compresión patelofemoral. No obs-
tante, este tipo de ejercicio debe evitarse en la rehabilitación temprana
de las lesiones del LCA ya que la fuerza de cizalla-
miento anterior es muy grande en esta posición. Para minimi-
zar el estrés sobre el LCA, no deben realizarse ejercicios de
extensión de la r
odilla en cualquier ángulo menor a 64° (168).
La coactivación de los isquiotibiales se incrementa conforme la
rodilla alcanza la extensión completa, y esto también reduce el
estrés sobre el LCA previniendo desplazamiento anterior (40).
Sin embargo, cualquier ejercicio de extensión de la rodilla para
personas con lesión del LCA debe hacerse desde una posición
con flexión considerable de la rodilla. Además, el ejercicio de
extensión terminal no ejercita en forma selectiva al cuádriceps
medial más que al cuádriceps lateral (44).
Los flexores de la rodilla no son reclutados activamente
al realizar acciones de flexión con gravedad debido a que los
músculos del cuádriceps femoral controlan la flexión mediante
actividad muscular excéntrica. Por fortuna los isquiotibiales
son extensores de la cadera así como flexores de la articulación
de la rodilla. Por tanto están activos durante el ejercicio de
sentadillas debido a su influencia sobre la cadera puesto que la
flexión de la cadera al bajar es controlada excéntricamente por
los extensores de la cadera. Las cuclillas generan el doble de
actividad en los isquiotibiales que un ejercicio de press realizado
en máquina (48). Si no fuera por el papel de los isquiotibiales
como extensores de la cadera, el grupo de isquiotibiales sería
considerablemente más débil que el cuádriceps femoral.
Los flexores de la rodilla se aíslan y ejercitan mejor en
una posición sentada empleando un aparato de curl de pier-
nas. La posición sentada coloca a la cadera en flexión, optimi-
zando así su desempeño. Los flexores de la rodilla, en especial
los
isquiotibiales y los músculos de la pata de ganso, son
importantes para la estabilidad de la rodilla ya que controlan
gran parte de la rotación a nivel de la rodilla. Como se dijo
antes en este capítulo, los isquiotibiales deben ser la mitad de
fuertes que el grupo del cuádriceps femoral para velocidades
lentas e igual de fuertes que el grupo del cuádriceps femoral
para velocidades rápidas. También es importante mantener la
flexibilidad en los isquiotibiales ya que si están tensos, el cuá-
driceps femoral debe trabajar más y la pelvis desarrollará una
postura y función ir
regulares.
Los rotadores de la rodilla, puesto que todos son músculos
flexores, se ejercitan en los movimientos de flexión. Si los rota-
dores son estirados o fortalecidos de manera selectiva, cuando
Es frecuente en la medicina del deporte evaluar la fuerza iso-
cinética del cuádriceps femoral y los isquiotibiales para construir
un radio isquiotibiales-cuádriceps. Una r
elación aceptable es
0.5, en la cual los isquiotibiales son al menos la mitad de fuer
­
tes que el cuádriceps femoral. Se ha sugerido que cualquier cifra
menor indica un desequilibrio de fuerza entre el cuádriceps femoral y los isquiotibiales que predispone al sujeto a lesión. Debe tenerse cuidado al aplicar esta relación ya que aplica sólo a velocidades lentas, isocinéticas de prueba.
A mayores velocidades de prueba, cuando los miembros se
mueven a través de 200 a 300°/segundo, la relación se apro-
xima a 1 puesto que la eficiencia del cuádriceps femoral dis-
minuye a mayores velocidades. Incluso en el nivel de prueba
isométrica, la r
elación isquiotibiales a cuádriceps es 0.7. Por
tanto una relación de 0.5 entre isquiotibiales y el cuádriceps
femoral no es aceptable a velocidades rápidas e indica un des-
equilibrio de fuerza entre ambos grupos, pero a una velocidad
más lenta, no indicaría un desequilibrio (110).
Los torques de rotación interna y externa son mayores con
la rodilla flexionada a 90° ya que puede lograrse un mayor
rango de movimiento en rotación en esta posición. La fuerza
de rotación interna incrementa en 50% desde 45° de flexión de
la r
odilla a 90° (125). La posición de la articulación de la rodilla
también influye sobre el torque en rotación interna, desarro-
llando la mayor fuerza a 120° de flexión de la cadera, en cuyo
punto el
gracilis e isquiotibiales son más eficientes (124). En
ángulos bajos de flexión de la cadera y en la posición neutra, el
sartorio es el rotador lateral más efectivo. Los torques máximos
de rotación ocurren en los primeros 5 a 10° de rotación. El
torque de rotación interna es mayor que el torque de rotación
externa (125).
ACONDICIONAMIENTO DE LOS MÚSCULOS
DE LA ARTICULACIÓN DE LA RODILLA
Los extensores de la pierna son fáciles de ejercitar ya que son
comúnmente utilizados tanto para bajar como para levantar
el cuerpo. En la figura 6-27 se presentan ejemplos de ejerci
­
cios de estiramiento y fortalecimiento para los extensores. Las
sen­tadillas se utilizan para fortalecer el cuádriceps femoral.
Cuando uno se baja a la posición en cuclillas, la fuerza viene a través de la articulación, dirigida en vertical en la posición de pie, es dirigida de manera parcial a través de la articulación, creando una fuerza de cizallamiento. Esta fuerza se incre-
menta conforme aumenta la flexión de la rodilla. Por tanto en la posición de cuclillas completamente hasta abajo, la mayoría

de la fuerza compresiva original se dirige hacia posterior, creando una fuerza de cizallamiento. Ya que los músculos y ligamentos son incapaces de ofrecer mucha protección en la dirección posterior durante la posición completa de cuclillas, ésta se considera una posición vulnerable. Dicha posición de máxima flexión de la rodilla está contraindicada para quienes levantan peso y son principiantes o carecen de condición física.
Quienes levantan peso y tienen experiencia y condición
física así como musculatura fuerte y emplean una buena téc-
nica al final del levantamiento podrán evitar cualquier lesión en esta posición. Una buena técnica implica contr
ol sobre la
velocidad de descenso y posicionamiento segmentario ade-
cuado. Por ejemplo, si el tronco se encuentra en flexión exce-
siva, la espalda baja recibirá demasiada carga y los isquiotibiales

218. 206 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Grupo muscular Ejemplo de ejercicio de estiramiento Ejemplo de ejercicio de fortalecimiento
Flexores
de la rodilla
Curl de pierna
Extensores
de la rodilla
Otros ejercicios
Curl de estabilidad
con balón
Sentadilla
Press de pierna
Desplantes
Extensión de pierna
Sentadilla
FIGURA 6-27 Ejemplos de ejercicios de estiramiento y fortalecimiento para los grupos musculares seleccionados.

219. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 207
fuerza equivalente a casi tres veces el PC en cada contacto del
pie. Está claro que si se hacen 1 500 contactos del pie por milla
corrida, el potencial de lesión es alto.
Las lesiones traumáticas de la rodilla por lo general involu-
cran a los ligamentos. Los ligamentos se lesionan como resul-
tado de la aplicación de una fuerza que causa un movimiento de
torsión en la rodilla. Las superficies de alta fricción o dis-
parejas por lo general se asocian a mayor lesión ligamentaria. Cualquier
movimiento que fije el pie mientras el cuerpo sigue
moviéndose hacia adelante, como a menudo sucede al esquiar, probablemente causará un esguince o desgarro del ligamento. Simplemente, cualquier vuelta sobre un miembro que carga peso vuelve a la rodilla vulnerable a una lesión ligamentaria.
El LCA es el sitio más frecuente de lesiones ligamentarias,
que por lo general son causadas por una acción de torsión mientras la rodilla está flexionada, en rotación interna y posi-
ción de valgo a la vez que carga peso. También puede sufrir daño
con hiperextensión forzada de la rodilla. Si el tronco y
muslo rotan sobre una extremidad inferior mientras soportan el peso del cuerpo, el LCA puede sufrir un esguince o rotura, ya que el cóndilo femoral lateral se mueve después en rotación externa (60). El cuádriceps también puede ser responsable
de esguinces del LCA al producir desplazamiento anterior de
la tibia mientras controla excéntricamente el movimiento de la
rodilla, cuando hay coactivación limitada de los isquiotibia-
les (32). Si los isquiotibiales se están contrayendo también, r
esisten la traslación anterior de la tibia. Ejemplos de depor-
tes en los cuales este ligamento a menudo sufre lesiones es cuando los esquiador
es se deslizan por el borde del esquí; si
un jugador de futbol americano es bloqueado de costado; un jugador de basquetbol que cae desequilibrado tras saltar o por desaceleración rápida,y un gimnasta que cae desequilibrado tras desmontar (124).
La pérdida del LCA crea laxitud en valgo e inestabilidad de
un solo plano o rotatoria (39). Si bien la inestabilidad planar por lo general es anterior, puede haber inestabilidades rota-
torias en muchas direcciones, dependiendo de otras estruc-
turas lesionadas (22). La inestabilidad producto de un LCA ineficiente o faltante añade estr
és sobre los estabilizadores
secundarios de la rodilla, como la cápsula, ligamentos cola-
terales y banda iliotibial. Existe un déficit acompañante en la musculatura del cuádriceps femoral. Los “efectos adversos” de

una lesión del LCA suelen ser más debilitantes a largo plazo.
La lesión del LCP es menos frecuente que la del LCA. El
LCP sufre lesiones al recibir un traumatismo anterior sobre una rodilla flexionada o hiperextendida o al forzar la rodilla en rotación externa cuando está flexionada y cargando peso. Golpear la tibia contra el tablero en un choque automovilís-
tico o caer con la rodilla flexionada en futbol soccer o ameri-
cano también puede dañar al LCP. La lesión al LCP resulta en inestabilidad planar anterior o posterior
.
Los ligamentos colaterales de un lado se lesionan al recibir
una fuerza aplicada a ese lado de la articulación. El LCM, que sufre desgarros al aplicar fuerza en la dirección medial de la articulación, también puede sufrir esguinces o desgarros con una rotación externa violenta o varo tibial (35, 150). El LCM por lo regular es lesionado cuando el pie está fijo y lige-
ramente flexionado. Un cambio de dirección con la persona moviéndose lejos del miembr
o de apoyo, como cuando se
corren las bases en béisbol, es un evento frecuente que causa
realizan la rotación, es mejor hacer el ejercicio desde una po
­-
sición sentada con la rodilla flexionada a 90° y los rotadores
en una posición de máxima efectividad. Desviar los dedos

de los pies hacia adentro contrae los rotadores internos y estira
los r
otadores externos. Distintos niveles de resistencia pueden
agregarse a este ejercicio mediante el empleo de bandas o
cables elásticos.
Sigue habiendo debate acerca del uso de ejercicio de ca
­
dena cerrada frente a cadena abierta para rehabilitación tras la
reparación del LCA de la articulación de la rodilla. Algunos cirujanos y fisioterapeutas abogan por el uso exclusivo de ejer-
cicios de cadena cerrada (28). La razón para esto es que los
ejercicios de cadena cerrada han demostrado producir de manera significativa menos fuerzas de cizallamiento en todos

los ángulos y menos fuerza de cizallamiento anterior en la ma
­-
yoría de los ángulos (90). Esto ocurre por las mayores car-
gas compresivas y coactivación muscular. Recientemente se ha dado más apoyo para la inclusión de ejer
cicios de cadena
abierta en los protocolos de rehabilitación de LCA (15). Los ejercicios de extensión de la rodilla en ángulos de 60 a 90° han demostrado ser muy efectivos para aislar el cuádriceps y no afectan en forma negativa a la curación de injertos de LCA (50). Los estudios han mostrado que la traslación tibial anterior es menor en un ejercicio de cadena cerrada (80), lo cual apoya su uso. No obstante en otros estudios se ha demostrado tensión máxima del LCA similar en ambos ejer-
cicios de cadena abierta y cadena cerrada (16), lo cual apoya la inclusión de ambos tipos de ejer
cicio en los protocolos de
rehabilitación.
Los ejercicios de extensión para individuos con dolor pate-
lofemoral también varían entre aquellos de cadena cerrada y los de cadena abier
ta. En la extensión de cadena abierta, la
fuerza patelofemoral se incrementa con la extensión siendo mayor la fuerza del cuádriceps desde 90 a 25° en flexión de la rodilla (44). En una sentadilla de cadena cerrada, ocurre lo opuesto, siendo la fuerza patelofemoral de cero en extensión completa e incrementa conforme aumenta la flexión de la rodilla y con carga (14).
POTENCIAL DE LESIÓN DE LA ARTICULACIÓN
DE LA RODILLA
La articulación de la rodilla es un área del cuerpo que con
frecuencia sufre lesiones y, dependiendo del deporte, expli
­-
ca de 25 a 70% de todas las lesiones reportadas. En un estu-
dio de 10 años de lesiones de rodilla en atletas, en el cual
se documentaron 7 769 lesiones relacionadas con la articula-
ción de la rodilla, la mayoría de éstas ocurrió en varones y en el
gr
upo de edad de 20 a 29 años (93). Las actividades asociadas
con la mayoría de las lesiones fueron futbol soccer y esquiar.
La causa de una lesión de la rodilla a menudo puede deberse
a pobre acondicionamiento o entrenamiento o a un proble
­-
ma en la alineación de la extremidad inferior. Las lesiones
de la rodilla se han atribuido a retropié o antepié en varo o valgo, var
o o valgo tibial o femoral, discrepancias en la lon
­
gitud de miembros pélvicos, déficit en la flexibilidad, desequi-
librios de fuerza entre agonistas y antagonistas, y mala técnica o entr
enamiento.
Algunas lesiones de la rodilla se asocian con correr o trotar
ya que la rodilla y extremidad inferior son sometidas a una

220. 208 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
de la inserción del músculo gastrocnemio o por colecciones de
líquido en la bursa, llamado quiste de Baker o poplíteo.
El dolor anterior de la rodilla sucede en la mayoría de las
lesiones por sobreuso de la rodilla, en particular en mujeres.
El síndrome de dolor patelofemoral se refiere a dolor alre-
dedor de la rótula y a menudo se observa en persona con ali-
neación en varo o anteversión femoral de la extremidad (34).
El dolor patelofemoral es agravado al bajar colinas, escaleras

o al hacer cuclillas.
Un ángulo Q mayor se asocia con mayor estrés rotuliano.
Las lesiones rotulianas pueden ocurrir por colocación anor-
mal, que además de un mayor ángulo Q, puede ser causada
por una pier
na corta funcional, gastrocnemio tenso, isquio-
tibiales tensos, un tendón rotuliano largo (llamado patela

alta), un tendón rotuliano corto (llamado patela baja), un
retináculo lateral o banda iliotibial estrechos, o pronación
excesiva del pie. Los músculos aductores de la cadera débiles
pueden permitir movimiento excesivo de la pelvis en el plano
frontal y causan una marcha característica llamada marcha de
Trendelenburg (Fig. 6-28). Esta condición así como las com-
pensaciones que la acompañan pueden afectar el ángulo Q y
colocación
rotuliana, y pueden estar asociadas con pronación
excesiva.
lesiones del LCM. Éste por lo general es lesionado en su
extremo proximal, lo que causa dolor sobre el lado femoral
de la articulación de la rodilla.
El LCL puede sufrir lesiones al recibir una fuerza lateral
que por lo general se aplica cuando el pie está fijo y la rodilla
se encuentra en ligera flexión (35). Las lesiones al LCM y
LCL crean inestabilidades planares medial y lateral, respectiva-
mente. Una fuerza intensa en varo o valgo también puede crear
una epifisitis femoral distal
ya que los ligamentos colate
­-
rales crean tracción forzada sobre su sitio de inserción (83).
Las lesiones a los meniscos ocurren de manera muy similar
a las de ligamentos. Los meniscos pueden desgarrarse mediante compresión asociada con movimientos de torsión en posiciones de carga de peso. También pueden arrancarse en movimien-
tos bruscos al patear u otros movimientos de extensión. El ar
rancamiento del menisco por compresión es resultado de la
presión del fémur sobre la tibia que ejerce un efecto de molido. Una ruptura de menisco en extensión rápida es resultado del menisco que resulta pinzado y desgarrado conforme el fémur se mueve rápidamente hacia adelante sobre la tibia.
Las rupturas del menisco medial por lo general ocurren
durante movimientos que incorporan valgo, flexión de la rodi-
lla y rotación externa en el miembro de soporte, o cuando la r
odilla está hiperflexionada (147). Los desgarros del menisco
lateral se han asociado con movimiento axial forzado en la posición flexionada; movimiento lateral forzado con impacto sobre la rodilla en extensión; movimiento rotacional forzado; movimiento incorporando varo, flexión y rotación interna del miembro de soporte, y en la flexión hiperflexionada (147).
Muchas lesiones de la rodilla son resultado de fuerzas
menos traumáticas sin contacto. Los esguinces del cuádriceps femoral o del grupo de isquiotibiales ocurren con frecuencia. Los esguinces del cuádriceps femoral por lo general involu-
cran al recto femoral ya que puede colocarse en una posición de mucha mayor longitud con la cadera en hiper
extensión y
la rodilla en flexión. Sufre lesiones con frecuencia al realizar patadas, en especial si éstas se realizan en mal momento. La lesión a los isquiotibiales suele asociarse con inflexibilidad de los isquiotibiales o por un cuádriceps femoral más fuerte que jala los isquiotibiales en una posición estirada. Realizar carrera cuando el corredor no está en condición para manejar el estrés del sprint puede generar dolor de los isquiotibiales.
Del lado lateral de la rodilla se encuentra la banda ilioti-
bial, que con frecuencia se irrita conforme la banda se mueve sobr
e el epicóndilo lateral del fémur en flexión y extensión. El
síndrome de la banda iliotibial se observa en individuos que corren sobre caminos curvados, específicamente afectando a los miembros cuando se corre cuesta abajo. También se ha identificado en sujetos que corren más de 5 millas por sesión, al correr subiendo escaleras o bajando una pendiente, y en las personas con alineación en varo de la extremidad inferior (57). El dolor en la parte medial de la rodilla puede asociarse con muchas estructuras, como tendinitis de la inserción de la pata de ganso e irritación de las bursas del semimembranoso, parapatelar o pata de ganso (57).
El dolor en la sección posterior de la rodilla posiblemente
se asocie con tendinitis poplítea, que causa dolor posterolate-
ral. Esto a menudo ocurre al correr en colinas. El dolor pos-
terior también puede relacionarse con esguinces o tendinitis
Eversión
del tobillo
Abducción
de la rodilla
Aducción
de la cadera
Valgo
dinámico
Línea media
FIGURA 6-28 Abductores débiles de la cadera pueden causar que
ésta caiga cuando la pierna contralateral es elevada. La aducción resul-
tante de la cadera y rotación interna da un patrón de marcha caracterís-
tico que puede resultar en mal centrado patelar y pronación excesiva.

221. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 209
cadena cerrada conforme recibe las fuerzas de fricción y reac-
ción provenientes del pie u otra superficie (102).
El pie puede dividirse en tres regiones (Fig. 6-29). El retro
­
pié, que consiste en el astrágalo y calcáneo; el mediopié, que
incluye a los huesos escafoides, cuneiforme y cuboides, y el
antepié, que comprende los metatarsos y falanges. Estas estruc-
turas se muestran en la figura 6-30.
ARTICULACIÓN TIBIOTARSIANA
La articulación proximal del pie es la articulación tibiotar -
siana, o articulación del tobillo (Fig. 6-30). Es una articula-
ción de bisagra uniaxial formada por la tibia y peroné (articu-
lación tibioperonea) y la tibia y el tarso (articulación tibio -
tarsiana). Esta articulación está diseñada para dar estabilidad
en
vez de movilidad. El tobillo es estable cuando se absorben
fuerzas grandes a través de la extremidad, al detenerse y girar,
y en muchos otros movimientos de la extremidad inferior rea-
lizados a diario. Sin embargo si cualesquiera de las estructuras
anatómicas de apoyo alr
ededor de la articulación del tobillo es
lesionada, la articulación puede volverse muy inestable (60).
La tibia y el peroné forman un bolsillo profundo para
la tróclea del tarso, creando una muesca. El lado medial de la
muesca es la par
te interna del maléolo medial, una proyección
en el extremo distal de la tibia. En el lado lateral se encuentra
la superficie interna del maléolo lateral, una proyección distal
del peroné. El maléolo lateral se proyecta más distalmente
que el maléolo medial y protege los ligamentos laterales del
tobillo. También actúa como una defensa contra cualquier
desplazamiento lateral. Puesto que el maléolo lateral se pro-
yecta más distalmente, es más susceptible a las fracturas con
esguinces por
inversión del tobillo lateral.
Algunos síndromes de dolor patelofemoral se asocian con
destrucción cartilaginosa, en la cual el cartílago bajo la rótula se ablanda y fibrila. Esta condición se llama condromalacia patelar. El dolor de la rótula similar al del síndrome de dolor
rotuliano o condromalacia patelofemoral también puede verse en la retinaculitis medial, en la cual el retináculo medial es irritado al correr (165).
Una rótula subluxada o dislocada es frecuente en personas
con factores predisponentes. Estos factores son rótula alta, laxitud de ligamentos, un ángulo Q pequeño con rótula ali-
neada hacia afuera, torsión tibial externa y un cojinete graso grande con r
ótula alta (165). La dislocación de la rótula puede
ser congénita. La dislocación ocurre en flexión como resul-
tado de un mecanismo de extensión defectuoso de la rótula.
El sitio de inser
ción del cuádriceps femoral a la tuberosidad
tibial es otro lugar donde ocurren lesiones y puede condicionar dolor anterior. La fuerza de tracción del cuádriceps femo-
ral puede crear tendinitis en este sitio de inserción. Esto se obser
va con frecuencia en atletas que realizan saltos vigorosos,
como en el voleibol, basquetbol y el atletismo (105). En niños de 8 a 15 años puede desarrollarse epifisitis del tubérculo tibial. Esto se llama enfermedad de Osgood-Schlatter, y consiste en fractura por avulsión de la tuberosidad tibial en crecimiento que también puede avulsionar la epífisis. En este lugar pudie-
ran detectarse crecimientos óseos. La causa de ambas condicio-
nes es sobreuso del mecanismo de extensión (105).
El sobr
euso del mecanismo extensor también puede causar
irritación a la plica. La lesión de la plica también puede resul
­-
tar de un golpe directo, una fuerza rotacional en valgo apli-
cada a la rodilla, o debilidad del vasto medial oblicuo. Con las lesiones la plica se vuelve gr
uesa, poco elástica y fibrosa, vol-
viendo difícil pasar mucho tiempo sentado y causando dolor sobr
e la parte superior de la rodilla (19). La rótula medial
pudiera crujir y quedar atrapada durante la flexión y extensión como resultado de lesiones de la plica.
El tobillo y el pie
El pie y el tobillo forman una estructura anatómica completa que consiste en 26 huesos de forma irregular, 30 articula-
ciones sinoviales, más de 100 ligamentos y 30 músculos que actúan sobr
e los segmentos. Todas estas articulaciones deben
interactuar armoniosamente y en combinación para lograr un movimiento suave. La mayoría del movimiento del pie ocurre en tres articulaciones sinoviales: las articulaciones tibiotarsiana, subastragalina y en mediopié (102). El pie se mueve en tres planos, ocurriendo la mayoría del movimiento en el retropié.
El pie contribuye significativamente a la función de todo el
miembro inferior. El pie soporta el peso del cuerpo tanto en la posición de pie como al moverse. El pie debe poder adaptar
­-
se con laxitud a superficies desiguales al contacto. También, al con
­tacto con el suelo, debe ser un amortiguador de golpe,
atenuando fuerzas grandes que resultan por el contacto con el piso. Más tarde en la fase de apoyo, debe ser una estructura rígida con función de palanca para una propulsión eficiente. Por último, cuando el pie está en posición fija durante la fase de apoyo, debe absorber la rotación de la extremidad inferior. Estas funciones del pie ocurren durante un movimiento de
Antepié
Falanges
Metatarsos
Tarsos
Talón
Mediopié
Retropié
FIGURA 6-29 División del pie en regiones funcionales.

222. 210 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
El tobillo tiene un soporte ligamentario excelente sobre
los lados medial y lateral. La localización y acciones de los
ligamentos se presentan en la figura 6-31. Los ligamentos
que rodean al tobillo limitan la flexión plantar y dorsiflexión,
movimiento anterior y posterior del pie, inclinación del astrá-
galo, e inversión y eversión (155). Cada uno de los ligamentos
La tibia y el peroné se encajan perfectamente sobre la tró-
clea del astrágalo, un hueso que es más ancho en su porción
anterior que posterior (74). La difer
encia de anchura en el
astrágalo permite algo de abducción y aducción del pie. La
posición ajustada del tobillo es en dorsiflexión cuando el astrá-
galo se encuentra en forma de cuña en su punto más ancho.
Tuberosidad
Calcáneo
Faceta para el
maléolo medial
Cuboides
Base
Metatarsos
Cuerpo
Cabeza
Distal
Media
Proximal
Falanges
V
III
II
I
IV
Faceta del peroné
Cuneiforme intermedio
Cuneiforme lateral
Escafoides
Cabeza del astrágalo
Cuello del astrágalo
Cuneiforme medial
Superficie troclear del astrágalo
Tubérculo medial
Tubérculo lateral del astrágalo
A
Sitio de inserción
del tendón de Aquiles
Calcáneo Cuboides
Metatarsos
Membrana interósea
Peroné
Articulación
tibioperonea distal
Tibia
Ligamento
deltoideo
Articulación
tibioastragalina
Astrágalo
Calcáneo
Articulación
peroneoastragalina
Ligamento anterior
peroneoastragalino
Ligamento
calcáneo astragalino
Falanges
Cuneiformes
Escafoides
Astrágalo
BC
MEDIALLATERAL
FIGURA 6-30 Treinta articulaciones en el pie trabajan en combinación para producir los movimientos del retropié, medio-
pié y antepié. Las articulaciones subastragalina y medioastragalina contribuyen a la pronación y supinación. Las articulaciones
interastragalina, tarsometatarsiana, metatarsofalángica e interfalángicas contribuyen a movimientos del antepié y dedos de
los pies. Las articulaciones se muestran desde las vistas superior (A), lateral (B) y posterior (C).

223. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 211
más susceptible a lesión, y representa cerca de 85% de los es­-
guinces de tobillo (155).
El eje de r
otación de la articulación del tobillo es una línea
entre los dos maléolos, que transcurre oblicua a la tibia y no en
línea con el cuerpo (33). La dorsiflexión ocurre en la articu
­
laterales tiene un papel específico para estabilizar al tobillo
dependiendo de la posición del pie (63).
La estabilidad del tobillo depende de la orientación de los
ligamentos, tipo de carga y la posición del tobillo en momen-
tos de estrés. El lado lateral de la articulación del tobillo es
Ligament Insertion Action
Plantar calcaneonavicular
Undersurface of calcaneus TO undersurface of
cuboid
Supports talonavicular joint; limits inversion
Interosseous (talocalcaneal)
Neck of talus TO superior surface of navicular
Supports arch
Limits pronation, supination, abduction,
adduction, dorsiflexion, plantarflexion
Plantar calcaneocuboid
Undersurface of talus TO upper surface of
calcaneus
Dorsal calcaneocuboid
Tarsals TO metatarsals Supports arch; maintains relationship between
tarsals and metatarsal
Dorsal talonavicular
Calcaneus TO cuboid on dorsal side Limits inversion
Dorsal (tarsometatarsal)
Medial malleolus TO talus, navicular, calcaneus Resists valgus forces to ankle; limits plantarflexion,
dorsiflexion, eversion, abduction of foot
Deltoid
Lateral malleolus TO tubercle on outer calcaneus Resists back ward displacement of foot;
resists inversion
Calcaneofibular
Calcaneus TO cuboid on dorsal surface Limits inversion of foot
Anterior talotibial Anterior margin of tibia TO front margin on talus Limits plantarflexion and abduction of foot
Anterior talofibular Lateral malleolus TO neck of talus Limits anterior displacement of foot or talar
tilt; limits plantarflexion and inversion
Calcaneocuboid
Anterior margin of calcaneus TO undersurface
on navicular
Supports arch; limits abduction
Posterior talofibular Inner, back lateral malleolus TO posterior
surface of talus
Limits plantarflexion, dorsiflexion, inversion;
supports lateral ankle
Posterior talotibial Tibial TO talus behind articulating facet Limits planatarflexion; supports medial ankle
Talocalcaneal Connecting anterior/posterior, medial, lateral talus
TO calcaneus
Supports subtalar joint
Interosseous (intertarsal) Supports arch of foot, intertarsal jointsConnects adjacent tarsals
Ligamento
tibioastragalino anterior
Astrágalo
Escafoides
Ligamento tibioescafoide
Ligamento plantar calcaneoescafoideo
Ligamento calcaneotibial
Tibia
Ligamento
tibioastragalino posterior
Peroné
Ligamento
tibioperoneo
posteroinferior
Ligamento
astragaloperoneo posterior
Ligamento calcaneoperoneo
Calcáneo
Tibia
Ligamento
tibioperoneo anteroinferior
Ligamento astragaloperoneo anterior
Astrágalo
Ligamento tibioescafoideo
Escafoides
Ligamento astrágalo calcáneo anterior
Ligamento astrágalo calcáneo lateral
Ligamento
calcaneoastragalino
posterior
Calcáneo
Ligamento calcaneoastragalino medial
VISTA MEDIAL VISTA LATERAL
Ligamento
tibioastragalino anterior
Astrágalo
Escafoides
Ligamento tibioescafoide
ento plantar calcaneoescafoideo
Ligamento calcaneotibial
TibTib
iaia
Ligamento
tibioastragalino posterior
Ligamento
calcaneoastragalino
posterior
CalCalalcáncánneoeoeo
Ligamento calcaneoastragalino media
VISTA MEDIAL
PerPer
onéoné
é
Ligamento
tibioperoneo
posteroinferior
Ligamento
tragaloperoneo posterior
mento calcaneoperoneo
CalCalacáncáncáeoeo
Tibia
Ligamento
tibioperoneo anteroinferior
Ligamento astragaloperoneo anterio
Astrágalo
Ligamento tibioescafoideo
Escafoides
Ligamento astrágalo calcáneo anterior
Ligamento astrágalo calcáneo lateral
VISTA LATERAL
FIGURA 6-31 Ligamentos del pie y tobillo.
Ligamento Inserción Acción
Astragaloperoneo anterior Maléolo lateral AL cuello del astrágalo Limita el desplazamiento anterior del pie o incli-
nación del astrágalo; limita la flexión plantar e
inversión
Astragalotibial anterior Margen anterior de la tibia A margen frontal del as-
trágalo
Limita la flexión plantar y abducción del pie
Calcaneocuboideo Calcáneo A superficie dorsal del cuboides Limita la inversión del pie
Calcaneoperoneo Maléolo lateral A tubérculo en el calcáneo externo Resiste el desplazamiento hacia atrás del pie; re-
siste la inversión
Deltoideo Maléolo medial A astrágalo, escafoides y calcáneo Resiste las fuerzas en valgo sobre el tobillo; limita la
flexión plantar, eversión, abducción del pie
Dorsal (tarsometatarsiano) Tarsos A metatarsos Apoya el arco; mantiene la relación entre los tarsos
y metatarsos
Calcaneocuboideo dorsal Calcáneo A cuboides por su porción dorsal Limita la inversión
Astragaloescafoideo Cuello del astrágalo A superficie superior del esca-
foides
Apoya la articulación astragaloescafoidea; limita la
inversión
Interóseo (intertarsal) Conecta los tarsos adyacentes Apoya el arco del pie, articulaciones intertarsales
Interóseos (astragalocalcáneo) Superficie inferior del astrágalo A superficie superior
del calcáneo
Limita la pronación, supinación, abducción, aduc-
ción, dorsiflexión, flexión plantar
Calcáneo cuboideo plantar Superficie inferior del calcáneo A superficie inferior
del cuboides
Apoya el arco
Calcaneoescafoideo plantar Margen anterior del calcáneo A superficie inferior del
escafoides
Apoya el arco; limita la abducción
Astragaloperoneo posterior Maléolo interno y posterior A superficie posterior del
astrágalo
Limita la flexión plantar, dorsiflexión, inversión;
apoya el tobillo por la parte lateral
Astragalotibial posterior Tibia A astrágalo atrás de la faceta articularLimita la flexión plantar; apoya el tobillo por la parte
medial
Astrágalo calcáneo Conecta la parte anterior/posterior, medial y lateral
del astrágalo AL calcáneo
Apoya la articulación subastragalina

224. 212 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Los movimientos triplanares en la articulación subastra-
galina se llaman pronación y supinación
. La pronación, que
ocurre en sistema de cadena abierta con el pie fuera del suelo,
consiste en eversión, abducción y dorsiflexión (145). La ever -
sión es el movimiento en el plano fr
ontal en el cual el borde
lateral del pie se mueve hacia la pierna cuando no carga peso,
o la pierna se mueve hacia el pie cuando carga peso (Fig.
6-34). El movimiento en plano transverso es abducción, o
lación del tobillo conforme el pie se mueve hacia la pierna (por
ejemplo al levantar los dedos de los pies y el antepié del suelo)
o cuando la pierna se mueve hacia el pie (por ejemplo al bajar
el pie en forma plana sobre el suelo). Estas acciones se ilustran
en la figura 6-32.
ARTICULACIÓN SUBASTRAGALINA
Moviéndose distalmente desde la articulación tibioastragalina se
encuentra la articulación subastragalina o talocalcánea, que con-
siste en la articulación entre el astrágalo y el calcáneo. Todas las
ar
ticulaciones del pie, incluyendo la articulación subastragalina,
se muestran en la figura 6-30. El astrágalo y el calcáneo son los
huesos de carga más grandes en el pie y forman el retropié. El
astrágalo une la tibia y el peroné al pie y se llama piedra angular
del pie. Ningún músculo se inserta en el astrágalo. El calcáneo
brinda un brazo de movimiento para el tendón de Aquiles y
debe recibir cargas de gran impacto en el choque de talón y altas
fuerzas de tensión de los músculos gastrocnemio y sóleo.
El astrágalo articula con el calcáneo en tres lugares, ante-
rior, posterior y medialmente, donde la superficie convexa del
astrágalo encaja en una super
ficie cóncava sobre el calcáneo.
La articulación subastragalina es apoyada por cinco ligamentos
cortos y fuertes que aguantan grandes tensiones en los movi-
mientos de la extremidad inferior. La localización y acción
de
estos ligamentos se presentan en la figura 6-31. Los liga-
mentos que apoyan al astrágalo limitan los movimientos de la
ar
ticulación subastragalina.
Los ejes de rotación de la articulación subastragalina corren
en forma oblicua desde la superficie plantar posterior y lateral
a la superficie medial dorsal del astrágalo (Fig. 6-33). Está
inclinado verticalmente de 41 a 45° desde el eje horizontal en
el plano sagital y 16 a 23° medialmente desde el eje longitu-
dinal de la tibia en el plano frontal (151). Puesto que el eje de
la ar
ticulación subastragalina es oblicuo a través de los planos
sagital, frontal y transverso del pie, puede haber movimiento
triplanar.
FD
FP
FD
FP
FP y FD con la tibia fija
FP y FD con el pie fijo
Eje
FIGURA 6-32
 La flexión plantar (FP) y la flexión dorsal (FD) ocurren con un eje mediolateral que corre a
través de la articulación del tobillo. El rango de movimiento de la flexión plantar y flexión dorsal es de casi
50 y 20°, respectivamente. La flexión plantar y la flexión dorsal pueden producirse con el pie moviéndose
sobre una tibia fija o con la tibia moviéndose sobre un pie fijo.
FIGURA 6-33 Los ejes de rotación de la articulación subastraga-
lina corren en diagonal desde la superficie plantar posterolateral a la superficie dorsal anteromedial. El eje es aproximadamente de 42° en el plano sagital (arriba) y 16° en el plano transverso. La línea sólida bisecta la superficie posterior del calcáneo y la esquina distal antero- medial del calcáneo; la línea punteada bisecta el astrágalo.

225. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 213
de peso y el astrágalo se mueve lateral. Los movimientos de
flexión plantar en el plano sagital ocurren cuando el calcáneo
se mueve distalmente si no se carga peso, o si el astrágalo se
mueve proximal si hay peso.
La principal función de la articulación subastragalina es
absorber la rotación de la extremidad inferior durante la fase
de apoyo de la marcha. Con el pie fijo en la superficie y el
fémur y la tibia rotando internamente al inicio de la fase de
apoyo y externamente al final de dicha fase, la articulación
subastragalina absorbe la rotación a través de las acciones
opuestas de pronación y supinación (71). La pronación es
una combinación de dorsiflexión, abducción y eversión, y la
supinación es una combinación de flexión plantar, aducción e
inversión. La articulación subastragalina absorbe la rotación
actuando como una bisagra, permitiendo a la tibia rotar sobre
el pie cuando hay carga de peso (159). La inversión y la ever-
sión también se utilizan como movimientos correctivos en
ajustes posturales para mantener el pie estable bajo el centr
o
de gravedad (159).
Una segunda función de la articulación subastragalina es
absorber el impacto. Esto puede lograrse mediante la prona-
ción. Los movimientos subastragalinos también permiten a la
tibia que r
ote internamente con mayor velocidad que el fémur,
facilitando la abertura a nivel de la articulación de la rodilla.
apuntar los dedos de los pies hacia afuera. Ocurre con rota-
ción externa del pie sobre la pierna y en el movimiento lateral
del calcáneo en la posición sin car
ga de peso o con rotación
interna de la pierna respecto al calcáneo y movimiento medial
del astrágalo cuando hay carga de peso. El movimiento de
dorsiflexión ocurre en el plano sagital cuando el calcáneo se
mueve hacia arriba sobre el astrágalo cuando no carga peso, o
si el astrágalo se mueve hacia abajo en el calcáneo cuando hay
carga de peso. En la figura 6-34 se muestra una ilustración con
las diferencias en movimientos subastragalinos entre posicio-
nes en cadenas abierta y cerrada.
La
supinación es justo el opuesto a la pronación, con inver-
sión, aducción y flexión plantar del calcáneo en la posición sin
car
ga de peso, e inversión calcánea y abducción y dorsiflexión
astragalina en la posición con carga de peso (101). El movi-
miento de inversión en el plano frontal ocurre en el borde
medial cuando el bor
de medial del pie se mueve hacia la
pierna medial si no se carga peso, o conforme la parte medial
de la pierna se desplaza hacia el pie medial al cargar peso
cuando el calcáneo se encuentra sobre la superficie lateral. En
el plano transverso, la aducción o dirigir los dedos de los pies
hacia adentro, ocurre cuando el pie rota internamente sobre la
pierna si no hay carga de peso, y el calcáneo se mueve medial
o la pierna rota externamente sobre el pie cuando hay carga
Pronación
Pie derecho
Pie derecho
Neutral Supinación
Pronación Supinación
FIGURA 6-34 Arriba. Con el pie des­pegado
del suelo, el pie se mueve sobr
e una tibia fija, y el
movimiento subastragalino de pronación es pro-
ducido por eversión, abducción y dorsiflexión. La
supinación en cadena abierta es producida por
inversión, aducción y flexión plantar. Abajo. En
una cinética de cadena cerrada con el pie apo-
yado en el suelo, gran parte de la pronación y
supinación se debe al peso del cuerpo actuando
sobre el astrágalo. En esta posición con carga de
peso, la tibia se mueve sobre el astrágalo para
producir la pronación y supinación.

226. 214 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
antepié. El valgo del antepié no es tan frecuente como el varo
del antepié (Fig. 6-36). Además, si el primer metatarsiano se
encuentra por debajo del plano de cabezas de los metatarsianos
adyacentes, se considera un primer arco en plantiflexión y
con frecuencia se asocia a pies con arco alto (71).
La base de los metatarsianos tiene forma de cuña, formando
un arco mediolateral o transverso a lo largo del pie. Las articu
­
laciones astrágalo-metatarsianas son deslizantes o planares,
permitiendo movimiento limitado entre los cuneiformes y el primer, segundo y tercer metatarsianos y el cuboides y el cuarto y quinto metatarsianos (74). Los movimientos de la articu
­
lación tarsometatarsiana cambian la forma del arco. Cuando
el primer metatarsiano se flexiona y abduce conforme el quinto metatarsiano se flexiona y aduce, el arco se profundiza, o in
­-
crementa en curvatura. De la misma manera, si el primer meta-
tarsiano se extiende y aduce el quinto metatarsiano se extiende y abduce, y el ar
co se aplana.
La flexión y extensión en las articulaciones tarsometatar-
sianas también contribuye a la inversión y eversión del pie. Se per
mite mayor movimiento entre el primer metatarsiano
y el primer cuneiforme que entre el segundo metatarsiano y los cuneifor
mes (101). La movilidad es un factor importante
en el primer metatarsiano ya que está involucrado signifi-
cativamente en la carga de peso y propulsión. La movilidad limitada en el segundo metatarsiano también es significativa

puesto que es el pico del arco plantar y una continuación del eje largo del pie. Las articulaciones tarsometatarsianas son apoyadas por los ligamentos dorsales medial y lateral.
Las articulaciones metatarsofalángicas son biaxiales, per -
mitiendo tanto la flexión y extensión y abducción y aducción (Fig. 6-30). Estas ar
ticulaciones reciben carga durante la fase
de propulsión de la marcha tras el despegue del talón y el inicio de la flexión plantar y flexión falángica (60). Dos hue-
sos sesamoideos se encuentran bajo el primer metatarsiano y r
educen la carga sobre uno de los músculos del primer dedo
en la fase propulsiva. Los movimientos en las articulaciones metatarsofalángicas son similares a aquellos observados en las mismas articulaciones de la mano excepto que ocurre mayor extensión en el pie como resultado de los requerimientos de la fase propulsiva de la marcha.
Las articulaciones interfalángicas son similares a las encon -
tradas en la mano (Fig. 6-30). Estas articulaciones uniaxiales en bisagra
permiten la flexión y extensión de los dedos de los
pies, los cuales son mucho más pequeños que los dedos de
las manos. También son menos desarrolladas, probablemente por el uso continuo de zapatos (74). Los dedos de los pies son

menos funcionales que los dedos de las manos ya que carecen de una estructura opuesta como el pulgar.
ARCOS DEL PIE
El tarso y metatarsos del pie forman tres arcos, dos transcu-
rren longitudinalmente y uno corre transversal atravesando al pie. Esto cr
ea un sistema elástico de absorción de impacto. Al
estar de pie, la mitad del peso es cargada por el talón y la otra mitad por los metatarsianos. Un tercio del peso cargado por los metatarsianos se encuentra sobre el primer metatarsiano, y el resto de la carga sobre las otras cabezas de los metatarsianos (60). Los arcos forman una superficie cóncava que conforma
ARTICULACIÓN TARSAL MEDIA
De las articulaciones restantes del pie, la tarsal media o tarsal transversa, tiene la mayor importancia funcional (Fig. 6-30). En realidad consiste en dos articulaciones, la calcaneocuboi -
dea en la par
te lateral y la taloescafoidea en la parte medial
del pie. En combinación forman una articulación en forma de S con dos ejes, oblicuo y longitudinal (151). Cinco ligamentos apoyan esta región del pie (véase Fig. 6-32). El movimiento en estas dos articulaciones contribuye a la inversión y eversión, abducción y aducción, y dorsiflexión y flexión plantares en las articulaciones subastragalina y del tobillo.
El movimiento en la articulación tarsal media depende de
la posición de la articulación subastragalina. Cuando dicha articulación se encuentra en pronación, los dos ejes de la articu
­
lación tarsal media son paralelos, lo cual abre la articulación y
crea hipermovilidad del pie (118). Esto permite al pie ser muy móvil al absorber el choque de contacto con el suelo y tam-
bién para adaptarse a superficies irregulares. Cuando los ejes son paralelos, el antepié también puede flexionarse libr
emente
y extenderse con respecto al retropié. El movimiento en la articulación tarsal media no tiene restricciones desde el choque de talón hasta que el pie se encuentra plano y cuando el pie se inclina sobre la superficie.
Durante la supinación de la articulación subastragalina, los
dos ejes corren a través de la convergencia medio tarsal. Esto fija la articulación, creando en el pie la rigidez necesaria para una eficiente aplicación de fuerza durante las siguientes etapas de la marcha (la etapa de apoyo) (118). La articulación tarsal media se vuelve rígida y más estable desde la posición de pie colocado plano sobre el suelo hasta el despegue de los dedos cuando el pie supina. Por lo general es estabilizada, creando una palanca rígida, a 70% de la etapa de apoyo (101). En este momento también hay mayor carga sobre la articulación tarsal media, volviendo más estable la zona entre el astrágalo y el hueso escafoides. La figura 6-34 muestra estas acciones.
OTRAS ARTICULACIONES DEL PIE
Las otras articulaciones en el mediopié, las articulaciones inte -
rastragalinas, que se encuentran entre los huesos cuneiforme y escafoides, y cuboides e inter
cuneiforme, son articulaciones
deslizantes (Fig. 6-30). En la articulación entre los cunei-
formes y el escafoides y el cuboides, se permiten pequeños
deslizamientos y rotación (74). En las articulaciones inter-
cuneiformes ocurre un poco de movimiento vertical, lo cual altera la for
ma del arco transverso del pie (37). Estas articu -
laciones reciben apoyo de los ligamentos interóseos.
El antepié consiste en
los metatarsos y las falanges así como
en las articulaciones entre ellos. La función del antepié es mantener el arco transverso metatarsiano, el arco longitudi -
nal medial y la flexibilidad en el primer metatarsiano. El plano

del antepié en la cabeza del metatarsiano está formado por el segundo, tercer y cuarto metatarsianos. Este plano es perpen-
dicular al eje vertical del talón en la alineación de un antepié nor
mal. Ésta es la posición neutra del antepié (Fig. 6-35). Si
el plano se inclina de manera que el lado medial se eleva, se le llama supinación o varo del antepié (71). Si el lado medial cae por debajo del plano neutro, se le llama pronación o valgo del

227. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 215
gar los dedos de los pies (60). La flexión en las articu­laciones
tarsal transversa y tarsometatarsianas in­crementa la altura del
arco longitudinal conforme la articulación metatarsofalángica
se extiende al despegar el pie (146). El movimiento del arco
medial es importante dado que absorbe el impacto transmi-
tiendo la carga vertical mediante deflexión del arco.
Incluso si el arco medial es muy ajustable, por lo general no
hace contacto con el piso a menos que la persona tenga pie
plano funcional. El ar
co medial es apoyado principalmen
­-
te por el hueso escafoides, los ligamentos calcáneo-escafoi -
deo, plantar largo y la fascia plantar (37, 61).
La fascia plantar
, ilustrada en la figura 6-37, es una aponeu-
rosis plantar fuerte y fibrosa que transcurre desde el calcáneo hasta
la articulación metatarsofalángica. Da soporte a ambos
arcos y protege los haces neurovasculares subyacentes. La fascia plantar puede irritarse como resultado de movimiento del tobillo a través de rangos extremos puesto que el arco es aplanado en dorsiflexión e incrementa en flexión plantar. Estas acciones brindan un amplio rango de estrés sobre las insercio-
un cuarto de una esfera (74). Los arcos se muestran en la figura 6-36.
El ar
co lateral longitudinal está formado por el calcáneo,
cuboides y cuarto y quinto metatarsianos. Es relativamente plano y limitado en movilidad (60). Puesto que es más bajo que el arco medial, puede hacer contacto con el piso y cargar algo de peso al caminar, por tanto desempeña un papel de apoyo en el pie.
El arco medial longitudinal más dinámico corre a lo largo
del calcáneo hasta el astrágalo, escafoides, cuneiforme y los pri-
meros tres metatarsianos. Es mucho más flexible y móvil que el ar
co lateral y desempeña un papel significativo en la absorción
del impacto al contacto con el suelo. En el choque de talón, parte de la fuerza inicial es atenuada por compresión de un coji
­-
nete graso colocado en la superficie inferior del calcáneo. Esto es seguido por una rápida elongación del ar
co medial que con-
tinúa a una elongación máxima al contacto del dedo del pie con el piso. El ar
co medial se acorta a la mitad del apoyo y luego
se estira ligeramente y de nuevo se acorta con rapidez al despe-
FIGURA 6-35
 La cabeza del metatarso debe estar perpendicular al tobillo en una alineación normal del pie. Exis-
ten muchas variantes en esta alineación, incluyendo antepié en valgo (B), en el cual el lado medial del antepié cae por
debajo del plano neutral; antepié varo (A) en el cual el lado medial se encuentra elevado; y retropié en varo (C) en el
cual el calcáneo está invertido. En carga de peso, estas alineaciones ocurren con diferentes movimientos.
Articulación subastragalina neutra
Sin carga de peso
Sin carga de peso
Pie derecho
Pie derecho
Sin carga de peso
Con carga de peso Con carga de peso Con carga de peso
Calcáneo invertido
Articulación subastragalina neutra
Calcáneo vertical
Articulación subastragalina neutra
Calcáneo vertical
Calcáneo evertido Calcáneo invertido
Antepié
invertido
Articulación subastragalina pronada
Articulación subastragalina supinada
Calcáneo vertical
Articulación
subastragalina
pronada
Antepié en la superficie
AB C
Antepié estable

228. 216 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
nes de la fascia (37). Además si la fascia es corta, es probable
que el arco sea más alto.
Los procesos digitales de la fascia plantar se extienden más
allá de las articulaciones metatarsofalángicas (Fig. 6-37). En
un proceso llamado efecto torno o molinete, la hiperexten -
sión de estas articulaciones tensa la fascia plantar y ayuda a
endur
ecer el arco longitudinal medial. Los huesos sesamoi-
deos insertados dentro de la fascia incrementan la ventaja
mecánica y la tensión. Este mecanismo es una for
ma ingeniosa
de permitir al pie ser un adaptador móvil cuando está en
contacto con el suelo y una plataforma firme que transmitirá
fuerzas con eficiencia durante la fase de despegue.
El arco transverso está formado por la posición de cuña de
los tarsos y la base de los metatarsianos. Los huesos actúan
como rayos que apoyan este arco, lo cual se aplana al cargar
peso y puede soportar tres a cuatro veces el PC (151). El apla-
namiento de este arco causa que el antepié se extienda consi-
derablemente dentro del zapato, indicando la importancia de
suficiente espacio dentr
o de ellos para permitir esta expansión.
A BC
FIGURA 6-36 Los tres arcos están formados por los tarsos y metatarsos; los arcos transversos (A), que cargan
una gran parte del peso corporal durante posiciones de apoyo; el arco longitudinal medial (B) que contribuye
dinámicamente a la absorción de impacto, y el arco longitudinal lateral (C), que participa con un papel de
soporte durante la carga de peso.
Voleibol y el mecanismo de molinete
¿Usted preferiría jugar voleibol en una cancha de arena
o en una cancha de superficie sólida? Podría depender
de qué valore más usted al jugar este deporte. Cuando
usted aterriza tras hacer un bloqueo alto probable-
mente prefiera aterrizar sobre una superficie como
arena. Por el otro lado, si usted salta para golpear la
pelota obtendría más altura a partir de una superficie
sólida. Existe un intercambio entre proyectar su esque-
leto (una superficie suave podría ser mejor) y el desem-
peño (una superficie rígida pudiera ser mejor). Discuta
cómo el mecanismo de molinete en el pie le permite
obtener lo mejor de ambas superficies. ¿Cómo es saltar
de una superficie dura y aterrizar sobre una superficie
blanda? ¿En qué es similar el mecanismo de molinete a
los ejes duales de la articulación tarsal media?
Proyecciones
digitales de la
aponeurosis
plantar
Aponeurosis
plantar
FIGURA 6-37
 La fascia plantar es una aponeurosis fuerte y fibrosa
que transcurre desde el calcáneo a la base de las falanges. Da apoyo
a los arcos y protege las estructuras del pie.

229. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 217
32° en sujetos jóvenes sanos y 18° en adultos mayores sanos
(88, 104). La inversión se ve muy reducida en sujetos con
osteoartritis en la articulación del tobillo. La eversión, medida
pasivamente, mide 5 y 4° en sujetos sanos jóvenes y adultos
mayores, respectivamente (88). En 84% de los pacientes con
artritis, la eversión calcánea excesiva crea lo que se conoce
como deformidad en valgo de retropié.
MOVIMIENTOS COMBINADOS DE LA RODILLA
Y TOBILLO/SUBASTRÁGALO
Los movimientos de la rodilla y pie deben ser coordinados para
maximizar la absorción de fuerzas y minimizar el estrés en la
extremidad inferior a nivel de sus articulaciones. Por ejemplo,
durante la fase de apoyo de la marcha, la pronación y supi-
nación del pie deben corresponder con la rotación en rodilla
y cadera. En el choque de talón, el pie típicamente hace con-
tacto con el suelo en una posición levemente supinada, y el
pie es bajado al suelo en flexión plantar (38). La ar
ticulación
subastragalina empieza a pronarse de inmediato, acompañan­-
do la rotación interna y flexión de las articulaciones de la rodi-
lla y cadera (61). El astrágalo rota medial sobre el calcáneo, ini-
ciando la pronación como resultado del choque de talón lateral y
colocando estrés sobre el lado medial (139). La pronación
sigue hasta que alcanza un máximo en 35 a 50% de la fase de apoyo (9, 154), y esto corresponde con el alcance de máxima flexión y rotación interna de la rodilla.
En la etapa de apoyo plano del pie, la articulación de la
rodilla comienza a rotar y extenderse externamente, y cuando el antepié está aún fijo en el suelo, estos movimientos son transmitidos al astrágalo (61). La articulación subastragalina debe iniciar la supinación en respuesta a la rotación externa y extensión que ocurren a través de la etapa de despegue del talón. Se piensa que muchas lesiones de la extremidad inferior se asocian con asincronía entre estos movimientos en la rodilla y articulación subastragalina.
Se ha pensado que la pronación excesiva es una principal
causa de lesiones, pero no es necesariamente en el máximo grado de pronación sino el porcentaje de apoyo en el cual se encuentra presente la pronación y la sincronización con movimientos de la articulación de la rodilla. La pronación puede estar presente hasta por 55 a 85% de la etapa de apoyo, creando problemas cuando el miembro inferior se mueve a rotación externa y extensión conforme la articulación subas-
tragalina sigue en pronación (103). Se ha demostrado que la falta de
sincronía entre las articulaciones subastragalina y de
rodilla en movimiento es mayor a más grandes velocidades (154) e incrementa también conforme es mayor la longitud del paso (153).
ALINEAMIENTO Y FUNCIÓN DEL PIE
La función del pie puede ser alterada de manera significativa con cualquier variación en el alineamiento de la extremidad inferior o como resultado de un movimiento anormal en la extremidad inferior. Por lo general, cualquier alineación en varo de la extre-
midad inferior incrementa la pronación de la articulación subas-
tragalina en la etapa de apoyo (66). Se piensa que un ángulo Q de la r
odilla mayor a 20°, varo tibial mayor a 5°, antepié en varo
Los individuos pueden clasificarse de acuerdo con la altura
del arco medial en tipos de pies que son normal, de arco alto
o pie cavo, o de arco o pie plano. Pueden a su vez subclasifi -
carse en rígido o flexible. El medio pie de un pie cavo rígido no
hace contacto con el suelo y por lo general tiene poca o nula

inversión o eversión al estar de pie. Es un tipo de pie que tiene
mala absorción al contacto. El pie plano, por otro lado, por lo
general es hipermóvil, con la mayoría de la superficie plantar
haciendo contacto en la fase de apoyo. Esto debilita la parte
medial. Es un tipo de pie por lo general asociado a pronación
excesiva a todo lo largo de la fase de apoyo en la marcha.
CARACTERÍSTICAS DE MOVIMIENTO
El rango de movimiento en la articulación del tobillo varía
con la aplicación de cargas a la articulación. El rango de
movimiento en dorsiflexión está limitado por el contacto
óseo entre el cuello del astrágalo y la tibia, la cápsula y los
ligamentos, y los músculos flexores de la planta. El rango pro-
medio de dorsiflexión es 20°, aunque aproximadamente 10°
de dorsiflexión son necesarios para una mar
cha eficiente (24).
Puede lograrse mayor dorsiflexión adicional hasta 40° cuando
se toma la posición en cuclillas utilizando el PC. Los adultos
mayores sanos típicamente tienen un rango de movimiento
con menor dorsiflexión pasiva pero más dorsiflexión a la mar-
cha que personas más jóvenes.
Cualquier condición ar
trítica en el tobillo también limita
el rango de movimiento en dorsiflexión pasivo e incrementa el
rango de movimiento activo de dorsiflexión. El incr
emento en
dorsiflexión en la articulación artrítica se debe de manera prin-
cipal a una menor flexibilidad en el gastrocnemio o debilidad
en el sóleo. Al mantener la r
odilla en flexión durante la fase de
apoyo de la marcha, se observa colapso a mayor dorsiflexión
(88). Al incrementar la dorsiflexión y extensión de la rodilla,
se mantiene mayor peso en el talón.
La flexión plantar es un movimiento del pie alejándose de
la pierna (por ejemplo al ponerse de puntas) o moviendo la
pierna lejos del pie (como al inclinarse hacia atrás y alejándose
de la parte frontal del pie) (Fig. 6-32). La flexión plantar es
limitada por el astrágalo y la tibia, los ligamentos y la cápsula,
y los músculos dorsiflexores. El rango de movimiento prome-
dio de flexión plantar es 50°, y se utilizan 20 a 25° de flexión
plantar en la mar
cha (24, 29, 108).
En una marcha artrítica o patológica, el arco de movimiento
de la flexión plantar es menor tanto en pasivo como activo.
La disminución en la flexión plantar es sustancial debido a la
debilidad de los músculos de la pantorrilla. Los adultos mayores
sanos no muestran pérdida sustancial en el rango de movi-
miento activo o pasivo de la flexión plantar (88).
En el retropié, la eversión e inversión subastragalina pueden
medirse por el ángulo formado entre la pierna y el calcáneo.
En el movimiento con carga de peso en cadena cerrada, el
astrágalo se mueve sobre el calcáneo, y en la cadena abierta,
el calcáneo se mueve sobre el astrágalo. La inversión y ever-
sión del calcáneo son iguales sin importar la carga de peso
o movimiento de cadena abier
ta. Esto vuelve muy útiles las
mediciones de inversión y eversión calcánea para cuantificar el
movimiento subastragalino (Fig. 6-4). La inversión substra-
galina es posible a través de un rango de movimiento de 20 a

230. 218 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
(inversión calcánea) mayor a 2°, y antepié en varo (aducción del
antepié) mayor a 3° son bastante significativos para incrementar
la pronación subastragalina (88).
El varo de retropié por lo general es una combinación
de varo subastragalino y varo tibial en la cual el calcáneo se
invierte y el tercio inferior de la tibia se desvía en dirección
a la inversión. El antepié en varo, la causa más frecuente de
pronación excesiva, es la inversión del antepié sobre el retropié
con la articulación subastragalina en posición neutral (24).
Es causado por la incapacidad del astrágalo para desrotar,
dejando al pie pronado en la elevación del talón e impidiendo
cualquier supinación. Esto traslada el PC al lado medial del
pie, creando una articulación medio astragalina hipermóvil y
un primer metatarso inestable.
Tanto el retropié como el antepié en varo duplican la
cantidad de pronación en la fase media de apoyo comparado
con función normal del pie y sigue en la pronación en la fase
tardía de apoyo (66). En algunos casos, la pronación continúa
hasta el final del periodo de apoyo. Éste es un mecanismo que
produce lesiones mayores ya que la pronación constante es
contraria a la rotación externa que ocurre en la pierna. Es la
principal causa de molestia y disfunción en el pie y pierna.
La r
otación transversa que se produce por el pie hipermóvil,
aun en pronación en la etapa tardía de apoyo, es absorbida en
la articulación de la rodilla y puede causar dolor lateral en la
cadera mediante inclinación anterior de la pelvis o colocación
de estrés sobre los músculos inversores (38).
Un primer rayo en flexión plantar también puede pro-
ducir pronación excesiva (66): el primer arco por lo general
se encuentra en flexión plantar por tracción del músculo pero-
neo largo y comúnmente se observa en alineaciones en varo
tanto de r
etropié como de antepié. Esta alineación causa que el
lado medial del pie reciba carga de manera prematura, con car-
gas mayores a lo normal que limitan la inversión del antepié y
condicionan
supinación en la fase media de apoyo. Sin embargo
se genera pronación súbita al despegue del talón, desarrollando
grandes fuerzas de cizallamiento a través del antepié, en especial
en el primer y quinto metatarsianos (66).
La hipermovilidad del primer arco es generada porque el
músculo peroné largo no puede estabilizar al primer meta-
tarsiano. Durante la pronación, el lado medial es hipermóvil,
colocando una alta car
ga y fuerza de cizallamiento sobre el
segundo metatarsiano. Ésta es una causa común de fracturas
por estrés del segundo metatarsiano y subluxación de la pri-
mera articulación metatarsofalángica (1, 24).
Aunque no es fr
ecuente, una persona pudiera tener el
antepié en valgo. Esto puede ser causado por una deformidad
ósea en la cual las superficies plantares de los metatarsos se
evierten con relación al calcáneo con la articulación subastra-
galina en posición neutra (24). El antepié en valgo causa que
el antepié reciba carga de modo prematuro en la marcha,
causando supinación en la ar
ticulación subastragalina. Esta
alineación es típica del pie con arco alto.
El tipo de pie, como se mencionó antes, también puede
tener efecto sobre el grado de pronación o supinación. En
el pie normal con eje subastragalino de 42 a 45°, la rotación
interna de la pierna es igual a la rotación interna del pie (69).
En un pie con arco alto, el eje de la articulación subastragalina
es más vertical y es mayor a 45°, de forma que para cualquier
rotación interna de la pierna, hay menor rotación interna del
pie, creando menos pronación para cualquier rotación dada
de la pierna.
En el pie plano, el eje de la articulación subastragalina es
menor a 45°, es decir, más cerca de la horizontal. Esto tiene
el efecto opuesto sobre un eje que es mayor a 45°. Por tanto,
para cualquier rotación interna dada de la pierna, hay mayor
rotación interna del pie, creando mayor pronación (69).
Una consideración final en alineación es el pie equino, en
el cual el tendón de Aquiles es corto, creando una limitación
significativa a la dorsiflexión en la marcha. Esta deformidad
en equino puede reproducirse cuando los músculos gastroc-
nemios y sóleo son tensos y poco flexibles. Ya que la tibia
es
incapaz de moverse hacia adelante sobre el astrágalo en la
fase media de apoyo, el astrágalo se mueve anteriormente y se
prona en exceso para compensar. Una elevación temprana del
talón y dedos al caminar son síntomas de este padecimiento.
ACCIONES MUSCULARES
Veintitrés músculos actúan sobre el tobillo y pie, de los cuales
12 se originan fuera del pie y 11 dentro del mismo. Todos
los 12 músculos extrínsecos excepto el gastrocnemio, sóleo y
plantar, actúan sobre las articulaciones subastragalina y tarsal
media (49). Las inserciones, acciones e inervación de todos
estos músculos se presentan en la figura 6-38.
Los músculos del pie desempeñan un papel importante para
absorber impactos de muy alta magnitud. También generan
y absorben energía durante el movimiento. Los ligamentos y
tendones de los músculos almacenan algo de energía para su
uso posterior
. Por ejemplo, el tendón de Aquiles puede alma-
cenar 37 joules (J) de energía elástica, y los ligamentos del
ar
co pueden guardar 17 J conforme el pie absorbe las fuerzas
y PC (141).
La flexión plantar se utiliza para propulsar al cuerpo hacia
adelante y arriba, contribuyendo de manera significativa a las
otras fuerzas propulsoras generadas en el despegue de talón y
dedos de los pies. Los músculos flexores plantares también se
usan excéntricamente para enlentecer un pie en dorsiflexión
rápida o para ayudar en el control del movimiento hacia ade-
lante del cuerpo, de modo especial en la rotación hacia delante
de la tibia sobr
e el pie.
La flexión plantar es una acción poderosa creada por múscu
­
los que se insertan posteriores al eje transverso que transcurre
a través de la articulación del tobillo. La mayoría de la fuer­-
za de flexión plantar es producida por gastrocnemio y sóleo, que juntos se les conoce como gr
upo muscular tríceps sural.
Ya que el gastrocnemio también cruza la articulación de la r
odilla y puede actuar como flexor de la misma, es más eficiente
como flexor plantar con la rodilla extendida y el cuádriceps femoral activado.
En una carrera donde se inicia corriendo, el gastrocnemio
es activado en su máximo con la rodilla extendida y el pie
colocado en dorsiflexión completa. El sóleo, llamado el caba-
llo de batalla de la flexión plantar, es más plano que el gas
­-
trocnemio (37). También es el principal flexor plantar en la postura de pie. Un sóleo tenso puede cr
ear una pierna

231. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 219
Gastroc-
nemio
Sóleo
Tendón
de Aquiles
A B
Peroneo largo
Flexor largo del primer dedo
Peroneo corto
Flexor
largo de
los dedos
Tibial
posterior
Músculo poplíteo
C
Músculo
bíceps femoral
(cabeza larga) Tracto o banda iliotibial
D E
Muscle Insertion Nerve Supply Flexion/
Dorsiflexion
Extension/
Plantarflexion
Abduction Adduction
Flexor hallucis brevis
Posterior tibia TO distal phalanx of toes 2–5
Lateral plantar nerve
Flexor digitorum brevis
Fifth metatarsal TO
proximal phalanx of little toe
Tibial nerve
PM: Little toe
Medial plantar nerve
Flexor digitorum longus
Medial calcaneus TO middle phalanx of toes 2–5
Extensor hallucis longus
Lateal condyle of tibia;
fibula; interosseus membrane TO dorsal expansion of toes 2–5
Deep peroneal nerve
Asst: Ankle DF
Flexor digiti minimi brevis
Anterior fibula; interos- seous membrane TO
distal phalanx of big toe
Deep peroneal nerve
PM: Toes 1–4
Extensor digitorum longus
Lateral calcaneus TO proximal phalanx of first, second, third toes
Deep peroneal nerve
Extensor digitorum brevis
Sides of metatarsals TO
lateral side of proximal phalanx
Lateral plantar nerve
PM: proximal phalanx
Dorsal interossei
Second, third, fourth
metatarsal TO lateral side
of proximal phalanx of
big toe
Lateral plantar
nerve
Abductor
hallucis
Medial calcaneus TO
medial base of proximal
phalanx of first toe
Medial plantar
nerve
Abductor
digiti minimi
Lateral calcaneus TO
base of proximal phalanx
of fifth toe
Lateral plantar
nerve
Adductor
hallucis
Cuboid TO medial side
of proximal phalanx of
big toe
Medial plantar
nerve
PM:
Toes 2–4
Asst:
Ankle PF
Asst:
Ankle DF
Flexor
hallucis
longus
Lower 2–3 of posterior
fibula, interosseous
membrane
Tibial nerve Asst:
Ankle PF
PM:
Big toe
PM:
Toe 2–5
PM:
Toe 2–5
PM:
Big toe
PM:
Forefoot
PM:
Forefoot
PM:
Big toe
PM
Toe 2–5
PM:
Second toe
PM:
Big toe
PM:
Big toe
PM:
Little toe
Inversion Eversion
Asst
Asst
PM
FIGURA 6-38 Músculos que actúan sobre las articulaciones de pie y tobillo, incluyendo músculos superficiales posteriores
(A) y anatomía de superficie (B) de la parte posterior e inferior de la pierna; músculos posteriores profundos del miembro
pélvico (C), músculos (D) y anatomía de superficie del miembro inferior (E); músculos anteriores (F) y anatomía de superficie
(G); anatomía de superficie del pie y tobillo (H), y músculos en la superficie dorsal (I, J, K) y ventral (L) del pie. ( Continúa)
(Nota del traductor: MP, movimiento principal; Ast, asistencia).
Músculo Inserción Inervación Flexión/
Dorsi-
flexión
Extensión/
flexión
plantar
Abduc-
ción
Aducción Inversión Eversión
Abductor del dedo
pequeño
Calcáneo lateral A base
de la falange proximal del
quinto dedo
Nervio plantar
lateral
MP; dedo
pequeño
Abductor del
primer dedo
Calcáneo medial A base
medial de la falange proxi-
mal del primer dedo
Nervio plantar
medial
MP; primer
dedo
Aductor del pri-
mer dedo
Segundo, tercero y cuarto
metatarsianos A parte lateral
de la falange proximal del
primer dedo
Nervio plantar
lateral
MP; primer
dedo
Interóseos dor-
sales
Lados de los metatarsos
A parte lateral de falange
proximal
Nervio plantar
lateral
MP; falan-
ge proximal
MP; dedos
2 a 4
MP; segundo
dedo
Extensor corto de
los dedos
Calcáneo lateral A falange
proximal del primero, segun-
do y tercer dedos
Nervio peroneo
profundo
MP; dedos
1 a 4
Extensor largo de
los dedos
Cóndilo lateral de la tibia;
peroné; membrana interósea
A expansión dorsal de los
dedos 2 a 5
Nervio peroneo
profundo
Ast; FD
tobillo
MP dedos
2 a 5
MP
Extensor largo del
primer dedo
Peroné anterior; membrana
interósea A falange distal del
primer dedo
Nervio peroneo
profundo
Ast; FD
tobillo
MP; primer
dedo
MP; antepié
Flexor corto del
quinto dedo
Quinto metatarso A falange
proximal del quinto dedo
Nervio plantar
lateral
MP; quinto
dedo
Flexor corto de
los dedos
Calcáneo medial A falange
media de los dedos 2 a 5
Nervio plantar
medial
MP; dedos
2 a 5
Flexor largo de
los dedos
Tibia posterior A falange
distal de los dedos 2 a 5
Nervio tibial MP; dedos
2 a 5
Ast; FP
tobillo
Ast
Flexor corto del
primer dedo
Cuboides A porción medial
de la falange proximal del
primer dedo
Nervio plantar
medial
MO; primer
dedo
Flexor largo del
primer dedo
Parte baja 2-3 del peroné
posterior, membrana inter
­
ósea
Ner
vio tibial MP; primer
dedo
Ast; FP tobillo
MP; antepié Ast

232. 220 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Músculo
gastroc-
nemio
Peroneo
largo
Músculo
sóleo
Tibial
anterior
Peroneo
corto
Extensor largo
de los dedos
Extensor largo
del primer dedo
F G
H
Abductor del
primer dedo
Abductor
del quinto
dedo
Flexor
corto de
los dedos
Lumbricales
I
Largo del primer dedo
Flexor corto del primer dedo
Cuadrado
plantar
Lumbricales
Flexor
largo de
los dedos
J
Adductor de los dedos
(cabeza transversa)
Opositor del
quinto dedo
Flexor del
quinto
dedo
K
Extensor corto de los dedos
Extensor
largo del
primer
dedo
Extensor
corto del
primer dedo
L
Muscle Insertion Nerve Supply Flexion/
Dorsiflexion
Extension/
Plantarflexion
Abduction Adduction
Tibialis posterior
Upper lateral tibia, intero- sseous membrane TO medial plantar surface of
first cuneiform
Lateral plantar nerve
Soleus
Medial lateral inferior calcaneus TO flexor digitorum tendon
Deep peroneal nerve
PM: Toes 2–5
Tibial nerve
Tibialis anterior
Upper posterior tibia,
fibula, interosseous mem- brane TO calcaneus
Plantaris
Medial side of 3–5 meta- tarsal TO medial side of proximal phalanx of toes 3–5
Lateral plantar nerve
Quadratus plantae
Linea aspera on femur TO calcaneus
Tibial nerve
Plantar interossei
Lower anterior fibula; interosseous membrane
TO base of fifth metatarsal
Deep peroneal nerve
Peroneus tertius
Lateral condyle of tibia, upper lateral fibula TO first cuneiform; lateral first metatarsal
Superficial peroneal nerve
Peroneus longus
Lower lateral fibula TO fifth metatarsal
Superficial peroneal nerve
Lumbricales Tendon of flexor
digitorum longus TO base of proximal phalanx of toes 2–5
Medial, lateral planter nerve
PM: proximal phalanx 2–5
Gastrocnemius Medial, lateral condyles
of femur TO calcaneus
Tibial nerve; S1, S2
Peroneus brevis
Upper posterior tibia,
fibula, interosseous mem- brane TO inferior navicular
Tibial nerve
PM: Toes 3–5
PM:
Forefoot
Asst:
Ankle PF
PM:
Ankle PF
Asst:
Ankle PF
PM:
Ankle PF
PM:
Ankle DF
Asst:
Ankle PF
PM
Asst:
Ankle PF
Inversion Eversion
PM
PM
PM
PM
PM
FIGURA 6-38 (Continuación)
Músculo Inserción Inervación Flexión/
Dorsi-
flexión
Extensión/
flexión
plantar
Abduc-
ción
Aducción Inversión Eversión
Gastrocnemio Cóndilos medial y lateral del
fémur A calcáneo
Nervio tibial;
S1, S2
MP; FP
tobillo
Lumbricales Tendón del flexor largo
de los dedos A base de
la falange proximal de los
dedos 2 a 5
Nervio plantar
medial y lateral
MP; falan-
ge proximal
dedos 2
a 5
Peroneo corto Peroné inferolateral A quinto
metatarsiano
Nervio peroneo
superficial
Ast; FP
tobillo
MP
Peroneo largo Cóndilo lateral de la tibia,
peroné superolateral A
primer cuneiforme; primer
metatarsiano lateral
Nervio peroneo
superficial
Ast, FP
tobillo
MP; an-
tepié
MP
Tercer peroneo Peroné inferoanterior; mem-
brana interósea A base del
quinto metatarsiano
Nervio peroneo
profundo
MP MP
Plantar interóseo Lado medial de 3er. a 5to.
metatarsiano A lado medial
de la falange proximal de
dedos 3 a 5
Nervio plantar
lateral
MP; dedos
3 a 5
Plantar Línea áspera del fémur A
calcáneo
Nervio tibial Ast; FP
tobillo
Cuadrado plantar Calcáneo medial inferola-
teral A tendón del flexor de
los dedos
Nervio plantar
lateral
MP; dedos
2 a 5
Sóleo Tibia posterosuperior, pero-
né, membrana interósea A
calcáneo
Nervio tibial MP; FP
tobillo
Tibial anterior Tibia lateral superior, mem-
brana interósea A superficial
plantar medial del primer
cuneiforme
Nervio peroneo
profundo
MP; FD
tobillo
MP
Tibial posterior Tibia posterosuperior, pero-
né, membrana interósea A
escafoides inferior
Nervio tibial Ast, FP
tobillo
MP

233. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 221
ciendo pronación. La figura 6-39 muestra cómo se realiza la
pronación mediante la carga de peso.
Los inversores del pie son los músculos que se encuentran
mediales al eje largo de la tibia. Estos músculos generan inver-
sión del calcáneo y aducción del antepié (37). La inversión es
cr
eada principalmente por el tibial anterior y el tibial posterior,
con ayuda de los flexores de los pies, flexor largo de los dedos
y flexor largo del primer dedo. El extensor largo del primer
dedo trabaja con el flexor largo del primer dedo para aducir el
antepié durante la inversión.
Los músculos intrínsecos del pie funcionan como grupo y
son muy activos en la fase de apoyo de la marcha. Básicamente
siguen la supinación y son más activos en las últimas fases de
equilibrio para estabilizar al pie en propulsión (69). En un
pie que prona de modo excesivo, también son más activos
y trabajan para estabilizar las ar
ticulaciones tarsal media y
subastragalina. Hay 11 músculos intrínsecos, y 10 de ellos se
encuentran sobre la superficie plantar acomodados en cuatro
capas. La figura 6-39 muestra un listado completo de estos
músculos.
FUERZA DE LOS MÚSCULOS
DEL TOBILLO Y DEL PIE
El movimiento más fuerte en el tobillo o pie es la flexión plan-
tar. Esto se debe a la mayor masa muscular que contribuye al
movimiento. T
ambién se relaciona con el hecho que los fle-
xores plantares se utilizan más para vencer la gravedad y man-
tener la postura de pie, controlar el descenso al piso y ayudar
a la pr
opulsión. Incluso estando de pie, los flexores plantares
pero específicamente el sóleo, se contraen para controlar la
dorsiflexión en la postura de pie.
funcionalmente corta, a menudo esto se observa en la pier
­-
na izquierda de personas que manejan mucho tiempo. Como se explicó
en la sección previa, un sóleo tenso o poco flexible
limita la dorsiflexión y facilita la pronación compensatoria que crea el miembro inferior funcionalmente más corto.
La acción de estos músculos flexores plantares es mediada
por una articulación subastragalina rígida, lo cual permite una transferencia eficiente de la fuerza muscular. El gastrocnemio y posiblemente el sóleo también han demostrado producir supinación cuando el antepié se encuentra sobre el suelo durante la fase final de la etapa de balance de la marcha. La flexión plantar por lo general es acompañada tanto de supina-
ción como abducción.
Los otr
os músculos plantares flexores producen sólo 7% de
la fuerza plantar flexora restante (37). De ellos, los peroneos largo y corto son los más importantes, con mínima contri-
bución flexoplantar de los músculos plantar, flexor largo del primer dedo, flexor lar
go de los dedos y tibial posterior. El
plantar es un músculo interesante, similar al palmar largo de la mano, ya que se encuentra ausente en algunos individuos, es muy pequeño en otros, y se encuentra bien desarrollado en otros más. En general, su contribución suele ser insignificante.
La dorsiflexión del tobillo se usa de manera activa en la
fase de balanceo de la marcha para ayudar al pie a sobrepa
­-
sar el suelo y en la fase de equilibrio de la marcha para con­trolar
el descenso del pie al suelo tras el choque de talón. La dor-
siflexión también se encuentra presente en la parte media de
la fase de equilibrio conforme el cuerpo desciende y la tibia viaja sobr
e el pie, pero esta acción es controlada excéntrica-
mente por los músculos flexores plantares (45). Los músculos dorsiflexor
es son aquellos que se insertan anteriores al eje
transverso que atraviesa el tobillo (49) (véase Fig. 6-38).
El dorsiflexor más medial es el tibial anterior, cuyo tendón
se encuentra más lejos de la articulación, lo cual le da una ventaja mecánica significativa y lo vuelve el dorsiflexor más poderoso (37). El tibial anterior tiene un tendón largo que termina a la mitad de la pierna. También es el músculo más grande y brinda apoyo adicional al arco longitudinal medial. El extensor largo de los dedos y el extensor largo del primer dedo auxilian al tibial anterior en dorsiflexión. Estos músculos jalan los dedos hacia arriba en extensión. El peroneo tercio también contribuye a la fuerza de dorsiflexión.
La eversión es creada principalmente por el grupo muscular
peroneo. Estos músculos se ubican laterales al eje largo de la tibia. Se conocen como pronadores en la posición sin carga de peso ya que evierten el calcáneo y abducen el antepié. El pero -
neo largo es un evertor que también es responsable de con-
trolar la presión sobre el primer metatarsiano y algunos de los movimientos más finos del primer metatarso y primer dedo,

o hallux
.
La falta de estabilización del primer metatarsiano por
el peroneo largo causa hipermovilidad del lado medial del pie. El
peroneo corto también contribuye mediante la producción de eversión y abducción del antepié, y el per
oneo tercio con-
tribuye mediante dorsiflexión y eversión. Tanto el peroneo ter
tius como el peroneo corto estabilizan la parte lateral del
pie. La pronación en carga de peso es generada de manera principal por carga de peso sobre el lado lateral del pie en el choque del talón. Esto desvía al talón medialmente, produ-
FIGURA 6-39 Cuando el talón golpea el suelo sobre la parte late-
ral (L) se dirige una fuerza vertical hacia la parte externa del pie. La
fuerza del cuerpo corporal actúa hacia abajo a través de la articulación
del tobillo. Ya que estas dos fuerzas no se alinean, el astrágalo es des-
viado medialmente (M), produciendo un movimiento de pronación.

234. 222 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
larga. La fatiga en el grupo muscular causa caída del pie
durante el balanceo y golpe del pie sobre la superficie tras el
choque de talón. Para fortalecer un grupo muscular, funciona
mejor la posición sentada de forma que pueda aplicarse resis-
tencia abajo del pie con bolsas de arena, pesas o ligas elásticas
(Fig. 6-41). Hay disponibles máquinas
para ejercitar el tobillo
que permiten un rango completo de dorsiflexión y entre-
namiento de alta resistencia. La flexibilidad en dorsiflexión
también puede lograrse mejor en posición sentada mediante

actividades que requieren máxima flexión plantar.
La fuerza y flexibilidad de los inversores y eversores del
tobillo son importantes para los atletas que participan en
actividades en las cuales son frecuentes las lesiones en tobillos.
Esto incluye basquetbol, voleibol, futbol americano, futbol
soccer, tenis y muchas otras actividades. El fortalecimiento y
estiramiento de los músculos de inversión y eversión puede
lograrse con el pie plano sobre el suelo en una toalla o unido a
una liga elástica. Puede ponerse peso sobre la toalla, que luego
se jala hacia el pie ya sea en inversión o eversión, dependiendo
en qué lado del peso se coloca el pie. La circumconducción
y el trazado de una figura en ocho son buenos ejercicios de
flexibilidad.
Los músculos intrínsecos del pie por lo general están atro-
fiados y debilitados porque regularmente usamos zapatos.
Dado que los músculos intrínsecos dan apoyo al ar
co del pie
y lo estabilizan durante la fase de propulsión de la marcha,
es útil dar algo de acondicionamiento a estos músculos. La
mejor forma de ejercitar el grupo de músculos intrínsecos
como un todo es quitarse los zapatos y andar descalzo. El
potencial de movimiento del pie se ilustra mejor en perso
­-
nas con discapacidad en la extremidad superior y deben usar sus
pies para realizar sus funciones de la vida diaria. Estos
sujetos pueden ser muy versátiles y hábiles para usar los pies y con eso lograr una gran variedad de funciones.
Durante la caminata o carrera, el impacto es el mismo ya
sea con zapatos o sin ellos; la diferencia es la manera que estas fuerzas son absorbidas. Con un zapato, el pie está más rígido durante la fase de absorción de impacto en el apoyo y depende del pie para apoyo y protección. Durante la absorción de cho-
que en la marcha sin zapatos, el pie tiene mayor movilidad, con más deflexión del ar
co al aplicar carga (137). Esto no
significa por fuerza que los zapatos no deban usarse; la tasa de lesiones al correr descalzo inicialmente sería alta debido al cambio significativo impuesto por la remoción de los zapatos. También es peligroso hacer actividades sin zapatos y existe la posibilidad de lesiones por objetos cortantes. Estar descalzos en verano, sin embargo, es una manera de mejorar la condi-
ción de los músculos intrínsecos.
Para apoyar los beneficios de la actividad sin zapatos se

cuenta con la baja tasa de lesiones en las poblaciones que en su mayoría vive descalza. La incidencia de lesiones en corre-
dores sin zapatos es mucho menor que entre la población con zapatos (137). Por último, la musculatura intrínseca en

una persona con un pie plano móvil está mucho más desarro-
llada que en una persona con arco alto y pie rígido debido a la difer
encia en las características del movimiento en cuanto
a carga del pie.
La fuerza de flexión plantar es mayor desde una posición
de ligera dorsiflexión. Un ángulo de dorsiflexión de inicio en
105° incrementa la fuerza de flexión plantar 16% a partir de la
posición neutra. La fuerza de flexión plantar medida desde 75 y
60° de flexión plantar es reducida en 27 y 42%, respectivamente
comparado con la fuerza medida en la posición neutral (151).
De manera adicional, la fuerza de flexión plantar puede aumen-
tarse si la rodilla se mantiene en posición extendida, colocando
al gastr
ocnemio en longitud muscular más ventajosa.
La dorsiflexión es incapaz de generar una gran fuerza
debido a la menor masa muscular y ya que es utilizada míni-
mamente en las actividades diarias. La fuerza de los músculos
dorsiflexor
es es casi de 25% de los músculos flexores plantares
(151). La fuerza de dorsiflexión puede aumentarse al colocar
el pie en unos cuantos grados de flexión plantar antes de ini-
ciar la dorsiflexión.
ACONDICIONAMIENTO DE LOS MÚSCULOS
DEL TOBILLO Y DEL PIE
En la figura 6-40 se presentan ejercicios tanto de estiramiento
como de fortalecimiento para movimientos seleccionados del
pie y tobillo. Los músculos flexores plantares son ejercitados en
gran medida en las actividades de la vida diaria: se utilizan para
caminar, pararse de sillas, subir las escaleras y manejar un auto.
El fortalecimiento de los flexores plantares utilizando ejercicios
de resistencia es también relativamente fácil. Cualquier ejerci
­-
cio de levantarse sobre los talones ofrece una resistencia sig­
nifica­tiva ya que el PC es levantado por este grupo corporal.
Con el peso centrado sobre el pie, la palanca de los flexores plantares es muy eficiente para manejar cargas grandes; por tanto, una actividad para levantar el talón con peso en los hombros por lo general puede hacerse con una cantidad de peso considerable. Este ejercicio es perfecto para los gastroc-
nemios ya que la fuerza de este músculo incrementa con la r
odilla extendida y el cuádriceps femoral en contracción.
Para fortalecer específicamente el sóleo, es mejor la posi-
ción sentado. Esta posición flexiona la rodilla y disminuye significativamente la contribución del gastr
ocnemio. Puede
colocarse peso o resistencia sobre el muslo cuando se realiza flexión plantar.
Es importante mantener la flexibilidad en los flexores plan-
tares ya que cualquier rigidez en este grupo muscular puede cr
ear una elevación temprana del talón y pronación excesiva
durante la marcha. La falta de flexibilidad en los flexores plan-
tares es frecuente en mujeres que usan tacones altos mucho tiempo
(74). De hecho, tanto hombres como mujeres son
susceptibles de sufrir esguinces en los flexores plantares cuando pasan de la posición de talón alto a bajo ya sea en actividades o en la vida diaria. Es mejor mantener la flexibilidad en este grupo muscular mediante estiramiento con la rodilla extendida y el tobillo en dorsiflexión máxima.
La flexibilidad en el gastrocnemio y sóleo pueden aislarse
relativamente. La flexibilidad del gastrocnemio puede pro-
narse mejor con la rodilla extendida, y la flexibilidad del sóleo se pr
ueba mejor con las rodillas flexionadas a 35°.
La fuerza de los dorsiflexores es limitada, pero debe man-
tenerse para que ocurra fatiga durante una caminata o carrera

235. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 223
Grupo muscular Ejemplo de ejercicio de estiramiento Ejemplo de ejercicio de fortalecimiento
Flexores plantares
del tobillo
Elevación de pantorrilla de pie
Flexores dorsales
del tobillo
Elevación de pantorrilla sentado
Dorsiflexión con banda elástica
Otros ejercicios
Elevación de pantorrilla
con mancuernas
Elevación de pantorrilla
con barra
Inversión del tobillo con banda elástica
Eversión/inversión del tobillo
Eversión con banda elástica
FIGURA 6-40 Ejemplos de ejercicios de estiramiento y fortalecimiento para los grupos
musculares seleccionados.

236. 224 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
ligamento deltoideo se puede esguinzar si el pie es plantado y
pronado, y sufre un golpe en el lado lateral de la pierna.
Aunque no están en el tobillo, los ligamentos que mantie-
nen unida la articulación tibioperonea pueden esguinzarse con
una r
otación externa y dorsiflexión forzadas, o una inversión
o eversión forzadas. El astrágalo separa la tibia y el peroné,
distendiendo los ligamentos.
Muchas otras lesiones de los tejidos blandos del pie y el
tobillo están típicamente asociadas con sobreuso o algún
otro tipo de mal alineamiento funcional. El síndrome tibial
medial o posterior genera dolor sobre el maléolo medial
(71). Esta condición usualmente involucra el sitio de inser-
ción del tibial posterior, y puede ser una tendinitis del tendón
del
tibial posterior. También puede ser periostitis, en la que
la inserción del tibial posterior jala la membrana interósea y el
periostio del hueso, causando inflamación. Este músculo por
lo regular se irrita por pronación excesiva, lo que coloca una
gran cantidad de tensión y estiramiento sobre el músculo. El
síndrome tibial lateral causa dolor sobre la cara lateral de la
pierna, y es un trastorno por sobreuso similar al del músculo
tibial anterior.
El tendón de Aquiles es otra área del pie que con frecuen-
cia sufre esguinces, y que puede lesionarse como resultado de
sobr
eentrenamiento. Un tendón de Aquiles tenso también
puede causar varios trastornos, incluyendo dolor en la pan-
torrilla, talón, la región lateral o medial del tobillo, y en la
super
ficie plantar. Las contracciones vigorosas múltiples del
gastrocnemio que sobreestiran el grupo muscular, como al
correr por una colina o cambiar de un zapato de tacón alto a
uno de tacón más bajo, pueden distender este tendón (12).
El tendón de Aquiles también puede irritarse si hay pérdida
de la absorción en el cojinete del talón del calcáneo. Esto
crea un impacto de mayor amplitud al momento del choque
del talón durante la locomoción que es compensado por un
incremento en la actividad del sóleo. El aumento de la acti-
vidad muscular produce un incremento correspondiente en
la car
ga sobre el tendón de Aquiles. La tendinitis de Aquiles
puede ser muy dolorosa y difícil de sanar ya que la inmovili-
zación del área es difícil. El tendón de Aquiles también puede
r
omperse como resultado de una contracción muscular vigo-
rosa. Por ejemplo, un empuje vigoroso hacia adelante después
de un movimiento hacia atrás puede r
omper el tendón. Otro
mecanismo de ruptura es al pisar un agujero o pisar mal y caer
fuera de una banqueta.
Una condición que imita el dolor asociado con la ten-
dinitis de Aquiles es la bursitis retrocalcánea. Ésta es una
inflamación de la
bursa que yace superior a la inserción del
tendón de Aquiles. Generalmente es causada por calzado mal
ajustado (12).
La fascitis plantar, una inflamación de la fascia plantar en
la parte inferior del pie, es otra lesión común de los tejidos
blandos del pie (137). La irritación por lo regular se desarrolla
en la inserción medial de la fascia plantar al calcáneo, y puede
ser causada por ajustes en el entrenamiento que incrementa el
kilometraje recorrido. También puede ser causada por pisar un
agujero o caer de una banqueta. La fascitis plantar es más preva-
lente en los pies con arco alto y en individuos con un tendón de
Aquiles tenso o discr
epancia en la longitud de las piernas (78).
El colocar más tensión sobre la fascia plantar en pronación
predispone al área a este tipo de lesión. La fascia plantar puede
POTENCIAL DE LESIÓN EN EL TOBILLO Y EL PIE
Las lesiones en el tobillo y el pie representan una gran pro-
porción de las lesiones en la extremidad inferior. En algu
­‑
nos deportes o actividades, como en el baloncesto, la articu­
lación del tobillo es la parte de la extremidad inferior que
con más frecuencia se lesiona. Mientras que las lesiones en el
retropié por lo regular ocurren como resultado de compresión
vertical, las lesiones en la parte media del pie ocurren con mo
­‑
vimiento lateral excesivo (37). Las lesiones del antepié se pre-
sentan de forma similar a otras lesiones de los huesos largos en otr
os sitios del cuerpo. En esta área del pie, las fuerzas tanto
compresivas como ténsiles generan la lesión.
La mayoría de las lesiones en el tobillo y el pie ocurren
como resultado de sobreentrenamiento o un episodio de entrenamiento excesivo. La articulación del tobillo se lesiona con frecuencia en actividades como correr, durante las cuales el pie sufre cargas súbitas y de forma repetida (137). Las lesiones
del pie y el tobillo también se asocian con factores anató
­-
micos; se observa una mayor incidencia de lesión en los indi-
viduos que sobrepronan, y en aquellos con un alineamiento cavo de
la extremidad inferior. La inestabilidad funcional del
tobillo también puede estar relacionada a varios factores, incluyendo debilidad del tendón peroneo, inestabilidad rota-
cional del astrágalo, inestabilidad subastragalina, inestabilidad tibioper
onea, o mal alineamiento del retropié (63).
Una de las lesiones más comunes del pie es el esguince
del tobillo. Los esguinces son más frecuentes en el complejo lateral del tobillo durante la inversión. El mecanismo de lesión es un movimiento de la tibia en forma lateral, posterior, ante-
rior, o rotatorio mientras el pie está firmemente fijo sobre la super
ficie. El caer en un agujero en el suelo, tropezarse y pisar
fuera de una banqueta, y perder el equilibrio al caminar en tacones altos son otros casos en los que el tobillo puede sufrir un esguince. Los factores asociados con el esguince del tobillo difieren entre hombres y mujeres. Las mujeres con aumento del varo tibial y eversión del calcáneo, y los hombres con aumento de la inclinación del astrágalo son más susceptibles a la lesión del ligamento del tobillo (17).
La mayoría de los esguinces del tobillo en atletas ocurre
durante la maniobra de corte, donde el corte se hace con el pie opuesto a la dirección de la carrera (49), o cuando se aterriza sobre el pie de otro jugador. Por ejemplo, el pie izquierdo se esguinza a medida que se impulsa estando en flexión plantar e inversión hacia la derecha. La acción de flexión plantar e inver-
sión es la causa del esguince de la estructura ligamentosa lateral, donde el
ligamento astragaloperoneo es el que tiene mayor
probabilidad de sufrir el esguince (68). Si el movimiento se realiza con mayor inversión del pie, el ligamento calcaneope -
roneo es el siguiente ligamento que puede dañarse (68). La

lesión es creada con una inclinación del astrágalo a medida que el astrágalo se mueve hacia adelante fuera de la junta del tobillo. Cualquier inclinación del astrágalo mayor a 5° es probable que cause daño a los ligamentos de la parte lateral del tobillo (41). Con la lesión del complejo lateral del tobillo, puede ocurrir una subluxación an
­terior del astrágalo e inclinación del mismo,
creando gran inestabilidad en el complejo del tobillo y el pie.
Los ligamentos mediales del tobillo no se esguinzan con
frecuencia debido al soporte del ligamento deltoideo, y el pilar creado por el maléolo lateral más largo. El poderoso

237. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 225
Contribución de la musculatura
de la extremidad inferior
a las habilidades o movimientos
en el deporte
La extremidad inferior está involucrada principalmente con
el soporte de peso, el caminar, la postura, y la mayoría de las
actividades motoras gruesas. Esta sección resume la contribu-
ción de la extremidad inferior a ciertos movimientos específi-
cos. Se proporciona también una revisión más detallada de la
actividad muscular al caminar y andar en bicicleta. Éstos son

ejemplos de una descripción de la anatomía funcional de un
movimiento derivado de investigación electromiográfica.
Hay muy pocos movimientos o habilidades deportivas que
no requieren el uso y contribución de los músculos de la extre-
midad inferior. Por ejemplo, al aterrizar después de un salto
u otr
o evento que implique que el individuo esté en el aire,
el peso del cuerpo es desacelerado sobre la extremidad infe
­-
rior uti­lizando los músculos del tronco, cadera y pierna (53).
En una maniobra de corte, el glúteo medio y el sartorio modi-
fican la posición del pie en el aire a través de rotaciones interna y exter
na de la cadera, y en la fase de apoyo de la acción de
corte, hay un aumento en la fuerza de los músculos gastroc-
nemio y cuádriceps para generar más fuerza para el cambio en la dir
ección (133).
SUBIR Y BAJAR ESCALERAS
La acción de subir escaleras inicia con una elevación de una extremidad mediante una contracción vigorosa del iliopsoas, el cual jala la extremidad hacia arriba contra la gravedad hacia el siguiente escalón (98) (Fig. 6-41). El recto femoral se vuelve activo en esta fase mientras asiste en la flexión del muslo y enlentece de forma excéntrica la flexión de la rodilla. A continuación, el pie se coloca sobre el siguiente escalón. En este punto, hay actividad en los isquiotibiales, trabajando principalmente para desacelerar la extensión de la articulación de la rodilla (98). A medida que el pie hace contacto con el siguiente escalón, el soporte de paso involucra cierta actividad
de los extensores del muslo. La siguiente fase es el jalón hacia ar
riba, en el que la extremidad colocada sobre el escalón
superior se extiende para llevar el cuerpo hacia arriba hacia ese escalón. La mayor parte de la extensión es generada en la articulación de la rodilla por el cuádriceps. La parte inferior de la pierna se mueve en forma posterior mediante flexión plantar en el tobillo para incrementar la posición vertical, y el principal músculo del tobillo que produce este movimiento es el sóleo, con algo de contribución del gastrocnemio. Hay una con-
tribución mínima de la cadera además de la contracción del
glúteo medio para jalar el tr
onco hacia arriba sobre la extremi-
dad (98). Por último, en la fase de propulsión hacia adelante,
en
la que la extremidad sobre el escalón inferior empuja hacia
arriba al siguiente escalón, hay una mínima actividad en la
cadera, y la articulación del tobillo genera la mayor parte de
la fuerza. El mayor poder en el tobillo es generado en esta fase
a medida que el individuo continúa hacia el siguiente escalón.

En este punto, el tobillo empuja, con los flexores plantares
romperse con una flexión plantar forzada, como se observa al
bajar escaleras o durante una aceleración rápida.
En el sitio de irritación de la fascia plantar en el calcáneo,
los adolescentes pueden desarrollar apofisitis calcánea, una
irritación de la epífisis del calcáneo (78). Los adultos pueden
desarrollar una irritación similar en el mismo sitio, donde se
pueden desarrollar espolones calcáneos en respuesta al tirón
de la fascia plantar.
Aunque la osteoartritis en la articulación del talón tiene una
incidencia más baja que la observada en la cadera o la rodilla,
puede ocurrir en pacientes más jóvenes (160). Ésta es diferente a
la artritis degenerativa comúnmente observada en la articulación
de la cadera y la rodilla. La lesión recurrente de los ligamentos
del tobillo, o un único esguince intenso del tobillo son factores
predisponentes para el desarrollo de osteoartritis del tobillo.
El dolor en la parte anterior del pie puede estar relacionado
a condiciones como fracturas por estrés en los metatarsianos,
metatarsalgia, y neuroma de Morton. La tensión sobre los me
­
tatarsianos, conocida como metatarsalgia, crea una sensación
de quemazón en el antepié. El neuroma de Morton es una inflamación de un nervio, por lo regular entre el tercer y cuarto metatarsianos a nivel de la bola del pie. Los síntomas incluyen dolor punzante, quemante y adormecimiento. La irritación de
los ligamentos o tejidos blandos del antepié usualmente se aso
­-
cia con correr sobre una superficie dura. Las lesiones en los metatarsianos son más pr
evalentes en los pies que sobrepronan.
La compresión de los nervios puede ocurrir en varios sitios
en la pierna y el pie. El síndrome de compartimiento anterior es un caso en el que ocurre compresión nerviosa y vascular como resultado de hipertrofia hasta el punto que causa compre-
sión de los nervios y los vasos sanguíneos en el compartimiento. La compr
esión puede causar parestesias o atrofia en el pie.
La lesión de los componentes óseos del pie casi siempre se
presenta con el sobreuso o la función patológica. Las fracturas de los metatarsianos típicamente se encuentran en la parte media del cuerpo del segundo o tercer metatarsiano. Esta frac
­-
tura está asociada con músculos dorsiflexores tensos o varo del antepie. T
ambién pueden desarrollarse fracturas por estrés
en los metatarsianos en la cara lateral del pie como resultado de un gastrocnemio tenso. El gastrocnemio tenso impide la dorsiflexión en la marcha, creando pronación compensadora, una articulación subastragalina desbloqueada, y más flexibili-
dad en el primer metatarsiano, y donde el metatarsiano lateral absorbe la fuerza. Una persona que car
ece de dorsiflexión
suficiente en la marcha es casi cinco veces más propensa a desarrollar una fractura por estrés.
Las fracturas a los metatarsianos se presentan con una
caída sobre el pie, avulsión por un músculo como en el sitio de inserción del peroneo corto sobre el quinto metatarsiano, o como con
­secuencia de compresión. Las fracturas también
se han asociado con pérdida de la capacidad compresiva del cojinete del talón, requiriendo una mayor absorción de fuerza por el pie. Un ejemplo de una lesión por compresión es una fractura de la tibia o el astrágalo del lado medial que acom-
paña al esguince lateral del tobillo. Esta lesión de la parte inter
na del tobillo también puede aflojar fragmentos óseos,
una condición conocida como osteocondritis disecante. La fractura osteocondral del astrágalo es una fractura por ciza -
llamiento que ocurre con una acción de dorsiflexión-eversión del pie en la que el astrágalo se atrapa en la tibia al acuclillarse.

238. 226 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
activos a medida que el cuerpo es empujado hacia arriba al
siguiente escalón (98).
El bajar escaleras requiere una actividad muscular mínima
de la cadera. En la fase de jalón de la extremidad, los flexo­-
res de la cadera están activos, seguidos de actividad de los isquiotibiales en la fase de colocación del pie, cuando la ex
­-
tremidad baja a la superficie del escalón (98). A medida que la extr
emidad hace contacto con el siguiente escalón en el
soporte de peso, la cadera está mínimamente involucrada ya que la mayoría del peso es absorbido de manera excéntrica en las articulaciones de la rodilla y el tobillo. Los músculos que actúan sobre la articulación de la rodilla son princi-
palmente responsables de generar las fuerzas en la fase de pr
opulsión hacia adelante. Los músculos flexores plantares
actúan de modo excéntrico para absorber el contacto del pie con la superficie (51, 100). También hay una cocontrac-
ción del sóleo y el tibial anterior en la porción inicial de la fase de absor
ción para estabilizar la articulación del tobillo.
Conforme la persona baja el escalón, hay una pequeña acti-
vidad muscular excéntrica en el músculo sóleo mientras con
­
tribuye al descenso controlado y el movimiento del cuerpo
hacia adelante. En la fase final de apoyo, la fase de descenso controlado, el cuerpo desciende hacia el escalón principal-
mente mediante actividad muscular excéntrica en la articu
­
lación de la rodilla. Hay una mínima cantidad de actividad
de los extensores de la cadera al final de esta fase.
LOCOMOCIÓN
En los estudios sobre la marcha se utilizan varios términos para describir la sincronización de los eventos clave. Esta
FIGURA 6-41
 Al subir escaleras con la pierna izquierda primero,
existe una importante contribución del cuádriceps, con ayuda de
los flexores plantares y el iliopsoas. Al descender con la pierna
derecha primero, los mismos músculos controlan el movimiento
excéntricamente. Para subir escaleras como tal, hay menos contri-
bución de los músculos de la cadera que al caminar o correr.
Ascenso Descenso
Choque
del pie
Soporte
medio
Despegue
de los dedos
Balanceo
hacia adelante
Desaceleración
FIGURA 6-42 Al correr existe un gran nivel de actividad en los
isquiotibiales, glúteo menor, glúteo mayor, grupo del cuádriceps femoral y músculos intrínsecos del pie durante la fase de apoyo de la actividad. Durante la fase de balanceo, hay importante actividad del iliopsoas y el tensor de la fascia lata.
terminología es necesaria para comprender las acciones de
la extremidad inferior al caminar y al correr. En los estudios
de locomoción, generalmente se define un ciclo de caminar
o correr como el periodo desde el contacto de un pie con el
suelo hasta el siguiente contacto del mismo pie. Un ciclo de
marcha usualmente se divide en dos fases, denominadas como
de apoyo y de balanceo. En la fase de apoyo, el pie está en
contacto con el suelo. La fase de apoyo también puede divi-
dirse en subfases. La primera mitad de la fase de apoyo es la de
fr
enado, que inicia con la fase del choque del talón y termina
con la fase media del apoyo. La segunda mitad de la fase
de apoyo es la de propulsión, la cual inicia en la fase media del
mismo y continúa hasta la por
ción terminal del apoyo y hasta
el punto donde el pie se prepara para dejar el suelo. La fase de
balanceo o de no contacto es el periodo cuando el pie no está
en contacto con el suelo, y puede subdividirse en una fase de
balanceo inicial, la fase media de balanceo, y la fase terminal
del balanceo. En esencia, esta fase representa la recuperación
de la extremidad en preparación para el siguiente contacto
con el suelo. Estos eventos se ilustran en la figura 6-42 para la
carrera, y en la figura 6-43 para la caminata.
Correr
Hay una considerable actividad muscular en múltiples múscu
­
los al correr, y los movimientos articulares típicamente ocurren
a lo largo de un rango de movimiento mayor que al ca­mi­nar.
La excepción es la hiperextensión, que es mayor al caminar de­-
bido al tiempo de apoyo más prolongado. Sin embargo, la actividad muscular al cor
rer es similar a la observada al caminar.
Al correr, hay de 800 a 2
000 contactos del pie con el suelo por
cada milla avanzada, y el pie, la pierna, el muslo, la pelvis y la columna absorben de dos a tres veces el peso corporal (22).
En la articulación de la cadera, el glúteo mayor controla la
flexión del tronco del lado del apoyo y desacelera el balanceo de la pierna. El glúteo mayor en el lado del apoyo también controla excéntricamente la flexión de la cadera junto con los isquiotibiales (86, 94). El glúteo medio y el tensor de la fascia lata están activos en la porción inicial de frenado de la fase de apoyo para controlar la pelvis en el plano frontal para evitar que se incline hacia el lado opuesto (94). Durante la porción propulsiva de la fase de apoyo al correr, los isquiotibiales están

239. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 227
muy activos mientras el muslo se extiende. El glúteo mayor
también contribuye a la extensión durante la fase final del
apoyo, al tiempo que también genera rotación externa hasta
el despegue de los dedos.
En la articulación de la rodilla, tanto el cuádriceps femoral
como los isquiotibiales están activos durante varias porciones
de la fase de apoyo (106). En el instante del choque del talón
al correr, una breve contracción excéntrica de los isquioti-
biales flexiona la rodilla para disminuir la fuerza horizontal o
de fr
enado que se absorbe en el impacto. Esto es seguido de
activación del cuádriceps femoral. Inicialmente, el cuádriceps
femoral actúa de manera excéntrica para desacelerar la veloci-
dad vertical negativa del cuerpo. Esta acción persiste hasta la
fase media del apoyo. A continuación, el cuádriceps femoral

actúa de forma concéntrica para producir velocidad vertical
positiva del cuerpo. Los isquiotibiales también están activos
junto con el cuádriceps femoral para generar extensión en
la cadera (92). El periodo desde el choque del talón hasta la
fase media del apoyo representa más de la mitad del costo
ener
gético al correr.
Muscles
Loading Response
Heel stri ke to foot flat
Mid-stance (10%–30%)
Foot flat to midstance
Terminal Stance (30%–60%)
Mid-stance to toe-off
Forward Swing (50%–80%)
Toe-off to acceleration to midswing
Gluteus
medius and
minimus
Iliospoas
Tensor
fascia
latae
Hip
adductors
Hamstrings
Quadriceps
Plantar-
flexors
Level Action Purpose Level Action Purpose Level Action Purpose Level Action Purpose
Limit knee
flexion and
augment
hip flexioin
MOD
MOD
MOD
MOD
ISO
CON
ECC
ECC
ISO
ISO
ISOECC
ECC
ISO
ECC
ISO
CON
CON
CON
CON
CON
CON
CON
MOD
LOW
MODMOD
HIGH
LOW
MOD
LOW
MOD
MOD
MOD
HIGH
MOD
HIGH
LOW
Control hip
flexion
Controls drop
of contra-
lateral pelvis
Control of hip
flexion
Control of
knee flexion
Opposing hip
adduciton to
stop contra-
lateral pelvic
drop
Stop contra-
lateral pelvic
drop
Control of
knee flexion
until COG
over base of
support
Control of
ankle dorsi-
flexion
Opposing hip
adduction to
stop contra-
lateral pelvic
drop
Control of hip
extension
Stop contra-
lateral pelvic
drop
Assist with
hip flexion
Hip extension
at toe-off
Knee
extension at
toe-off
Hip flexion
Hip flexion
Assist hip
flexion and
adduct thigh
Knee flexion
Source: Gage, J. R. (1990). An overview of normal walking. Instructional Course Lectures, 39:291–303.
Krebs, D. E., et al. (1998). Hip biomechanics during gait. Journal of Sports Physical Therapy, 28:51–59.
Zajac, F. E. (2002). Understanding muscle coordination of the human leg with dynamical simulations. Journal of Biomechanics, 35:1011–1018.
Terminal Swing (85%–100%)
Midswing to deceleration
Level Action Purpose
ECC
ECC
ISO
CON
MOD
HIGH
LOW
MOD
Control of hip
extension
Decelerate
knee
extension
Stabilize
weight shift to
other limb at
toe-off
Initiate knee
extension
Dorsiflexors
Intrinsic
foot
muscles
HIGH ECC
CON
CON
ISO
CON
HIGH
HIGH
LOW
HIGH
Control of
lowering of
foot into
plantarflexion
To make foot
rigid
Plantarflexion
Cause foot to
be rigid as
heel raises
from floor
Dorsiflexion
so forefoot
clears
ground
ISOMOD Ankle dorsi-
flexion for
landing
Hip extension ECCMOD Control of
knee
extension in
midswing
Respuesta
a la carga
Apoyo
medio
Apoyo
terminal
Balanceo
hacia adelante
Balanceo
terminal
FIGURA 6-43 Músculos de la extremidad inferior involucrados en la caminata mostrando el nivel de acti-
vidad muscular (baja, moderada o alta) y el tipo de acción muscular (concéntrica [CON] y excéntrica [EXC])
con el propósito asociado.
MúsculosRespuesta a la carga
Choque del talón a pie plantado
Fase media de apoyo (10-30%)
Pie plantado hasta apoyo medio
Fase terminal del apoyo (30-60%)
Apoyo medio hasta el despegue de
los dedos
Balanceo hacia adelante (50-80%)
Despegue de los dedos hasta la acelera-
ción en la fase media del balanceo
Balanceo t erminal (85-100%)
Balanceo medio hasta la desace-
leración
Niv
el Acción Propósito Nivel Acción Propósito Nivel Acción Propósito Nivel Acción Propósito Nivel Acción Propósito
Glúteo medio
y menor
MOD ISO Controla la
flexión de la
cadera
MOD ISO Se opone a la
aducción de la
cadera para detener
la caída contralateral
de la pelvis
BAJA ISO Se opone a la
aducción de la
cadera para detener
la caída contralateral
de la pelvis
Iliopsoas MOD EXC Control de la exten-
sión de la cadera
A
LTA CON Flexión de la
cadera
MOD EXC Control de la
extensión de la
cadera
Tensor de la
fascia lata
MOD CON Controla la
caída de la
pelvis contra-
lateral
B
AJA ISO Detiene la caída
contralateral de la
pelvis
BAJA ISO Detener la caída de
la pelvis contralateral
MOD CON Flexión de la
cadera
Aductores de
la cadera
MOD
BAJA
CON
ISO
Asistir a la flexión de
la cadera
Estabilizar el despla-
zamiento del peso
a la otr
a extremidad
en el despegue de
los dedos
A LTA CON Asistir a la flexión
de la cadera y
aducción del muslo
Isquiotibiales MODEXC Control de la
flexión de la
cadera
Extensión de
la cadera
MOD CON Extensión de la ca-
dera en el despegue
de los dedos
B
AJA
MOD
CON
EXC
Flexión de la rodilla
Control de la exten-
sión de la rodilla en
la f
ase media del
balanceo
A LTAEXC Desacelerar la
extensión de la
rodilla
Cuádriceps MOD EXC Control de la
flexión de la
rodilla
MOD EXC Control de la flexión
de la rodilla hasta
que el CDG esté
sobre la base de
apoyo
MOD CON Extensión de la ro-
dilla en el despegue
de los dedos
MOD ISO Limit
a la flexión de
la rodilla y aumenta
la flexión de la
cadera
MOD CON Inicia la exten-
sión de la rodilla
Fle
xores
plantares
A LTA EXC Control de la dorsi-
flexión del tobillo
A
LTA CON Flexión plantar
Flexores
dorsales
A LTAEXC Control del
descenso del
pie en flexión
plantar
A LTA CON Dorsiflexión de
modo que el
antepié pase sobre
el suelo
MOD ISO Dorsiflexión del
tobillo para el
aterrizaje
Músculos
intrínsecos
del pie
A LTA CON Darle rigidez al pieBAJA ISO Le da rigidez al pie
mientras el talón se
eleva del piso
Fuente:
Gage, J. R. (1990). An overview of normal walking. Instructional Course Lectures, 39:291-303.
Krebs, D. E., et al. (1998). Hip biomechanics during gait. Journal of Sports Physical Therapy, 28:51-59.
Zajac, F. E. (2002). Understanding muscle coordination of the human leg with dynamical simulations. Journal of Biomechanics, 35:1011-1018.

240. 228 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
En la porción de propulsión del apoyo, el cuádriceps
femoral está excéntricamente activo conforme el talón se eleva
y luego se vuelve activo de manera concéntrica hasta el despe-
gue de los dedos. Los isquiotibiales también están concéntri-
camente activos en el despegue de los dedos.
La actividad flexora plantar también se incr
ementa marca-
damente después del choque del talón y domina durante todo
el
periodo de apoyo (94). En la porción de frenado del apoyo,
los músculos flexores plantares no trabajan en el tobillo, sino
para detener de manera excéntrica el descenso vertical del
cuerpo sobre el pie. Esto continúa aun en la fase de propulsión
del apoyo, cuando los flexores plantares cambian hacia una
contracción concéntrica, añadiendo a la fuerza de impulso de
la carrera (94).
Tan pronto como el pie abandona el suelo para comenzar
la fase de balanceo, la extremidad es llevada hacia adelante por
el iliopsoas y el recto femoral, enlenteciendo la hiperextensión
del muslo y moviendo el muslo hacia adelante hacia flexión. El
recto femoral es el músculo más importante para la propulsión
hacia adelante del cuerpo, ya que es responsable del gran rango
de movimiento en la extremidad inferior. Inicia el movimien
­-
to de flexión de forma tan vigorosa que la acción del iliopsoas también contribuye a la extensión de la r
odilla. El iliopsoas está
activo durante más de 50% de la fase de balanceo al correr (94). En la porción inicial de la fase de balanceo, hay actividad en los aductores que, al igual que durante la caminata, están traba-
jando junto con los abductores para controlar la pelvis.
Al final de la fase de balanceo, tiene lugar una gran canti-
dad de actividad muscular excéntrica en el glúteo mayor y los isquiotibiales a medida que comienzan a desacelerar el muslo

que se flexiona rápidamente. A medida que la velocidad de la cadera aumenta, la actividad del glúteo mayor se incrementa mientras asume cada vez más responsabilidad para enlentecer al muslo en preparación para el contacto del pie en el des-
censo. Además, en la porción final de la fase de balanceo, los aductor
es se vuelven activos de nuevo mientras descienden
excéntricamente al muslo para producir aducción.
Durante la porción inicial de la fase de balanceo, el cuádri-
ceps femoral está activo excéntricamente para desacelerar la rápida flexión de la r
odilla. En la parte final de la fase de balan-
ceo, los isquiotibiales se vuelven activos para limitar tanto la extensión de la r
odilla como la flexión de la cadera (94).
Cuando se corre a velocidades más altas, los músculos de
la extremidad inferior deben generar un poder considerable. Si los grupos musculares son débiles, puede verse afectada la zancada al correr. Por ejemplo, un glúteo mayor débil puede desacelerar la transición de la pierna entre la recuperación y el balanceo. Los isquiotibiales débiles pueden resultar en un fallo para controlar la flexión de la cadera y la extensión de la rodilla en la porción final de la recuperación, y debilitan la fuerza de extensión de la cadera en la fase de apoyo (20).
Caminar
Al caminar, los músculos alrededor de la pelvis y la articula-
ción de la cadera contribuyen mínimamente a la propulsión al caminar
, y están más involucrados con el control de la pelvis
(89). La contribución muscular de los músculos de la extre-
midad inferior activa al caminar se resume en la figura 6-43.
Al momento del choque del talón, la actividad moderada del
glúteo medio y el glúteo menor de la extremidad que soporta
el peso mantiene a la pelvis balanceada en contra del peso del
tronco. La fuerza muscular de abducción equilibra al tronco y
a la pierna que se balancea en torno a la cadera de apoyo (92).
Esta actividad continúa hasta la fase media de soporte, y des-
pués disminuye en la fase de apoyo tardía (142). Los aductores
también trabajan de for
ma concurrente con estos músculos
para controlar a la extremidad durante el apoyo. El glúteo
mayor está activo al momento del choque del talón para ayudar
con el movimiento del cuerpo sobre la pierna. Por último, el
tensor de la fascia lata está activo desde el choque del talón
hasta la fase media de soporte para ayudar con el control de la
pelvis en el plano frontal (142).
Los isquiotibiales alcanzan su pico de actividad muscular a
medida que intentan frenar el movimiento de la articulación
de la cadera al momento del choque del talón. El cuádriceps
femoral comienza entonces a contraerse para controlar la carga
(p. ej., el peso) que está siendo impuesta sobre la articulación
de la rodilla, tanto por el cuerpo como por la fuerza de reac
­‑
ción del suelo que viene desde abajo. La rodilla también se mueve
hacia flexión excéntricamente controlada por el cuá-
driceps femoral. La cocontracción de los isquiotibiales y el cuá­driceps femoral continúa hasta que el pie está plantado
sobre el suelo. La actividad del cuádriceps femoral disminuye al alcanzar aproximadamente 30° de la fase de apoyo, y no está activo durante la fase media y hasta las fases iniciales de propulsión.
En la porción de propulsión de la fase de apoyo al caminar,
el cuádriceps femoral se activa de nuevo aproximadamente al llegar al 85 a 90% de la fase de soporte, cuando se utiliza para propulsar al cuerpo hacia arriba y hacia adelante. Los isquioti-
biales se vuelven activos casi al mismo tiempo, y contribuyen a la pr
opulsión hacia adelante.
En el tobillo hay una máxima actividad en los músculos
dorsiflexores durante el choque del talón para controlar de manera excéntrica el descenso del pie hacia el suelo en flexión plantar. La mayor actividad muscular se observa en el tibial anterior, el extensor largo de los dedos, y el extensor largo del pulgar (147). La actividad en este grupo muscular disminuye, pero la mantiene durante toda la fase de soporte.
Hay poca actividad en el gastrocnemio y el sóleo al
momento del choque del talón. Comienzan a activarse des-
pués de haber plantado el pie y continúan hacia la fase de pr
opulsión conforme controlan el movimiento de la tibia
sobre el pie y generan fuerzas de propulsión. Los músculos intrínsecos del pie están inactivos en esta porción del apoyo.
En la fase propulsiva del apoyo, los músculos dorsiflexores
aún están activos, generando un segundo pico en la fase de soporte justo antes del despegue de los dedos. Los músculos intrínsecos del pie están activos durante la fase de propulsión del apoyo, mientras trabajan para darle rigidez y estabilidad al pie y controlar la depresión del arco. La actividad en el gas-
trocnemio, el sóleo y los músculos intrínsecos cesa al mo
­mento
del despegue.
Al comienzo de la fase de balanceo, la extremidad debe
balancearse rápidamente hacia el frente. Este movimiento es iniciado por una contracción vigorosa del iliopsoas, sartorio y el tensor de la fascia lata. El muslo aduce en la porción media de la fase de balanceo y rota internamente justo des-
pués del despegue de los dedos. Los aductores están activos al comienzo de la fase de balanceo y continúan hacia la fase de

241. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 229
agonistas y antagonistas durante el ciclo. Los músculos cuá-
driceps femorales son los principales productores de fuerza,
con asistencia de los otr
os músculos de la extremidad inferior.
En la articulación de la cadera, el glúteo mayor se activa en
el pedaleo hacia abajo después de 30° en el ciclo, y continúa
hasta aproximadamente 150° para extender la cadera. A
medida que la actividad del glúteo mayor comienza a dis-
minuir, la actividad de los isquiotibiales se incrementa en el
segundo
cuadrante y continúa hasta casi 130 a 250° a medida
que extienden la cadera y comienzan a flexionar la rodilla
(47). En la parte superior del ciclo de pedaleo, de 0 a 90°,
el cuádriceps femoral está muy activo. El recto femoral está
activo durante el arco de 200 a 130° del siguiente ciclo. El
vasto medial está activo de 300 a 135°, y el vasto lateral está
activo de 315 a 130° del siguiente ciclo (11).
En la porción media del ciclo, de 90 a 270°, los isquio-
tibiales contribuyen más a la producción de poder, estando
el
bíceps femoral activo de 5 a 265°, y el semimembranoso
activo de 10 a 265° (11). Hay cocontracción del cuádriceps
femoral y los isquiotibiales durante todo el ciclo, pero en
proporciones diferentes y cambiantes. En la última porción
del ciclo, de 270 a 360°, el recto femoral está involucrado de
manera activa conforme la pierna sube.
En el tobillo, el gastrocnemio contribuye a la mayor parte
de la porción de poder del ciclo, y está activo de 30 a 270° en
la revolución. Cuando la actividad del gastrocnemio cesa, el
tibial anterior se vuelve activo de 280° hasta ligeramente más
allá del punto muerto superior, contribuyendo por tanto a la
apoyo. Al final de la fase de balanceo, la actividad de los isquio-
tibiales y el glúteo mayor desacelera a la extremidad (142).
En la fase de balanceo, los isquiotibiales se activan justo

después del despegue de los dedos, y de nuevo al final de la
fase de balanceo justo antes del contacto del pie. Se observa
una actividad similar en el cuádriceps femoral, que enlentece
la flexión de la rodilla después del despegue de los dedos e
inicia la extensión de la r
odilla antes del choque del talón.
Durante la fase de balanceo, los músculos dorsiflexores
generan la única actividad muscular significativa en el tobillo y
el pie. Mantienen al pie en posición de flexión dorsal de modo
que el pie pasa sobre el suelo mientras la extremidad se está
balanceando.
CICLISMO
Al andar en bicicleta, los eventos clave están determinados por
la rotación del pedal de la bicicleta. El movimiento del pedal
forma un círculo. Un ciclo es una revolución de este círculo
con 0° en el meridiano de las 12:00, 90° en el meridiano de las
3:00, 180° en el meridiano de las 6:00, y 270° en el meridiano
de las 9:00. El fin del ciclo se da a los 360° (o 0°), de nuevo
en el meridiano de las 12:00. La posición en el meridiano de
las 12:00 también se conoce como punto muerto superior, y
la posición de las 6:00 se denomina punto muerto inferior.
Estos eventos se presentan en la figura 6-44.
La dirección de las fuerzas aplicadas sobre el pedal cambia
durante la extensión de la rodilla, y hay una coactivación de
Muscles
TDC-90
From top center to 90°
90–80
From 90° to 180°
180–270
From 180° to 270°
270-TDC
From 270° to top center
Gluteus maximus
Hamstri ngs
Vastus lateralis/
medialis
Rectus femoris
Soleus
Gastrocnemius
Tibialis anterior
Level Action Purpose Level Action Purpose Level Action Purpose Level Action Purpose
Plantarflexion
HIGH
MOD
HIGH
HIGH
HIGH
HIGH
LOW
CON
CON
CON
CON
CON
CON
CON
CON
CON
CON
CON
CON
CON
CON
ECC
CON
ECC
CON
CON
CON
ECC
CON
CON
CON
CON
LOW
HIGH
LOW
LOW
MOD
HIGH
LOW
LOW
LOW
LOW
MOD
LOW
LOW
LOW
MOD
MOD
HIGH
HIGH
Hip extension
Hip extension
Knee
extension
Knee
extension
Plantarflexion
Plantarflexion
Dorsiflexion
Hip extension
Hip extension
to knee
extension
Knee
extension
Knee
extension
Plantarflexion
Dorsiflexion
Control hip
flexion
Knee flexion
Control knee
flexion
Hip flexion
Plantarflexion
Dorsiflexion
Control hip
flexion
Knee flexion
Knee
extension
Hip flexion
Dorsiflexion
Source:B aum, B. S., Li, L. (2003). Lower extremity muscle activities during cycling are influence by load and frequency. Journal of Electro myography & Kinesiology, 13:181–190.
Jorge, M., Hull, M. L. (1986)
. Analysis of EMG measurements during bicycle pedaling. Journal of Biomechanics, 19:683–694.
Neptun
e, R. R., Kautz, S. A. (2000). Knee joint loading in fo rward versus back ward pedaling: Implications for rehabilitation str ategies. Clinical Biomechanics, 15:528–535.
van Ingen Schenau, G. J., et al
. (1995). The control of mono-articular muscles in multijoint leg extensions in man. Journal of Physiology, 484:247–254.
FIGURA 6-44 Músculos de la extremidad inferior involucrados al andar en bicicleta mostrando el nivel de actividad muscular
(baja, moderada o alta) y el tipo de acción muscular (concéntrica [CON] y excéntrica [EXC]) con el propósito asociado.
PMS, punto muerto superior.
Fuente:
Baum, B. S., Li, L. (2003). Lower extremity muscle activities during cycling are influence by load and frequency. Journal of Electromyography & Kinesiology, 13:181-190.
Jorge, M., Hull, M. L. (1986). Analysis of EMG measurements during bicycle pedaling. Journal of Biomechanics, 19:683-694.
Neptune, R. R., Kautz, S. A. (2000). Knee joint loading in forward versus backward pedaling: Implications for rehabilitation strategies. Clinical Biomechanics, 15:528-535.
Van Ingen Schenau, G. J., et al. (1995). The control of mono-articular muscles in multijoint leg extensions in man. Journal of Physiology, 484:247-254.
Músculos CS-90
Del PMS a 90°
90-80
De 90 a 180°
180-270
De 180 a 270°
270-CS
De 270° al PMS
Nivel Acción Propósito Nivel Acción Propósito Nivel Acción Propósito Nivel Acción Propósito
Glúteo mayor A LTA CON Extensión de
la cadera
BAJA CON Extensión de
la cadera
BAJA EXC Controlar la
flexión de la
cadera
BAJA EXC Controla la
flexión de la
cadera
Isquiotibiales MOD CON Extensión de
la cadera
A LTA CON Extensión
de la cadera
hasta la
extensión de
la rodilla
BAJA CON Flexión de la
rodilla
MOD CON Flexión de la
rodilla
Vasto lateral/
medial
A LTA CON Extensión de
la rodilla
BAJA CON Extensión de
la rodilla
BAJA EXC Control de la
extensión de
la rodilla
MOD CON Extensión de la
rodilla
Recto femoral A LTA CON Extensión de
la rodilla
BAJA CON Extensión de
la rodilla
MOD CON Flexión de la
cadera
A LTA CON Flexión de la
cadera
Sóleo A LTA CON Flexión plantar MOD CON Flexión
plantar
Gastrocnemio A LTA CON Flexión plantar A LTA CON Flexión
plantar
BAJA CON Flexión
plantar
Tibial anteriorBAJA CON Dorsiflexión BAJA CON Dorsiflexión BAJA CON Dorsiflexión A LTA CON Dorsiflexión

242. 230 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
ción muscular. Los músculos generan una fuerza considerable,
siendo la fuerza de tensión del cuádriceps femoral tan alta como
1 a 3 veces el PC al caminar, 4 veces el PC al subir escaleras, 3.4
veces el PC al escalar, y 5 veces el PC en una sentadilla (26).
La fuerza de compresión tibiofemoral también puede ser
bastante alta en actividades específicas. Por ejemplo, en un
ejercicio de extensión de la rodilla, las fuerzas musculares apli-
cadas en contra de una resistencia baja (40 Nm [newton-me-
tros]) pueden crear fuerzas de compresión tibiofemoral de
1
100 N durante la extensión de la rodilla actuando a través
de ángulos de 30 a 120°. Esta fuerza se incrementa a 1 230 N
cuando ocurre extensión desde una posición completamente flexionada (115). La fuerza de compresión tibiofemoral en la posición extendida es mayor, en parte debido a que el grupo del cuádriceps femoral pierde ventaja mecánica en el rango terminal de movimiento, y por tanto tiene que ejercer una fuerza muscular mayor para compensar la pérdida de palanca.
La fuerza tibiofemoral de cizallamiento es máxima en
los últimos grados de extensión de la rodilla. La dirección de la fuerza de cizallamiento cambia con la cantidad de fle-
xión en la articulación, cambiando de dirección entre 50 y 90° de flexión. Operando en contra de la misma r
esistencia
de 40 Nm en extensión, hay un cizallamiento posterior de 200 N a 120° de flexión, y 600 N de cizallamiento anterior en extensión (115). Esto se debe en parte a que al acercarse a la extensión, el tendón rotuliano jala a la tibia en forma anterior en relación al fémur, pero en flexión, jala la tibia en dirección posterior. La fuerza anterior en los últimos 30° de extensión coloca una gran cantidad de estrés sobre el LCA, el cual absorbe hasta 86% de la fuerza de cizallamiento anterior. Al mover el cojinete más cerca de la rodilla en un ejercicio de extensión, la fuerza de cizallamiento puede ser dirigida en forma posterior, liberando el estrés sobre el LCA (115).
Aun cuando las fuerzas de compresión tibiofemoral son
mayores en la posición extendida, el área de contacto es grande, lo cual reduce la presión. Hay 50% más área de contacto en la posición extendida que a los 90° de flexión. Por tanto, las fuerzas de compresión son altas en la posición extendida, pero la presión es menor en 25% (115). Las fuerzas en las mujeres son 20% mayores debido a una disminución de la ventaja mecánica asociada con un brazo de momento más corto. Debido a que las mujeres también tienen menos área de contacto en la articulación, se crea una mayor presión, lo que es responsable de la tasa más alta de osteoartritis en las rodillas en mujeres, algo que no se observa en la cadera.
Se ha encontrado que las fuerzas de compresión tibiofemo-
ral durante la extensión isocinética de la rodilla (180°/s) son muy
altas, con un máximo de 6 300 N o 9 veces el PC (116).
Al andar en bicicleta, la fuerza de compresión tibiofemoral se ha registrado en 1.0 a 1.2 veces el PC (46, 113). Mientras que las fuerzas de compresión tibiofemoral al caminar están en un rango de 2.8 a 3.1 veces el PC (4, 107, 157), las fuerzas de cizallamiento tibiofemoral están en el rango de 0.6 veces el PC (157). Al subir escaleras, las fuerzas de compresión y cizalla-
miento tibiofemorales han sido registradas en niveles tan altos
como 5.4 y 1.3 veces el PC, r
espectivamente (157).
La fuerza de compresión rotulofemoral es cercana a 0.5 a
1.5 veces el PC al caminar, 3 a 4 veces el PC al escalar y 7
a 8 veces el PC en un ejercicio de sentadilla (115). La articu-
elevación del pedal. De nuevo, cuando la actividad del tibial
anterior cesa, el gastrocnemio se activa. A diferencia de la
rodilla y la cadera, el tobillo no se cocontrae (73).
Fuerzas que actúan en
las articulaciones en la
extremidad inferior
Las articulaciones de la extremidad inferior pueden estar suje-
tas a grandes fuerzas generadas por los músculos, el PC y las
fuerzas
de reacción del suelo. Las fuerzas de reacción del suelo
generadas en actividades básicas como el caminar y el subir
escaleras son de 1.1 a 1.3 veces el PC y 1.2 a 2.0 veces el PC,
respectivamente (152). Las fuerzas de aterrizaje verticales son
aún más altas (2.16 a 2.67 el PC), y los aterrizajes de una caída
han demostrado generar fuerzas de reacción del suelo máxi-
mas en el rango de 8.5 el PC en niños (10, 75, 149, 170).
ARTICULACIÓN DE LA CADERA
Aun el sólo estar de pie sobre dos extremidades carga la articu
­
lación de la cadera con una fuerza equivalente a 30% del PC
(151). Esta fuerza es generada principalmente por el PC por encima de la articulación de la cadera y es compartida por las articulaciones izquierda y derecha. Cuando una persona se para sobre una extremidad, la fuerza ejercida sobre la articulación de la cadera se incrementa de modo significativo, hasta casi 2.5 a 3 veces el PC (142, 151). Esto es de manera primordial el resultado del incremento en la cantidad de PC previamente compartido con la otra extremidad, y a una contracción muscu
­
lar vigorosa de los abductores. La fuerza muscular incremen-
tada de los abductores genera fuerzas en la articulación de la cadera a medida que trabajan para contrar
restar los efectos de
la gravedad y controlar la pelvis.
Al subir escaleras, las fuerzas en la articulación de la cadera
pueden alcanzar niveles de 3 veces el PC y son en promedio 23% más altas que al caminar (13); al caminar, las fuerzas están en un rango de 2.5 a 7 veces el PC, y al correr, las fuer-
zas pueden ser tan altas como 10 veces el PC (67, 79, 118, 142, 151). En un estudio, las fuerzas en la ar
ticulación de la
cadera (5.3 PC) fueron más altas al correr en comparación con esquiar en giros largos y sobre una pendiente lisa (4.1 PC), pero los giros cortos y el esquiar sobre una pendiente pronunciada generaron las mayores fuerzas sobre la articula-
ción de la cadera (7.8 PC) (161). El esquiar a campo traviesa colocó car
gas sobre la articulación de la cadera de 4.6 veces
el PC, lo cual fue menor que al caminar (161). Por fortuna, la ar
ticulación de la cadera puede soportar entre 12 y 15 veces el
PC antes que ocurra una fractura o ruptura del componente óseo (142).
ARTICULACIÓN DE LA RODILLA
La rodilla también está sujeta a fuerzas muy grandes durante la mayoría de las actividades, ya sea generadas en respuesta a la gra-
vedad, como resultado de la absorción de la fuerza que se dirige hacia ar
riba desde el suelo o como consecuencia de contrac-

243. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 231
disminuye a cerca de 0.8 veces el PC en la fase media del apoyo,
a 1.3 veces el PC al momento del despegue de los dedos (33,
139). Esta fuerza, junto con la fuerza de contracción de los
flexores plantares, crea una fuerza de compresión en el tobillo.
Al caminar, la fuerza de compresión en la articulación
del tobillo puede ser tan alta como 3 veces el PC en el cho-
que del talón, y 5 veces el PC al momento del despegue de
los dedos. T
ambién hay una fuerza de cizallamiento de 0.45
a 0.8 veces el PC, principalmente resultado de las fuerzas de
cizallamiento absorbidas del suelo y a la posición del pie en
relación al cuerpo (27, 33, 55). Al correr, las fuerzas pico
en la articulación del codo están en un rango de 9 a 13.3
veces el PC. La fuerza pico en el tendón de Aquiles puede
estar en el rango de 5.3 a 10 veces el PC (27). La ar
ticu
­-
lación del tobillo está sujeta a fuerzas similares a las de las ar
ticulaciones de la cadera y la rodilla. De manera sorpren-
dente, la articulación del tobillo tiene una incidencia de osteoar
tritis muy baja. Esto puede atribuirse en parte a la
gran superficie de soporte de peso en el tobillo, lo que dis-
minuye la presión sobre la articulación.
La ar
ticulación subastragalina está sujeta a fuerzas equiva-
lentes a 2.4 veces el PC, registrándose en la articulación ante-
rior entre el astrágalo, el calcáneo y el escafoides, fuerzas tan altas como 2.8 veces el PC (33, 139). Se deben esperar car
gas
grandes sobre el astrágalo, ya que es la piedra angular del pie. Las cargas viajan en el pie desde el astrágalo al calcáneo, y luego hacia adelante hacia el escafoides y los cuneiformes.
Durante la locomoción, las fuerzas aplicadas al pie desde el
suelo por lo regular son aplicadas sobre la cara lateral del talón, viajan en forma lateral hacia el cuboides, y luego son transfe-
ridas al segundo metatarsiano y al dedo grueso al momento del despegue de los dedos. En la figura 6-45 se muestra la

trayectoria de las fuerzas a través de la superficie plantar del pie. El mayor porcentaje de tiempo de apoyo es durante
el contacto del antepié y el primer y segundo metatarsianos. Si
el tiempo de contacto del segundo metatarsiano es mayor
que el del primer metatarsiano, se desarrolla una condición conocida como dedo de Morton, y la presión sobre la cabeza del segundo metatarsiano aumenta enormemente (139). Este patrón de golpeo del pie y transferencia de fuerza a través del pie depende de una variedad de factores que pueden variar con la velocidad, el tipo de pie y el patrón de contacto del pie del individuo.
Las fuerzas al correr son 2 veces mayores que las obser
­
vadas al caminar. Al momento del choque del pie, las fuerzas
recibidas desde el suelo crean una fuerza vertical de 2.2 veces el PC y una de cizallamiento de 0.5 veces el PC. Al iniciar el despegue de los dedos se produce una fuerza vertical de 2.8 veces el PC y una de cizallamiento de 0.5 veces el PC (33, 139). Con la adición de las fuerzas musculares, las fuerzas compresivas pueden ser tan altas como 8 a 13 veces el PC al correr. Las fuerzas de cizallamiento anterior pueden estar en el rango de 3.3 a 5.5 veces el PC, la de cizallamiento medial en el rango de 0.8 veces el PC, y la de cizallamiento late
­-
ral en el rango de 0.5 veces el PC (33).Las fuerzas son gran-
des debido a que el pie debe transmitirlas entre el cuerpo y el pie, así como entr
e el suelo y el cuerpo. Dado el registro
de lesiones del tobillo y el pie, puede observarse que el pie es
resistente y adaptable a las fuerzas que debe controlar con cada paso al caminar o al cor
rer.
lación rotulofemoral absorbe fuerzas compresivas del fémur y
las transforma en fuerzas ténsiles en el cuádriceps y el tendón
rotuliano. En actividades vigorosas, en las que hay fuerzas
de aceleración negativa muy grandes, la fuerza rotulofemoral
también es grande. Esta fuerza se incrementa con la flexión ya
que el ángulo entre el cuádriceps femoral disminuye, requi-
riendo una mayor fuerza del cuádriceps femoral para resistir la
flexión o pr
oducir extensión.
La fuerza de compresión rotulofemoral es máxima a los
50° de flexión, y disminuye en extensión, acercándose a cero
conforme la rótula se acerca al fémur. La mayor área de con-
tacto con la rótula es entre 60 y 90° de flexión de la rodilla.
De la super
ficie rotuliana, 13 a 38% soporta la fuerza de carga
sobre la articulación (115). Por suerte, hay una gran área de
contacto cuando las fuerzas compresivas rotulofemorales son
grandes, lo cual reduce la presión. De hecho, hay una presión
considerable en la posición extendida aun cuando la fuerza
rotulofemoral es baja, debido a que el área de contacto es
pequeña.
Actividades que utilizan ángulos más pronunciados de fle-
xión de la rodilla usualmente involucran grandes fuerzas com-
presivas rotulofemorales. Estas actividades incluyen bajar escale-
ras (4
000  100 N), patear
(6 800 N), la sentadilla paralela (14 900 N), la extensión isoci-
nética de la rodilla (8 300 N), levantarse de una silla (3 800 N)
y trotar (5 000 N) (66). En actividades que utilizan menor
cantidad de flexión de la rodilla, la fuerza es mucho menor. Los ejemplos incluyen subir escaleras (1
400 N), caminar (840 a
850 N) y andar en bicicleta (880 N) (115). Las actividades con grandes fuerzas rotulofemorales deben ser evitadas o limitadas en los individuos con dolor rotulofemoral.
La fuerza de compresión rotulofemoral y la fuerza del cuádri-
ceps femoral se incrementan a la misma tasa con la flexión de la r
odilla al cargar peso. Si la pierna se extiende en contra de una
resistencia, como en la máquina de extensión de pierna o con una bota con peso, la fuerza del cuádriceps femoral aumenta, pero la fuerza rotulofemoral disminuye de flexión a extensión. Dado que la función en un ejercicio de extensión levantando peso es opuesta a la de las actividades cotidianas que utilizan flexión en la posición de soporte de peso, es preferible el uso de una cadena cinética cerrada de carga de peso. En ángulos de flexión de la rodilla mayores a 60°, la fuerza del tendón rotu-
liano es de sólo la mitad a dos tercios de la fuerza del tendón del cuádriceps (115).
Las personas con dolor en la región rotuliana no deben
ejercitarse a ángulos mayores a 30° para evitar momentos de flexión y fuerzas de compresión rotulofemoral grandes. Sin embargo, en extensión, cuando la fuerza rotulofemoral es baja, la fuerza de cizallamiento anterior es alta, haciendo que las actividades de extensión terminal estén contraindicadas
en la lesión del LCA (115). Hay una reversión a 50° de fle-
xión, donde la fuerza de cizallamiento es baja y la fuerza de compr
esión rotulofemoral es alta.
TOBILLO Y PIE
El tobillo y el pie están sujetos a fuerzas compresivas y de cizallamiento significativas tanto al caminar como al correr. Al caminar, se ejerce una fuerza vertical de 0.8 a 1.1 veces al PC al momento del choque del talón. La magnitud de esta fuerza

244. 232 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
rango de movimiento de abducción es de 30°, y es producido
por el glúteo medio, el glúteo menor, el tensor de la fascia
lata y el piriforme. La aducción (30°) es producida por el gra -
cilis, el aductor largo, el aductor mayor, el aductor corto y el
pectíneo. La r
otación interna a lo largo de aproximadamente
50° es producida por el glúteo menor, glúteo medio, gracilis,
aductor largo, aductor mayor, tensor de la fascia lata, semi -
membranoso y semitendinoso. La rotación externa a través
de 50° es pr
oducida por el glúteo mayor, obturador externo,
cuadrado femoral, obturador interno, piriforme y los gemelos
inferior y superior.
Los movimientos del muslo por lo regular están acompa-
ñados por un movimiento pélvico y viceversa. Por ejemplo, la
flexión de la cadera en una cadena abier
ta está acompañada
por una inclinación posterior de la pelvis. Esto se revierte en
una posición de soporte de peso de cadena cerrada, en la que
la flexión de la cadera es acompañada de un movimiento ante-
rior de la pelvis y el fémur.
Los
músculos de la cadera pueden producir una gran fuerza
en extensión debido a la gran masa muscular de los isquioti-
biales y el glúteo mayor. La fuerza de extensión se maximiza
con una posición de flexión de la cadera. La fuerza de salida en

los demás movimientos también puede maximizarse con una
flexión de la rodilla acompañante para facilitar la fuerza de fle-
xión de la cadera, flexión acompañante del muslo para el movi-
miento de abducción, ligera abducción para facilitación de la
aducción y flexión de la cadera para los r
otadores internos.
Los ejercicios de acondicionamiento para la extremidad
inferior son relativamente fáciles de implementar, ya que inclu-
yen movimientos comunes asociados con actividades de la
vida diaria. Un ejer
cicio de cadena cinética cerrada es be
­néfico
para la extremidad inferior debido a la posibilidad de transfe-
rencia a las actividades cotidianas. Es importante la posición
Resumen
La extremidad inferior absorbe fuerzas muy grandes y soporta
el peso del cuerpo. Las extremidades inferiores están conec-
tadas por la cintura pélvica, haciendo que cada movimiento o
postura de la extr
emidad inferior o del tronco estén interre-
lacionados.
La cintura pélvica sir
ve de base para el movimiento de la
extremidad inferior y actúa como sitio de contracción muscu
­
lar; además es importante en el mantenimiento del balance
y la postura. La cintura pélvica consiste en tres huesos coxales (hueso ilíaco, isquion y pubis) que están conectados en la

parte frontal en la sínfisis del pubis, y al sacro en la parte pos-
terior (articulación sacroilíaca). Los movimientos del muslo y el tr
onco son acompañados por movimientos pélvicos y
sacros de flexión, extensión, inclinación posterior y anterior, y rotación.
El fémur se articula en el acetábulo en la superficie ante-
rolateral de la pelvis. Esta articulación de esfera y cavidad está bien
reforzada por fuertes ligamentos que restringen todos
los movimientos del muslo excepto por la flexión. El cuello femoral está angulado a aproximadamente 125° en el plano frontal, y un incremento (coxa valga) o disminución (coxa vara) en este ángulo influencia la longitud de la pierna y el alineamiento y función de la extremidad inferior. El ángulo de anteversión en el plano transverso también influencia las características de rotación de la extremidad inferior.
La cadera permite un movimiento considerable en flexión
(120 a 125°) producido por los flexores de la cadera, iliopsoas, recto femoral, sartorio, pectíneo y tensor de la fascia lata. El rango de hiperextensión es de 10 a 15°. La extensión de la cadera es producida por los isquiotibiales, el semimembra-
noso, el semitendinoso, el bíceps femoral y el glúteo mayor. El
A B
Neuroma
plantar
Espolón
calcáneo
Hematoma
Fascitis
plantar
Juanete
Sesamoiditis
FIGURA 6-45 (A) Las fuerzas aplicadas a la
superficie plantar del pie durante la marcha nor-
malmente siguen un recorrido desde la parte
lateral del talón al cuboides y a través del primer
y segundo metatarsos. (B) Cargas altas y posi-
ciones extremas del pie se han asociado a varias
lesiones.

245. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 233
de las articulaciones adyacentes debido a los muchos múscu­
los biarticulares que rodean a la articulación de la cadera. Los
flexores de la cadera se ejercitan mejor con la persona en posi-
ción supina o colgando. Los extensores se estiran al máximo
utilizando una posición de flexión de la cadera con las r
odillas
extendidas. Los abductores, aductores y rotadores requieren
abordajes creativos para el acondicionamiento, dado que no
son fáciles de aislar.
La articulación de la cadera es resistente, y representa sólo
un pequeño porcentaje de las lesiones en la extremidad inferior.
Las lesiones comunes de los tejidos blandos en la región inclu-
yen tendinitis del glúteo medio, distensión del recto femoral,
isquiotibiales, iliopsoas y pirifor
me, bursitis y síndrome de
fricción de la banda iliotibial. Las fracturas por estrés también
son más prevalentes en sitios como la espina ilíaca anterior, la
rama púbica, la tuberosidad isquiática, los trocánteres mayor
y menor y el cuello femoral. Trastornos de la articulación de la
cadera
comunes de la infancia incluyen dislocación de la cade
­-
ra y enfermedad de Legg-Calvé-Perthes. La articulación de la cadera también es un sitio donde la osteoar
tritis es prevalente
en etapas tardías de la vida.
La articulación de la rodilla es muy compleja, y está for-
mada por la articulación entre la tibia y el fémur (articulación tibiofemoral) y la r
ótula y el fémur (articulación rotulofemo-
ral). En la articulación tibiofemoral, los dos cóndilos del fémur descansan sobr
e la meseta tibial y dependen de los ligamentos
colaterales y los cruzados, meniscos y la cápsula articular para obtener soporte. La articulación rotulofemoral recibe soporte del tendón del cuádriceps y el ligamento rotuliano. La rótula embona en el surco troclear del fémur, que también ofrece estabilización de la rótula.
Una característica importante del alineamiento en la articu-
lación de la rodilla es el ángulo Q, el ángulo que representa la posición de la r
ótula con respecto al fémur. Un incremento en
este ángulo aumenta el estrés en valgo sobre la articulación de la rodilla. Los ángulos Q altos son más comunes en las muje-
res debido a que tienen cinturas pélvicas más anchas.
La flexión en la ar
ticulación de la cadera ocurre a lo largo de
aproximadamente 120 a 145°, y es producida por los isquioti-
biales, bíceps femoral, semimembranoso y semitendinoso. La flexión es acompañada de r
otación interna de la tibia, la cual es
producida por el sartorio, poplíteo, gracilis, semimembranoso y semitendinoso. A medida que la articulación de la rodilla se flexiona y rota internamente, la rótula también se mueve hacia abajo en el surco y después se mueve en forma lateral.
La extensión de la rodilla es producida por el poderoso
grupo muscular del cuádriceps femoral, el cual incluye al vasto lateral, vasto medial, recto femoral y vasto intermedio. Cuando la rodilla se extiende, la tibia rota de manera externa mediante la acción del bíceps femoral. Al final de la exten-
sión, la rodilla se bloquea en la posición terminal por un movimiento en el que los cóndilos r
otan a sus posiciones fina-
les. En la extensión, la rótula se mueve hacia arriba sobre el sur
co y termina en una posición alta y lateral sobre el fémur.
La fuerza de los músculos alrededor de la articulación de la
rodilla es considerable, siendo los extensores uno de los grupos musculares más fuertes del cuerpo. Los extensores son más fuertes que los flexores en todas las posiciones articulares, pero no necesariamente en todas las velocidades articulares. Los flexores no deben ser de manera significativa más débiles que
los extensores, o aumentará el potencial de lesión alrededor de la articulación.
El acondicionamiento de los extensores de la rodilla es una
tarea sencilla ya que estos músculos controlan movimientos simples de elevación y descenso. Los ejercicios de cadena ce
­-
rrada también son muy benéficos para los extensores debido a su
relación con las actividades de la vida cotidiana. Los flexo-
res también se ejercitan durante un movimiento de sentadilla debido a su acción sobr
e la articulación de la cadera, pero
pueden aislarse y ejercitarse mejor en una posición sentada.
La rodilla es la articulación del cuerpo que con más fre-
cuencia se lesiona. Las lesiones traumáticas dañan los ligamen-
tos o los meniscos, y varias lesiones crónicas pueden resultar en tendinitis, síndr
ome de banda iliotibial, y dolor general en
la rodilla. Las distensiones musculares en el cuádriceps femo-
ral y los isquiotibiales también son comunes. La rótula puede sufrir subluxación y dislocación, así como otr
os síndromes de
dolor rotuliano, como la condromalacia de la rótula.
El pie y el tobillo están formados por 26 huesos que se
articulan en 30 articulaciones sinoviales, con soporte propor-
cionado por más de 100 ligamentos y músculos. El tobillo, o ar
ticulación astragalocrural, tiene dos articulaciones principa-
les, la tibioastragalina y la tibioperonea. La tibia y el peroné for
man una junta sobre el astrágalo, definida en los lados
medial y lateral por los maléolos. Ambos lados de la articula-
ción están fuertemente reforzados por ligamentos, haciendo del tobillo una ar
ticulación muy estable.
El pie se mueve en la articulación tibioastragalina en dos di
­-
recciones, flexiones plantar y dorsal. La flexión plantar puede darse en un rango de movimiento de apr
oximadamente 50°,
y es producida por el gastrocnemio y el sóleo con algo de asis-
tencia de los músculos peroneos y los flexores de los dedos del pie. El rango de movimiento en dorsiflexión es de apr
oxima-
damente 20°, y es creado por el tibial anterior y los extensores de los dedos del pie.

Otra articulación importante en el pie es la articulación subas-
tragalina o astragalocalcánea, en la que se producen pronación y supinación. En esta ar
ticulación, la rotación de la extremidad
inferior y las fuerzas de impacto son absorbidas. La pronación en la articulación subastragalina es un movimiento triplanar que consiste en eversión del calcáneo, abducción del astrágalo y dorsiflexión cuando el pie no está sobre el suelo, y eversión del calcáneo, aducción del astrágalo y flexión plantar cuando el pie está sobre el suelo en una cadena cerrada. Los músculos responsables de crear la eversión son los peroneos, que consisten en el peroneo largo, el peroneo corto y el peroneo terciario. La supinación, el movimiento opuesto, es creada en la cadena abierta a través de inversión del calcáneo, aducción del astrágalo y flexión plantar, y en la cadena cerrada a través de inversión del calcáneo, abducción del astrágalo y dorsiflexión. Los músculos responsables de producir inversión son el tibial anterior, el tibial posterior y los flexores y extensores del dedo grueso. El rango de movimiento de la pronación y supinación es de 20 a 62°.
La articulación tarsal media también contribuye a la pro-
nación y a la supinación del pie. Estas dos articulaciones, la calcaneocuboidea y la astragalonavicular
, le permiten al pie
una gran movilidad si los ejes de las dos articulaciones yacen paralelos uno al otro. Esto es benéfico en la porción temprana del apoyo, cuando el cuerpo está absorbiendo fuerzas de con-
tacto. Cuando los ejes no son paralelos, el pie se vuelve rígido.

246. 234 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Esto es benéfico en la porción tardía del apoyo, cuando el pie
está propulsando al cuerpo hacia arriba y hacia adelante. Varias
otras articulaciones en el pie, como las intertarsales, tarsome-
tatarsianas, metatarsofalángicas e interfalángicas, influencian
tanto el movimiento total del pie como el de los dedos.
El pie tiene dos ar
cos longitudinales que proporcionan
tanto absorción de impacto como soporte. El arco medial es
más alto y más dinámico que el arco lateral. Los arcos longi-
tudinales reciben soporte de la fascia plantar que corre a lo
lar
go de la superficie plantar del pie. Los arcos transversos que
corren a través del pie se deprimen y se extienden al soportar
peso. La forma de los arcos y la configuración ósea determinan
el tipo de pie, el cual puede ser normal, plano o de arco alto,
y flexible o rígido. Un pie extremadamente plano se conoce
como pie plano, y el pie con arco alto se conoce como pie
cavo. Otros alineamientos del pie incluyen el varo y el valgo
del antepié y del retropié, un primer rayo en flexión plantar, y
las posiciones equinas que influencian la función del pie.
La flexión plantar del pie es una acción articular muy
fuerte, y contribuye de forma importante al desarrollo de la
fuerza de propulsión. La dorsiflexión es débil y no es capaz de
generar grandes fuerzas musculares.
Los músculos del pie y el tobillo reciben una cantidad
considerable de acondicionamiento en las actividades de la
vida cotidiana, como el caminar. Se pueden aislar músculos
específicos a través de ciertos ejercicios. Por ejemplo, se puede
fortalecer el gastrocnemio en una elevación de talones estando
de pie, y el sóleo en una elevación de talones en posición
sentada. Los músculos intrínsecos del pie pueden ejercitarse
trazando las letras del alfabeto o dibujando ochos con el pie,
o sólo con andar descalzo.
El pie y el tobillo se lesionan con frecuencia en los deportes
y la actividad física. Lesiones comunes son los esguinces de
tobillo, la tendinitis del tendón de Aquiles, el síndrome tibial
posterior, lateral o medial, la fascitis plantar, la bursitis, la
metatarsalgia y las fracturas por estrés.
Los músculos de la extremidad inferior contribuyen de
forma importante a una variedad de movimientos y actividades
deportivas. Al caminar, los abductores de la cadera controlan
la pelvis, los isquiotibiales la cantidad de flexión de la cadera y
proporcionan algo de la fuerza propulsiva, y los flexores de la
cadera están activos en la fase de balanceo. Al correr, los movi-
mientos de la articulación de la cadera y la actividad muscular
se incr
ementan, pero también se utilizan los mismos músculos
empleados al caminar. En la articulación de la rodilla, el cuádri-
ceps femoral actúa como mecanismo de absorción de impacto
y pr
oductor de poder para caminar, correr y subir escaleras. Al
andar en bicicleta, el cuádriceps femoral es responsable de una
cantidad significativa de producción de poder. Los músculos
de la articulación del tobillo, como el gastrocnemio y el sóleo,
también contribuyen de forma importante al caminar, correr,
subir escaleras y al andar en bicicleta.
La extremidad inferior debe manejar altas cargas impuestas
por los músculos, la gravedad y fuerzas que suben desde el
suelo. Las cargas absorbidas por la articulación de la cadera
pueden estar en un rango de 2 a 10 veces el PC en actividades
como el caminar, correr, y subir escaleras.
La articulación de la rodilla puede manejar cargas altas,
y comúnmente absorbe de 1 a 10 veces el PC en actividades
como caminar
, correr y levantar pesas. Se debe evaluar la segu-
ridad de una posición de flexión máxima, dadas las altas fuerzas
de
cizallamiento presentes en dicha posición. Las fuerzas rotu-
lofemorales también pueden ser altas, en un rango de 0.5 a 8
veces el PC, en las actividades de la vida diaria. La fuerza r
otulo-
femoral es alta en posiciones de flexión máxima de la rodilla. El
pie
y el tobillo pueden manejar grandes cargas, y las fuerzas en
la articulación del tobillo están en un rango de 0.5 a 13 veces
el PC al caminar y al correr. La articulación subastragalina tam-
bién maneja fuerzas con una magnitud de 2 a 3 veces el PC .
PREGUNTAS DE REPASO
Verdadero o falso
1. ____ Hay meniscos tanto en las articulaciones de la rodilla
como del tobillo.
2. ____ Al sentarse la flexión de la rodilla tensa el LCA.
3. ____ Los isquiotibiales se ejercitan mejor en una posición de pie.
4. ____ El vasto medial sólo es activo desde 90° de flexión de la rodilla hasta la extensión completa.
5. ____ La pelvis masculina es más estrecha que la pelvis femenina.
6. ____ Las contracciones fuertes de los aductores de la cadera son capaces de causar una fractura por avulsión del trocánter mayor.
7. ____ El tobillo lateral es más propenso a los esguinces que el lado medial.
8. ____ El valgo o pronación del antepié, ocurre cuando el lado lateral del antepié se levanta.
9. ____ Una posición de acuclillamiento profundo es una posición vulnerable ya que resulta en una fuerza de cizalla- miento en la rodilla.
10. ____ La fuerza rotulofemoral es mayor al bajar escaleras que al subir escaleras.
11. ____ La pronación con soporte de peso consiste en dorsi- flexión, abducción y eversión.
12. ____ En una posición de cadena abierta, la extensión de la cadera es acompañada por inclinación anterior de la pelvis.
13. ____ La coxa vara, que es más común en mujeres deportis- tas que en hombres, aumenta la efectividad de los abduc- tores de la cadera.
14. ____ El ángulo de inclinación del fémur es más pequeño al
nacimiento, y continúa incrementándose a lo largo de la vida.
15. ____ Los músculos de la cadera pueden generar la mayor fuerza en flexión.
16. ____ El sartorio, gracilis, semitendinoso, semimembranoso y el poplíteo rotan la tibia hacia adentro.
17. ____ Al andar en bicicleta, el cuádriceps se activa en forma excéntrica y concéntrica mientras los isquiotibiales no tie- nen actividad.
18. ____ Al pararse sobre una pierna, la carga en la articula- ción de la cadera es alrededor de tres veces el PC debido a la contracción del músculo abductor.
19. ____ La flexión en la articulación de la rodilla es acompa- ñada de rotación tibial externa.

247. CAPÍTULO 6 Anatomía funcional de la extremidad inferior 235
20. ____ La hiperextensión de la cadera siempre es mayor al
correr que al caminar debido a que la velocidad es mayor.
21. ____ Un ángulo Q más grande incrementa el estrés en valgo en la articulación de la rodilla.
22. ____ Los flexores de la cadera se ejercitan mejor en una posición supina, debido a su naturaleza biarticular.
23. ____ Las piernas arqueadas también se conocen como genu varo.
24. ____ Un cociente de fuerza de los isquiotibiales respecto al cuádriceps menor a 0.75 puede indicar un desbalance de fuerza.
25. ____ La articulación de la cadera tiene un buen soporte ligamentoso en todas las direcciones de movimiento.
Opción múltiple
1. Al intentar obtener la fuerza máxima de flexión plantar, uno debe ____.
a. tener las rodillas flexionadas y el tobillo en ligera flexión
plantar
b. tener las rodillas extendidas y el tobillo en ligera flexión
plantar
c. tener las rodillas flexionadas y el tobillo ligeramente en
dorsiflexión
d. tener las rodillas extendidas y el tobillo ligeramente en
dorsiflexión
2. ¿En qué tipo de pie hay mayor rotación interna del pie en relación a la tibia?
a. Pie con arco alto
b. Pie normal
c. Pie plano
d. Pie equino
3. Los aductores importantes de la cadera incluyen ____.
a. gracilis, aductor largo y aductor mayor
b. aductor mayor, aductor largo y semitendinoso
c. sartorio, iliopsoas, y semimembranoso
d. gracilis, aductor corto y poplíteo
4. ¿Qué enunciado es falso con relación al acetábulo?
a. Está dirigido en formas anterior, lateral e inferior
b. Tiene cartílago grueso en todas las superficies
c. Los tres huesos pélvicos se articulan en la cavidad del
acetábulo
d. Hace contacto con 20 a 25% de la cabeza del fémur
5. Los movimientos del sacro son ____.
a. flexión, extensión, abducción, aducción y rotación
b. flexión, extensión, nutación y contranutación
c. flexión, extensión, y rotación
d. flexión y extensión
6. El glúteo medio ____.
a.

es menos eficiente cuando la anteversión femoral es mayor
b. del lado izquierdo se contrae durante la fase de balan-
ceo de la pierna derecha
c. es un poderoso abductor y rotador externo de la cadera
d.

puede resultar en caída de la pelvis si es débil, también conduciendo a una mayor abducción femoral y varo de
la rodilla
7. ¿Cuál de los siguientes no limita el rango de movimiento de flexión plantar?
a. Los ligamentos y la cápsula articular
b. El astrágalo y la tibia
c. Los músculos gastrocnemio y sóleo
d. El calcáneo
8. ¿Cuál de los siguientes puede conducir a una lesión del tendón de Aquiles?
a. Las contracciones vigorosas y repetidas del gastrocne-
mio y el sóleo
b. La propulsión abrupta hacia adelante después del movi-
miento hacia atrás
c. Un ángulo Q excesivo
d. Todas las anteriores
e. Tanto a como b son correctas
9. Los músculos que se unen a la banda iliotibial incluyen:
a. Glúteo medio
b. Tensor de la fascia lata
c. Sartorio
d. Todas las anteriores
e. Tanto a como b son correctos
10. El menisco medial ____.
a. es más probable que sane si los desgarros ocurren en la
parte inferior versus en la periferia
b. es más móvil que el menisco lateral
c. tiene forma de media luna
d. sólo se une a la tibia en la parte anterior
11. ¿Qué movimiento no es resistido por los múltiples liga- mentos que cruzan la cadera?
a. Flexión
b. Rotación interna
c. Aducción
d. Abducción
e. Ninguno de los anteriores
12. ¿Cuál de los siguientes ayuda a estabilizar la articulación de la rodilla?
a. Los ligamentos colaterales medial y lateral
b. La cápsula articular
c. El semimembranoso
d. Todos los anteriores
e. Tanto a como b son correctos
13. Durante la fase de apoyo al correr, ____.
a.

la rotación externa de la rodilla es acompañada de pronación
b. la flexión de la rodilla es acompañada de pronación
c.

la rotación externa de la rodilla es acompañada de supinación
d. la extensión de la rodilla es acompañada de supinación
e. Tanto a como d son correctas
f. Tanto b como c son correctas
14. ¿Cuál de los siguientes no está asociado con un tendón de Aquiles corto?
a. La elevación temprana del talón durante la marcha
b. El caminar sobre los dedos de los pies
c. Limitación de la pronación
d. Movimiento de dorsiflexión limitado durante la marcha
15. La pelvis se inclina ____.
a. en forma anterior durante la extensión de la cadera, cuando los pies están plantados

248. 236 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Referencias
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b. en forma anterior durante la flexión de la cadera cuando los pies están plantados
c. en forma posterior durante la flexión de cadena abierta de la cadera
d. en forma posterior durante la extensión de cadena abierta de la cadera
e. Tanto a como d son correctas
f. Tanto b como c con correctas
16. ¿Cuál de los siguientes es verdadero con relación a la rótula?
a. Se mueve en forma medial dentro del surco a medida
que la rodilla comienza a flexionarse
b. Su movimiento depende principalmente de la fuerza del cuádriceps y la morfología del menisco
c. Se mueve en forma más proximal a medida que la
rodilla se flexiona
d. Todas las anteriores
e. Tanto a como b
17. ¿En qué dirección tiene típicamente la rodilla el menor rango de movimiento?
a. Flexión
b. Rotación interna/externa
c. Abducción/aducción
d. Hiperextensión
18. La osteoartritis es común en adultos mayores y se caracteriza por ____.
a. crecimiento de osteoblastos
b. estrechamiento del espacio articular
c. degeneración del cartílago articular y el hueso subcondral
d. Todos las anteriores
e. Tanto b como c
19. ¿Cuál de los siguientes no es verdadero con relación al glúteo mayor?
a. Actúa para extender tanto las caderas como el tronco
b. Contribuye más a la fuerza de extensión de la cadera que los isquiotibiales
c. Está más activo al subir escaleras que al caminar sobre
una superficie plana
d. Es el músculo con mayor masa
e. También rota el muslo hacia afuera
20. La fuerza de compresión rotulofemoral ____.
a. es mayor al caminar que al acuclillarse
b.

se incrementa a medida que la flexión de la rodilla aumenta
c. es mayor en los ejercicios de extensión terminal
d. puede ser tan alta como 10 veces el PC en un ejercicio
de sentadilla
21. ¿Cuál de los siguientes no es verdadero con relación al andar en bicicleta?
a. Los isquiotibiales están muy activos durante la parte media del ciclo
b. Los mayores productores de poder son los cuádriceps
c. Los flexores plantares están activos mientras los flexores
dorsales están inactivos
d. Hay cocontracción del cuádriceps femoral y los isquioti-
biales durante el ciclo entero
22. La rodilla puede flexionarse a través de un mayor rango de movimiento cuando ____.
a. el pie está pronándose
b. el muslo está hiperextendido
c. el pie está supinándose
d. el muslo está flexionado
e. Todas las anteriores
f. Tanto a como b
23. La articulación de la rodilla se considera una ____.
a. articulación en bisagra modificada
b. articulación condiloide
c. articulación condiloide doble
d. Todas las anteriores
24. En relación con la fascia plantar, ¿cuál de las siguientes
es falsa?
a.

Los huesos sesamoideos incrustados en la fascia incremen-
tan la ventaja mecánica durante el mecanismo de torno
b. Se origina en el calcáneo y se inserta en el astrágalo, los cuneiformes y el navicular o escafoides
c. La inflamación y el dolor asociado con la fascitis usual-
mente se presentan en el origen y no en la inserción
d. Es más prevalente en el pie con arco alto y en individuos
con discrepancias en la longitud de las piernas o en los tendones de Aquiles
25. ¿Qué estado es verdadero al comparar el caminar con el correr?
a. Las fuerzas de compresión del tobillo están presentes al
correr, pero no al caminar
b. Las fuerzas de reacción verticales del suelo son cinco
veces mayores al correr
c. En ambos hay una fase de frenado
d.

Los movimientos de la extremidad inferior son típicamente mayores al caminar debido a un mayor tiempo de apoyo

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253. 241
ANATOMÍA
FUNCIONAL
DEL TRONCO
Después de leer este capítulo, el estudiante será capaz de:
1. Identificar las cuatro curvaturas de la columna, y discutir sobre los factores que
contribuyen a la formación de cada curvatura.
2. Describir las características de estructura y movimiento de las vértebras cervicales,
torácicas y lumbar
es.
3. Describir la relación de movimiento entre la pelvis y las vértebras lumbares para el
rango completo de los movimientos del tronco.
4. Comparar las diferencias en fuerza para los varios movimientos del tronco.
5. Describir los ejercicios de fuerza y flexibilidad para todos los movimientos del tronco.
6. Describir algunas de las lesiones comunes de las vértebras cervicales, torácicas y lumbar
es.
7. Estudiar las causas y fuentes de dolor en la espalda baja.
8. Analizar la influencia del envejecimiento sobre la estructura y función del tronco.
9. Identificar las contribuciones del tronco a una variedad de actividades.
10. Explicar de qué forma las vértebras absorben las cargas, y describir algunas de las car-
gas típicas impuestas sobre las vértebras para movimientos o actividades específicos.
OBJETIVOS
La columna vertebral
Segmento de movimiento: porción anterior
Segmento de movimiento: porción
­posterior
Características estructurales y del
­movimiento de cada región espinal
Características de movimiento de la
columna entera
Movimientos combinados de la pelvis y
el tronco
Acciones musculares
Extensión del tronco Flexión del tronco Flexión lateral del tronco Rotación del tronco
Fuerza de los músculos del tronco
Postura y estabilización de la columna
Estabilización de la columna
Postura
Desviaciones posturales
Acondicionamiento
Flexores del tronco
Extensores del tronco
Rotadores y flexores laterales del tronco
Flexibilidad y los músculos del tronco
Entrenamiento central
Potencial de lesión del tronco
Efectos del envejecimiento sobre
el tronco
Contribución de la musculatura
del tronco a las habilidades
y movimientos en el deporte
Fuerzas que actúan sobre las
articulaciones en el tronco
Resumen
Preguntas de repaso
ESQUEMA
CAPÍTULO
7

254. 242 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
La columna vertebral actúa como una varilla elástica modifi-
cada, proporcionando soporte rígido y flexibilidad (48). La
columna es una estr
uctura compleja que proporciona una
conexión entre las extremidades superiores e inferiores (64).
Existen 33 vértebras en la columna vertebral, 24 de las cuales
son móviles y contribuyen a los movimientos del tronco. Las
vértebras están configuradas en cuatro curvas que facilitan
el soporte de la columna ofreciendo una respuesta a la carga
similar a un resorte (37). Estas curvas proporcionan balance
y fortaleza a la columna.
Siete vértebras cervicales forman una curva convexa hacia
la parte anterior del cuerpo. Esta curvatura se desarrolla a me
­-
dida que el lactante comienza a levantar la cabeza; da so­por­-
te a la cabeza y asume su curvatura en respuesta a la posi-
ción de la misma. Las 12 vértebras torácicas forman una cur
vatura que es convexa hacia la parte posterior del cuerpo.
La curvatura en la columna torácica está presente desde el nacimiento. Cinco vértebras lumbares forman una curvatura convexa hacia la parte anterior, la cual se desarrolla en res-
puesta al soporte de peso y está influenciada por la posición de la pelvis y las extr
emidades inferiores. La última curvatura
es la curva sacrocoxígea, formada por cinco vértebras sacras fusionadas y las cuatro o cinco vértebras fusionadas del coxis. En la figura 7-1 se presenta la curvatura de la columna verte-
bral entera vista desde un costado y desde la parte posterior.
La unión donde ter
mina una curvatura y comienza la
siguiente usualmente es un sitio de gran movilidad, que tam-
bién es vulnerable a la lesión. Estas uniones son las regiones cer
vicotorácica, toracolumbar y lumbosacra. De manera adicio-
nal, si las curvaturas de la columna son exageradas, la columna será más móvil, y si son planas, la columna será más rígida. Las

regiones cervical y lumbar de la columna vertebral son las más móviles, y las regiones torácica y pélvica son más rígidas (37).
Además de ofrecer soporte y flexibilidad al tronco, la
columna vertebral tiene la principal responsabilidad de pro-
teger a la médula espinal. Como se ilustra en la figura 7-2, la médula espinal cor
re hacia abajo a través de las vértebras
en un canal formado por el cuerpo, pedículos y pilares de las vértebras, los discos y un ligamento (el ligamento amarillo). Los nervios periféricos salen a través del foramen interverte-
bral en el lado lateral de las vértebras, formando agregados de fibras ner
viosas y resultando en inervación segmentaria en
el cuerpo.
El tronco, como el segmento más grande del cuerpo,
juega un papel integral en la función de las extremidades tanto superiores como inferiores debido a que su posición puede alterar de manera significativa la función de las extre-
midades. El movimiento y la posición del tronco pueden examinarse como un todo, o examinarse obser
vando los
movimientos o posiciones de las diferentes regiones de la columna vertebral o el movimiento de las vértebras a nivel individual. Este capítulo explora tanto el movimiento del tronco como un todo y los movimientos y la función en cada región de la columna. Primero se presentan las características estructurales de la columna vertebral, seguidas de un análisis de las diferencias entre las tres regiones de la columna: las regiones cervical, torácica y lumbar.
La columna vertebral
La unidad funcional de la columna vertebral, la unidad fun-
cional, es similar en estructura a lo largo de toda la columna, excepto por las primeras dos vér
tebras cervicales, que tienen
una estructura única. La unidad funcional consiste en dos vértebras adyacentes y un disco que las separa (Fig. 7-3). El segmento puede ser dividido en porciones anterior y poste-
rior, cada una desempeña un papel diferente en la función ver
tebral.
Coxis
Sacro
Unión lumbosacra
Unión to racolumbar
Región
torácica
Región
lumbar
Región
sacrocox ígea
Unión cervicoto rácica
Región cervical
FIGURA 7-1
 La columna vertebral es fuerte y a la vez flexible,
como r
esultado de las cuatro curvaturas alternantes. Nacemos con
las curvaturas torácica y sacrocoxígea ya formadas. Las curvaturas
cervical y lumbar se forman en respuesta al soporte de peso y al
estrés muscular impuesto sobre la columna durante la infancia.
Anterior
Posterior
Apófisis espinosa
Apófisis transversa
Nervio espinal
Ganglio de la raíz
dorsal
Cuerpo ve rtebral
Médula espinal
Pedículo
FIGURA 7-2
 La columna vertebral protege a la médula espi-
nal, que corre hacia abajo por la cara posterior de la columna
a través del foramen o canal vertebral. Los nervios espinales
emergen a nivel de cada vértebra.

255. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 243
UNIDAD FUNCIONAL: PORCIÓN ANTERIOR
La porción anterior de la unidad funcional contiene los dos
cuerpos vertebrales, el disco intervertebral, y los ligamen­‑
tos longitudinales anterior y posterior. Los dos cuerpos y el disco que los separa for
man una articulación cartilaginosa que
no se encuentra en ningún otro sitio en el cuerpo.
Cada cuerpo vertebral tiene forma tubular y es más grueso
en el lado frontal (15), donde absorbe grandes cantidades de fuerzas compresivas. Está conformado por tejido esponjoso rodeado de una capa cortical dura, y tiene un reborde elevado que facilita su unión al disco, músculos y ligamentos. Además, la superficie del cuerpo está cubierta por cartílago hialino, formando placas terminales articulares en las que se une el disco.
Separando los dos cuerpos vertebrales adyacentes se
encuentra el disco intervertebral, una estructura que une las vértebras al tiempo que permite el movimiento entre vértebras adyacentes. El disco es capaz de soportar fuerzas compresivas así como fuerzas torsionales y de doblamiento aplicadas sobre la columna. Las funciones del disco son soportar y distribuir las cargas en la columna vertebral, así como restringir el movimiento excesivo en el segmento verte-
bral. La carga transmitida a través del disco intervertebral dis-
tribuye el estrés de forma uniforme sobre las placas terminales ver
tebrales, y también es responsable de la mayor parte del
movimiento en la columna (32). En la figura 7-4 se presentan las vistas lateral, superior y de corte transversal del disco.
Cada disco está formado por un núcleo pulposo y un ani-
llo fibroso. El núcleo pulposo es una masa esférica, similar a un gel, en la por
ción central de los discos cervical y torácicos,
y dirigida hacia la porción posterior en los discos lumbares. El núcleo pulposo está compuesto por 80 a 90% de agua, y 15 a 20% de colágeno (12), creando una masa fluida que siempre está bajo presión y ejerciendo una precarga sobre el disco. El núcleo pulposo está bien adaptado para soportar fuerzas compresivas aplicadas sobre el segmento de movimiento.
Durante el día, el contenido de agua del disco se reduce con
las fuerzas compresivas aplicadas durante las actividades de la
vida cotidiana, resultando en un acortamiento de la columna
en cerca de 15 a 25 mm (1). La altura y el volumen de los dis-
cos se reducen en cerca de 20%, lo que causa que el disco pro-
truya en forma radial hacia afuera, e incrementa la carga axial
sobr
e las articulaciones posteriores (1). Por la noche, el núcleo
pulposo absorbe agua, restableciendo la altura del disco. En
adultos mayores, el contenido total de agua en el disco es
menor (aproximadamente 70%), y se reduce la capacidad de
absorber agua, dejando una columna vertebral más corta.
El núcleo pulposo está rodeado por anillos de tejido fi
­
broso y fibrocartílago, el anillo fibroso. Las fibras del anillo
fibroso corren paralelas en capas concéntricas, pero están orientadas en forma diagonal de 45 a 60° respecto a los cuer-
pos vertebrales (39, 95). Cada capa alterna de fibras corre perpendicular a la capa pr
evia, creando un patrón cruzado
similar al que se observa en una llanta (35). Cuando se aplica rotación sobre el disco, la mitad de las fibras de tensa, y las fibras que corren en dirección opuesta se aflojan.
Las fibras que constituyen el anillo fibroso están formadas
por 50 a 60% de colágeno, proporcionando fuerza de ten-
sión al disco (12). Como resultado del envejecimiento y la maduración, el colágeno en el disco se r
emodela en respuesta
a cambios en la carga. Esto resulta en fibras anulares más gruesas con mayores concentraciones de fibras de colágeno en la parte anterior del disco y fibras anulares más cortas en la porción lateral posterior del disco, debido a que las fibras son menos abundantes. Las fibras del anillo fibroso se unen a las placas terminales de los cuerpos vertebrales adyacentes en el centro del segmento, y se unen al material óseo en la periferia del disco (85). La dirección de las fibras en el anillo fibroso limitan el movimiento de rotación y cizallamiento entre las vértebras. La presión sobre el tejido en la capa peri-
férica mantiene el interespacio entre las placas terminales de las vér
tebras adyacentes (32). La tensión en el anillo fibroso
es mantenida por las placas terminales, y por la presión ejer
­‑
cida hacia afuera desde el núcleo pulposo. La presión tensa la
Cuerpo ve rtebral
AnteriorPosterior
Apófisis
espinosas
Articulación
intervertebral
Apófisis
transversa
Disco
intervertebral
FIGURA 7-3
 La unidad funcional de movimiento puede dividirse
en porciones anterior y posterior. La porción anterior contiene a los
cuerpos vertebrales, el disco intervertebral y los ligamentos. La porción
posterior contiene al foramen vertebral, los arcos neurales, articulacio-
nes intervertebrales, apófisis espinosas y transversas, y ligamentos.
Anillo
fibroso
Núcleo
pulposo
Núcleo pulposo
Apófisis
espinosa
Vista de corte transve rsal
Vista superior
Vista lateral
Apóf
isis espinosa
Apófisis transversa
Anillo fibroso
Cuerpo ve rtebral
FIGURA 7-4 El disco intervertebral soporta y distribuye las cargas
en la columna vertebral. El disco consiste en una porción central pare-
cida a un gel, el núcleo pulposo, que está rodeado de anillos de tejido
fibroso, el anillo fibroso.

256. 244 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
capa externa e impide la protrusión radial del disco.
La pérdida de tejido discal, como ocurre en el envejeci-
miento, puede alterar la función de la columna debido al
incr
emento en la protrusión radial, compresión de las articu-
laciones, o una reducción en el espacio en el foramen para el
paso del tejido ner
vioso (32).
El disco carece de irrigación e inervación, excepto por
algo de información sensorial de las capas externas del anillo
fibroso. Debido a esto, la cicatrización de un disco dañado es
impredecible y no muy prometedora.
El disco intervertebral funciona de forma hidrostática
cuando está sano, respondiendo con flexibilidad bajo cargas
bajas y de forma rígida cuando está sujeto a cargas altas.
Cuando el disco se carga en compresión, el núcleo pulposo
distribuye la presión de manera uniforme a través del disco
y actúa como un cojín. El disco se aplana y se ensancha, y
el núcleo pulposo protruye en forma lateral a medida que el
disco pierde líquido. Esto coloca tensión sobre el anillo fibroso
y convierte la fuerza de compresión vertical en estrés tensil en
las fibras del anillo. El estrés ténsil absorbido por las fibras del
anillo es cuatro a cinco veces la carga axial aplicada (60).
Existen dos puntos débiles donde el disco puede lesio-
narse cuando se somete a cargas altas. Primero, el cartílago
de las placas ter
minales, a las que se une el disco, están
soportadas únicamente por una delgada capa de hueso, y
por tanto pueden fracturarse. Segundo, el anillo posterior es
más delgado o su unión al cuerpo vertebral no es tan firme
como otras áreas del mismo, volviéndolo más vulnerable a
la lesión (95).
La presión en el disco se incrementa en forma lineal con
el aumento de las cargas compresivas, siendo la presión de
30 a 50% mayor que la carga aplicada por unidad de área
(15). El mayor cambio en la presión en el disco ocurre con la
compresión. Durante la compresión, el disco pierde líquido,
y el ángulo de las fibras se incrementa (39). El disco es muy
resistente a los efectos de una fuerza compresiva, y rara vez
falla bajo compresión. El hueso esponjoso del cuerpo verte-
bral se vence y se fractura antes de que el disco se dañe (39).
Los
movimientos como la flexión, extensión y flexión
lateral generan una fuerza de doblamiento que causa tanto
compresión como tensión. Con esta carga asimétrica, el
cuerpo vertebral se traslada hacia el lado cargado, donde se
desarrolla la compresión, y las fibras se estiran en el otro lado,
resultando en una fuerza de tensión.
En la flexión, las vértebras se inclinan en forma anterior, des-
plazando al núcleo pulposo en dirección posterior, creando una
car
ga de compresión en la porción anterior del disco y una carga
de tensión en el anillo posterior. Ocurre lo opuesto en exten-
sión, a medida que las vértebras se inclinan en forma posterior,
desplazando al núcleo pulposo en for
ma anterior y colocando
presión ténsil en las fibras anteriores del anillo.
En la flexión lateral, la vértebra superior se inclina hacia el
lado de flexión, generando compresión en ese lado y tensión
en el lado opuesto. La figura 7-5 ilustra el comportamiento
del disco en flexión, extensión y flexión lateral.
A medida que el tronco rota, se desarrolla tensión y ciza-
llamiento en el anillo fibroso del disco (Fig. 7-6). La mitad
de
las fibras del anillo que están orientadas en dirección de
la rotación se tensan, y el resto, que están orientadas en la
dirección opuesta, se relajan. Esto incrementa la presión
intradiscal, estrecha el espacio articular, y crea fuerza de ciza-
llamiento en el plano horizontal de rotación y tensión en las
fibras orientadas en la dir
ección de la rotación. Las fibras peri-
féricas del anillo fibroso están sujetas al mayor estrés durante
la r
otación (85).
Las últimas estructuras en la porción anterior del seg-
mento vertebral son los ligamentos longitudinales que corren
a lo lar
go de la columna desde la base del occipucio hasta el
sacro. Los ligamentos que actúan sobre la columna vertebral
se muestran en la figura 7-7. El ligamento longitudinal ante-
rior es un ligamento poderoso y muy denso, que se une tanto
a la por
ción anterior del disco como a los cuerpos vertebrales
en el segmento de movimiento. Este ligamento limita la
hiperextensión de la columna y restringe el movimiento hacia
adelante de una vértebra sobre la otra. También mantiene
una carga constante sobre la columna vertebral y da soporte
a la porción anterior del disco al levantar (35).
El ligamento longitudinal posterior corre hacia abajo por
la superficie posterior de los cuerpos vertebrales por dentro
del canal medular, y se conecta con el borde de los cuerpos
vertebrales y el centro del disco. La cara posterolateral del
segmento no está cubierta por este ligamento, añadiendo
vulnerabilidad a este sitio para la protrusión del disco. Es
ancho en la región cervical y estrecho en la región lumbar.
Este ligamento ofrece resistencia en la flexión de la columna.
SEGMENTO DE MOVIMIENTO:
PORCIÓN POSTERIOR
La porción posterior del segmento vertebral de movimiento
incluye los arcos neurales, articulaciones intervertebrales, apó-
fisis transversas y espinosas, y ligamentos (Figs. 7-7 y 7-8). El
Hiperextensión del troncoFlexión del tronco Flexión lateral del tronco
Tensión
Tensión
Tensión
Compresión
Compresión
Compresión
FIGURA 7-5 Cuando el tronco se flexiona, extiende o se flexiona
lateralmente, se desarrolla fuerza compresiva hacia el lado de la fle-
xión, y se desarrolla fuerza de tensión en el lado opuesto.

257. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 245
arco neural está formado por los dos pedículos y las dos lámi-
nas, y junto con la parte posterior del cuerpo vertebral, forman
el foramen ver
tebral, en el que se localiza la médula espinal.
El hueso en los pedículos y las láminas es muy duro, propor-
cionando una buena resistencia a las grandes fuerzas ténsiles a
las que se debe ajustar la columna. Muescas por encima y por

debajo de cada pedículo forman el foramen intervertebral, a
través del cual los nervios espinales abandonan el canal.
Proyectándose hacia los lados desde la unión de las láminas
y los pedículos están las apófisis transversas, y proyectán-
dose en forma posterior desde la unión de las dos láminas
se encuentra la apófisis espinosa. Las apófisis espinosas y

transversas actúan como sitios de unión para los músculos
espinales que corren a lo largo de la longitud de la columna.
Las dos articulaciones sinoviales, denominadas articulaciones
apofisarias, están formadas por carillas articulares en el borde
superior e inferior de cada lámina. La faceta articular superior
es cóncava y se acomoda en la faceta inferior convexa en la
vértebra adyacente, formando una articulación a cada lado de
las vértebras. Las carillas articulares están orientadas en dife-
rentes ángulos en las regiones cervical, torácica y lumbar de la
columna,
lo que es responsable de la mayoría de las diferencias
funcionales entre las regiones. Estas diferencias se discutirán
más específicamente en la siguiente sección de este capítulo.
Las articulaciones apofisarias están encerradas dentro de
una cápsula articular y tienen todas las demás características
de una articulación sinovial típica. Dependiendo de la orien-
tación de las carillas articulares, estas articulaciones pueden
pr
evenir el desplazamiento hacia adelante de una vértebra
sobre otra, y también participan en el soporte de la carga. En
la posición de hiperextensión, estas articulaciones soportan
30% de la carga (48). También soportan una porción signifi-
cativa de la carga cuando la columna está flexionada y rotada
(30). Las pr
esiones más elevadas en las carillas articulares se
presentan con una combinación de torsión, flexión y compre-
sión de las vértebras (10). Las articulaciones apofisarias pro-
tegen a los discos de cizallamiento y rotación excesivos (1).
Hay cinco ligamentos que dan sopor
te a la porción pos-
terior del segmento vertebral (Fig. 7-7). El ligamento ama-
rillo conecta arcos vertebrales adyacentes longitudinalmente,
uniendo lámina con lámina. Este ligamento tiene cualidades

elásticas, permitiéndole deformarse y regresar a su longitud
original. Se elonga con la flexión del tronco y se contrae
con la extensión. En la posición neutral, está bajo tensión
constante, imponiendo tensión continua sobre el disco.
Los ligamentos supraespinoso e interespinoso corren
desde una apófisis espinosa hacia otra apófisis espinosa, y
resisten tanto el cizallamiento como la inclinación hacia ade-
lante de la columna. Por último, los ligamentos intertrans-
versos, que conectan una apófisis transversa con otra apófisis
transversa, r
esisten la inclinación lateral del tronco. El papel
de todos los ligamentos intervertebrales es prevenir la incli-
nación excesiva (1).
CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES
Y DEL MOVIMIENTO DE CADA REGIÓN ESPINAL
Región cervical
La región cervical tiene dos vértebras, el atlas (C1) y el axis
(C2), que tienen estructuras diferentes de las demás vértebras
(Fig. 7-9). El atlas no tiene un cuerpo vertebral, y tiene
forma de anillo con un arco anterior y uno posterior. El atlas
tiene apófisis transversas grandes con forámenes transversos a
través de los cuales viaja el aporte sanguíneo. El atlas no tiene
apófisis espinosa. En forma superior, tiene una fóvea o depre-
sión con forma de plato, que sostiene al occipucio del cráneo.
La ar
ticulación del atlas con el cráneo se denomina articu-
lación atlantooccipital. Esta articulación permite movimien-
Fuerza de
tensión
Fuerza de
cizallamiento
Capa de
fibras tensas
Capa
de fibras
relajadas
FIGURA 7-6
 Cuando el tronco rota, la mitad de las fibras del anillo fibroso se tensa, y el resto se relaja.
Esto crea fuerza de tensión en las fibras que corren en la dirección de la rotación, y fuerza de cizallamiento
a través del plano de rotación.

258. 246 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Ligamento del
tubérculo costal
Articulación
costotransversa
Articulación
costovertebral
Ligamento costal
superficial radiado
Ligamento radiado
Ligamento
costotransverso
Ligamento
costotransverso
lateral
B
Ligamentos alares
Occipucio
Atlas
Axis
Ligamento cruciforme
Ligamento apical
C
A
Ligment Insertion Action
Posterior longitudinal
Laminae TO laminae in cervical region; connects with
supraspinous ligament
Limits lateral flexion of trunk
Ligamentum flavum
Transverse process TO transverse process
Limits cervical flexion; assists extension; maintains
constant disc load
Limits flexion of trunk; assists extension of trunk;
maintains constant tension on disc
Ligamentum nuchae
Laminae TO laminae
Interspinous
Transverse process TO spinous process Limits lumbar motion in flexion, rotation
Intertransverse
Spinous process TO transverse process Limits flexion of trunk; limits shear forces acting on
vertebrae
Iliolumbar
Odontoid bone TO arch of atlas Stabilizes odontoid, atlas; prevents posterior movement
of dens in atlas
Cruciform
Tubercle of ribs TO transverse process of vertebrae Supports rib attachment to thoracic vertebraeCostotransverse
Sacrum; anterior ve rtebral body and disc TO above
anterior body and disc; atlas
Limits hyperextension of spine; limits fo rward sliding of
vertebrae
Apical Apex of dens TO front fo ramen magnum Holds dens in atlas and skull
Alar Apex of dens TO medial occipital Limits lateral flexsion, rotation of head; holds dens in atlas
Anterior longitudinal
Posterior ve rtebral body and disc TO posterior body and
disc of next ve rtebra
Limits flexion of trunk and lateral flexion
Radiate Head of ri b TO body of ve rtebra Maintains rib to thoracic vertebra
Supraspinous Spinous process TO spinous process of next ve rtebra Limits flexion of trunk; resists fo rward shear force on spine
Disco
intervertebral
Lig. longitudinal post.
Duramadre
Ligamento amarillo
Lig. interespinoso
Lig. supraespinoso
Apófisis espinosa
Cuerpo de
la vértebra
FIGURA 7-7
 Ligamentos de la columna. (A) Existen varios ligamentos longitudinales que corren a lo largo de la
columna. (B ) La región torácica de la columna tiene ligamentos especializados que conectan a las costillas con las
vértebras. (C ) En la región cervical, hay ligamentos especializados que conectan a las vértebras con el hueso occipital.
Ligamento Inserción Acción
Alar Ápex de la odontoides A la parte media del occipucioLimita la flexión lateral, rotación de la cabeza; mantiene a la
odontoides en el atlas
Apical Ápex de la odontoides A la parte frontal del agujero magnoMantiene a la odontoides en el atlas y el cráneo
Longitudinal anterior Sacro; cuerpo vertebral anterior y disco A encima del
cuerpo anterior y el disco; atlas
Limita la hiperextensión de la columna; limita el deslizamien-
to hacia adelante de las vértebras
Costotransverso Tubérculo de las costillas A la apófisis transversa de las
vértebras
Da soporte a la unión de las costillas a las vértebras torácicas
Cruciforme Hueso odontoides AL arco del atlas Estabiliza la odontoides y al atlas; previene el movimiento
posterior de la odontoides en el atlas
Iliolumbar Apófisis transversa A la apófisis espinosa Limita el movimiento lumbar en flexión y rotación
Interespinoso Apófisis espinosas A las apófisis transversas Limita la flexión del tronco; limita las fuerzas de cizallamien-
to que actúan sobre las vértebras
Intertransverso Apófisis transversas A apófisis transversas Limita la flexión lateral del tronco
Ligamento amarillo Lámina A lámina Limita la flexión del tronco; asiste en la extensión del tronco;
mantiene una tensión constante sobre el disco
Ligamento nucal Lámina A lámina en la región cervical; se conecta con el
ligamento supraespinoso
Limita la flexión cervical; asiste en la extensión; mantiene
una carga constante sobre el disco
Longitudinal posterior Parte posterior del cuerpo vertebral y disco A la parte
posterior del cuerpo y el disco de la siguiente vértebra
Limita la flexión y la flexión lateral del tronco
Radiado Cabeza de la costilla AL cuerpo de la vértebra Mantiene la costilla unida a la vértebra torácica
Supraespinoso Apófisis espinosa A la apófisis espinosa de la siguiente
vértebra
Limita la flexión del tronco; resiste la fuerza de cizallamiento
hacia adelante de la columna

259. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 247
A
Axis, odontoides
Atlas [C1]
Axis [C2]
Vértebra prominente
Apófisis espinosa
B
Tubérculo anterior
Superficie articular infe rior
Apófisis
transversa
Arco posterior
Foramen
transverso
Masa late ral
Arco anterior
Tubérculo poste rior
Foramen
vertebral
Carilla de la odontoides
C Apófisis espinosa
Arco ve rtebral
Foramen vertebral
Foramen
transverso
Cuerpo ve rtebral
Superficie articular posterior
Ápex
Proceso articular
superior
Apófisis
transversa
Foramen
transverso
Proceso articular
inferior
FIGURA 7-9
 Las vértebras cervicales (A) tienen dos vértebras únicas, el atlas (B) y el axis (C), que son muy
diferentes de una vértebra típica (D) y tienen funciones especializadas para dar soporte a la cabeza (Reim-
presa con autorización de Sobotta J. 2001. En R. Putz, R. Pabst (eds.). Atlas of Human Anatomy, Vol. 2, Trunk,
Viscera, Lower Limb. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, Figs. 720, 723, 725, 727).
Articulación
apofisaria
Apófisis
transversa
Lámina
Carilla articular
inferior
Carilla articular
superior
Porción posterior
Pedículo
Pedículo
Carilla articular superior
VISTA SUPERIOR
Porción posterior
Apófisis transversa
Apófisis espinosa
Lámina
VISTA LATERAL
FIGURA 7-8
 La porción posterior de la unidad funcional de la columna es responsable de una cantidad significativa de
soporte en la columna y también de restricción debido a sus ligamentos y estructura. La porción posterior contiene la única articulación sinovial de la columna, la articulación apofisaria, que une a las carillas superior e inferior de cada vértebra.

260. 248 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
tos libres en el plano sagital. La articulación permite apro-
ximadamente 10 a 15° de flexión y extensión (97), y no
per
mite flexión lateral o rotación (87).
El peso de la cabeza se transfiere a la columna cervical
a través de C2, el axis. El axis tiene un cuerpo modificado
sin procesos articulares en la cara superior del cuerpo y los
pedículos. En lugar de ello, la articulación con el atlas se da a
través de un pilar que se proyecta desde la superficie superior
del axis y que embona en el atlas y lo asegura en una articu-
lación en pivote. Al pilar se le denomina apófisis odontoides
o diente.
La ar
ticulación entre el atlas y el axis se conoce como
articu
­lación atlantoaxial, y es la más móvil de las articulacio-
nes cervicales, permitiendo aproximadamente 10° de flexión y extensión, 47 a 50° de r
otación, y no permite flexión lateral
(97). Esta articulación nos permite girar la cabeza y ver de un lado al otro. De hecho, esta articulación es responsable
de 50% de la rotación de la columna cervical (97).
El r
esto de las vértebras cervicales soporta el peso de la
cabeza, responde a las fuerzas musculares, y proporciona movilidad anterior. C3-C7 tienen estructuras en los compar-
timientos anterior y posterior similares a los de las vértebras típicas. Los cuerpos de las vér
tebras cervicales son pequeños y
cerca de la mitad de anchos de lado a lado de lo que lo son de adelante hacia atrás. Las vértebras cervicales también tienen pedículos pequeños, procesos articulares voluminosos y apó-
fisis espinosas cortas. Las apófisis transversas de las vértebras cer
vicales tienen un foramen por donde pasan las arterias.
Éste no se observa en otras regiones de la columna verte-
bral. En la figura 7-10 se ilustran las diferencias en cuanto al tamaño, for
ma y orientación entre las regiones de la médula
espinal. En la figura 7-11 se presenta un análisis más detallado de las diferencias estructurales entre las vértebras cervicales, torácicas y lumbares.
Las carillas articulares en las vértebras cervicales están
dirigidas a 45° respecto al plano transversal, y yacen paralelas al plano frontal (82), con los procesos articulares superiores dirigidos en forma posterior y hacia arriba, y los procesos articulares inferiores dirigidos hacia adelante y hacia abajo. A diferencia de otras regiones en la columna cervical, los discos intervertebrales son más gruesos en forma ventral que en
dorsal, produciendo una forma de cuña y contribuyendo a la curvatura lordótica en la región cervical.
Debido a las apófisis espinosas cortas, la forma de los
discos, y la orientación hacia atrás y hacia abajo de las carillas articulares, el movimiento en la región cervical es mayor que en cualquier otra región de la columna vertebral. Las vér-
tebras cervicales pueden rotar hasta aproximadamente 90°, flexionarse de 20 a 45° a cada lado, flexionarse hasta 80 a 90°

y extenderse hasta 70° (87). La rotación máxima en las vér-
tebras cervicales se da en C1-C2, la flexión lateral máxima en C2-C4 y la flexión y extensión máximas en C1-C3 y C7-T1.

Además, todas las vértebras cervicales se mueven simultánea-
mente en flexión.
Además de los ligamentos que apoyan a la columna ver-
tebral entera, hay algunos ligamentos especializados en la r
egión cervical. La localización y acciones de estos ligamen-
tos se muestran en la figura 7-7.
Región torácica
Una de las regiones más restringidas de la columna vertebral son las vértebras torácicas. Siguiendo hacia abajo a lo largo de la columna vertebral, las vértebras aumentan de tamaño; por tanto, la 12a vértebra torácica es más grande que la primera. Los cuerpos se vuelven más altos, y las vértebras torácicas tienen pedículos más largos que las vértebras cervicales (Fig. 7-11). Las apófisis transversas de las vértebras torácicas son largas, y están anguladas hacia atrás, con las puntas de las apófisis transversas posteriores a las carillas articulares. En la parte trasera de las vértebras torácicas están apófisis espinosas largas que se superponen entre vértebras, y están dirigidas hacia abajo en lugar de en forma posterior, como en otras regiones de la columna.
La conexión de las vértebras torácicas con las costillas se
ilustra en la figura 7-12. Las vértebras torácicas se articulan con las costillas a través de carillas articulares en el cuerpo de cada vértebra. Los cuerpos de las vértebras T1 y T10-T12 tienen carillas completas, y T2-T9 tienen hemicarillas para articularse con las costillas. El soporte de las vértebras torá-
cicas está dado por los ligamentos mencionados antes, junto con otr
os cuatro que dan soporte a la unión entre las costillas
y el cuerpo vertebral y las apófisis transversas (Fig. 7-7).
Las articulaciones apofisarias entre las vértebras torácicas
adyacentes están anguladas a 60° respecto al plano transverso, y a 20° respecto al plano frontal, con las carillas superiores dirigidas en forma posterior y un poco hacia arriba y latera-
les, y las carillas inferiores dirigidas en forma anterior, hacia abajo y medial (Fig. 7-11). Comparadas con las vér
tebras
cervicales, las articulaciones intervertebrales torácicas están orientadas más en el plano vertical.
Los movimientos en la región torácica están limitados
principalmente por la conexión con las costillas, la orienta-
ción de las carillas, y las largas apófisis espinosas que se super-
ponen en la parte posterior. El rango de movimiento en la r
egión torácica para flexión y extensión combinadas es de 3 a
12°, con movimiento muy limitado en la parte torácica supe-
rior (2 a 4°) que se incrementa en la parte torácica inferior a 20° en la ar
ticulación toracolumbar (10, 97).
La flexión lateral también está limitada en las vértebras
torácicas, y van desde 2 a 9°, e incrementándose de nuevo a
D
Pedículo del
arco ve rtebral
Lámina del
arco ve rtebral
Foramen
vertebral
Foramen
transverso
Arco
vertebral
Apófisis
espinosa
Apófisis
transversa
Proceso
articular
superior
Uncus del cuerpo
[proceso uncinado]
Cuerpo ve rtebral,
epífisis anular
FIGURA 7-9
 (continuación)

261. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 249
A
(
(
Vértebras
cervicales
(C1-C7)
Vértebras
torácicas
(T1-T12)
Vértebras
lumbares
(L1-L5)
Sacro
(vértebras
sacras
S1-S5)
Coxis
(vértebras
coxígeas
C1-C4)
B C
Atlas (C1)
Axis (C2)
Vértebra
prominente
(C7)
Forámenes
intervertebrales
Promontorio
FIGURA 7-10 Las vértebras en cada región (cervical, torácica y lumbar) tienen características estructu-
rales comunes con variaciones regionales únicas, como se muestra aquí en las vistas anterior (A), posterior
(B), y lateral (C). (Reimpresa, con autorización de Sobotta J. [2001]. In R Putz, R. Pabst [eds.]. Atlas of Human
Anatomy, Vol. 2, Trunk, Viscera, Lower Limb. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, Figs. 708-710).

262. 250 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
medida que uno progresa hacia abajo a través de las vértebras
torácicas. Mientras que en las vértebras torácicas superiores,
la flexión lateral está limitada a 2 a 4°, en las vértebras toráci-
cas inferiores puede ser tan alta como 9° (10, 97).
La r
otación en las vértebras torácicas está en un rango de
2 a 9°. El rango de movimiento de rotación es opuesto al
de la flexión y la flexión lateral, debido a que es máximo en
los niveles superior
es (9°) y está reducido en los niveles infe-
riores (2°) (10, 97).
Los discos inter
vertebrales en la región torácica tienen un
mayor índice de diámetro a la altura del disco en compara-
ción con cualquier otra región de la columna. Lo cual causa
que se r
eduzca el estrés ténsil colocado sobre las vértebras
en compresión disminuyendo así el estrés por fuera del disco
(60). Por tanto, las lesiones en el disco en la región torácica
no son tan comunes como en otras regiones de la columna
vertebral.
CERVICAL LUMBARTORÁCICA
DIFERENCIAS
EN TAMAÑO
ESTRUCTURALES
(vista superior)
Foramen
transverso
Proceso
articular sup.
Apófisis espinosas
Procesos articulares sup.
Orientación
de la articulación
apofisaria
(vista lateral)
Proceso
articular inf.
Apófisis
transversa
Apófisis
espinosa
Proceso
articular sup.
Hemicarilla costal
para la cabeza
de la costilla
Proceso
articular inf.
Apófisis espinosa
Cuerpo Cuerpo
Apófisis
transversa
Proceso articular inf.
Cuerpo
Apófisis espinosa
(vista lateral)
Cuerpo
Cuerpo
Cuerpo
FIGURA 7-11
 Las vértebras cervicales, torácicas y lumbares difieren unas de otras. De la región cervical
a la lumbar, los cuerpos de las vértebras se vuelven más grandes, y las apófisis transversas y las espinosas y
las articulaciones apofisarias cambian en su orientación.
Cuerpo de la
vértebra torácica
Lig. radiado
Cuello de la
costilla
Cuerpo
Lig. costotransversoApófisis espinosa
Apófisis transversa
Cabeza de la costilla
Cavidades sinoviales
Tubérculo de la costilla
FIGURA 7-12
 La región torácica está restringida en cuanto
al movimiento debido a su conexión con las costillas, las cuales
se conectan con una hemicarilla en el cuerpo de las vértebras
torácicas y una carilla en las apófisis transversas.

263. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 251
Región lumbar
Las grandes vértebras lumbares son las estructuras que más
carga soportan en el sistema esquelético. La figura 7-11 ilus-
tra las características de las vértebras lumbares. Las vértebras
lumbar
es son grandes, con cuerpos más anchos de lado a
lado que de adelante hacia atrás. También son más anchos
en forma vertical en la parte frontal que en la parte posterior.
Los pedículos de las vértebras lumbares son cortos; las apófi-
sis espinosas son anchas, y las pequeñas apófisis transversas se
pr
oyectan en forma posterior, hacia arriba y en forma lateral.
Los discos en la región lumbar son gruesos; al igual que en
la región cervical son más gruesos en la parte ventral que en la
dorsal, contribuyendo a un incr
emento en la concavidad ante-
rior en la región. Frobin y cols. (32) reportaron que la altura
ventral del disco en las vér
tebras lumbares permanece bastante
constante en el rango de edad de los 16 a los 57 años, pero
existen diferencias de género y distintas alturas de los discos a
diferentes niveles de las vértebras. Las vértebras lumbares son
típicamente más altas en los hombres. Además, los discos con
mayor altura se encuentran en L4-L5 y L5-S1.
Las articulaciones apofisarias en la región lumbar yacen en
el plano sagital; las carillas articulares están en ángulos rectos
respecto al plano transverso y a 45° en relación al plano frontal
(97). Las carillas superiores están dirigidas en forma medial
y las carillas inferiores lo están en forma lateral. Esto cambia
en la unión lumbosacra, donde la articulación apofisaria se
mueve hacia el plano frontal y la carilla inferior en L5 está
dirigida hacia el frente. Este cambio en la orientación evita que
la columna vertebral se deslice hacia adelante sobre el sacro.
La región lumbar está soportada por los ligamentos que
corren a lo largo de toda la columna, y por el ligamento
iliolumbar (Fig. 7-7). Otra estructura de soporte importante
en la región es la fascia toracolumbar, la cual corre desde el
sacro y la cresta ilíaca hasta la caja torácica. Esta fascia ofrece
resistencia y soporte en la flexión completa del tronco. La
tensión elástica en esta fascia también asiste con el inicio de la
extensión en el tronco (35).
El rango de movimiento en la región lumbar es amplio en
flexión y extensión, y va de 8 a 20° en los varios niveles de las
vértebras (10, 97). La flexión lateral en los varios niveles de
las vértebras lumbares es limitado, con un rango de 3 a 6°, y
también hay muy poca rotación (1 a 2°) en cada nivel de las
vértebras lumbares (10, 97). Sin embargo, el rango de movi-
miento colectivo en la región lumbar va de 52 a 59° de flexión,
15 a 37° de extensión, 14 a 26° de flexión lateral y 9 a 18° de

rotación (93). En la figura 7-13 se presenta una revisión del
rango de movimiento en cada nivel de la columna vertebral.
La articulación lumbosacra es la más móvil de las articulacio-
nes lumbares, siendo responsable de gran parte de la flexión y la
extensión en la r
egión. De la flexión y extensión en las vértebras
lumbares, 75% puede darse en esta articulación, 20% de la fle-
xión restante en L4-L5, y 5% en los otros niveles lumbares (77).
CARACTERÍSTICAS DEL MOVIMIENTO
DE LA COLUMNA ENTERA
El movimiento en la columna vertebral es muy pequeño entre cada
vértebra, pero como un todo, la columna es capaz de un rango de
movimiento considerable. El movimiento está restringido por los
discos y la configuración de las carillas, pero puede ocurrir en tres
planos mediante iniciación activa y control muscular (90).
Las características del movimiento en la columna como un
todo se presentan en la figura 7-14. Para la columna vertebral
entera, la flexión y extensión ocurren a través de aproxima-
damente 110 a 140°, con movimiento libre en las regiones
cer
vical y lumbar, y flexión y extensión limitada en la región
torácica. El eje de rotación para la flexión y extensión yace en
el disco a menos que exista una degeneración considerable
del disco, lo cual puede mover el eje de rotación fuera del
disco. La flexión del tronco entero se da principalmente en las
vértebras lumbares a través de los primeros 50 a 60°, y des-
pués se mueve hacia más flexión mediante inclinación hacia
adelante de la pelvis (31). La extensión ocur
re a través de un
movimiento reverso en el que primero la pelvis se inclina en
forma posterior y luego se extiende la columna cervical.
Cuando comienza la flexión, la vértebra de arriba se des-
liza hacia adelante sobre la vértebra de abajo, y ésta se inclina,
colocando una fuerza compr
esiva sobre la porción anterior
del disco. Ambos ligamentos y las fibras del anillo absorben
las fuerzas compresivas.
En la parte posterior, las porciones superiores de las arti-
culaciones apofisarias se deslizan sobre las carillas inferiores,
cr
eando fuerza de compresión entre las carillas, y fuerza de
cizallamiento a través de la cara de las carillas. Estas fuerzas
son controladas por los ligamentos posteriores, las cápsulas
que rodean a las articulaciones apofisarias, los músculos
posteriores, la fascia y las fibras posteriores del anillo (85).
La posición de flexión completa es mantenida y soportada
por los ligamentos apofisarios capsulares, los discos interver-
tebrales, los ligamentos supraespinosos e interespinosos, el
ligamento amarillo y la r
esistencia pasiva de los músculos de
la espalda, en ese orden (3).
C0–C1
C1–C2
C2–C3
C3–C4
C4–C5
C5–C6
C6–C7
C7–T1
T1–T2
T2–T3
T3–T4
T4–T5
T5–T6
T6–T7
T7–T8
T8–T9
T9–T10
T10–T11
T11–T12
T12–L1
L1–L2
L2–L3
L3–L4
L4–L5
L5–S1
Grados
LUMBARTORÁCICACERVICAL
RotaciónFlexión lateralFlexión-extensión
FIGURA 7-13 Se muestra el rango de movimiento en los segmen-
tos de movimiento individuales en la columna. Las vértebras cervica- les pueden producir el mayor rango de movimiento en los segmentos de movimiento individuales (Redibujada de White, A. A., Panjabi, M. M. [1978]. Clinical Biomechanics of the Spine. Philadelphia, PA: Lippin- cott Williams & Wilkins.)

264. 252 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
El rango de movimiento de flexión lateral es alrededor de
75 a 85°, principalmente en las regiones cervical y lumbar
(Fig. 7-14). Durante la flexión lateral, existe un ligero movi-
miento de las vértebras hacia los lados, con compresión del
disco hacia el lado de la flexión. La flexión lateral a menudo

se acompaña de rotación. En una posición relajada, la rotación
acompañante es hacia el lado opuesto de la flexión lateral, esto
es, la rotación izquierda acompaña a la flexión lateral derecha.
Si la vértebra está en flexión completa, la rotación acom-
pañante ocurre hacia el mismo lado, esto es, la rotación hacia
la
derecha acompaña a la flexión lateral hacia la derecha. Esto
puede variar de acuerdo a la región de la columna. Además,
una persona sin flexibilidad por lo regular realiza algo de fle-
xión lateral para obtener flexión en el tronco (2).
La r
otación se da a través de 90°, es libre en la región cervical,
y en las regiones torácica y lumbar ocurre en combinación con
flexión lateral (Fig. 7-14). En general, la rotación es limitada en
la región lumbar. La rotación hacia la derecha en la región torá-
cica o lumbar se acompaña de algo de flexión lateral izquierda.
Las
articulaciones apofisarias están en una posición cerrada
en extensión de la columna, excepto por las dos vértebras
cervicales superiores, las cuales están en posición cerrada
cuando la columna está en flexión. La columna total está en
posición cerrada y rígida durante la posición de saludo militar
con la cabeza hacia arriba, los hombros hacia atrás, y el tronco
alineado en forma vertical (35).
La flexibilidad de las regiones del tronco varía y está
determinada por los discos intervertebrales y el ángulo de
articulación en las carillas articulares. Como ya se mencionó,
la movilidad es mayor en la unión de estas regiones. La movi-
lidad también se incrementa en una región en respuesta a la
r
estricción o rigidez en otra parte de la columna vertebral.
MOVIMIENTOS COMBINADOS DE LA PELVIS
Y EL TRONCO
La relación de los movimientos de la pelvis respecto a los
movimientos del tronco se discute en el capítulo 6. La
sincronización del movimiento entre la pelvis y el tronco se
denomina ritmo lumbopélvico. Como se muestra en la figura
7-15, la curvatura se revierte a sí misma, se aplana (flexiona)
y se curva en dirección opuesta a medida que la flexión del
tronco progresa. Esto continúa hasta un punto en el cual
la espalda baja está redondeada en la flexión completa del
tronco. Los movimientos en las vértebras lumbares están
acompañados de flexión del sacro, inclinación anterior de la
pelvis y extensión del sacro. La pelvis también se mueve hacia
atrás a medida que el peso se desplaza sobre las caderas.
La actividad lumbar es máxima a través de los primeros 50
a 60° de flexión, después de lo cual la rotación pélvica anterior
se vuelve el factor predominante que incrementa la flexión del
tronco. En el movimiento de extensión de regreso, la inclina-
FIGURA 7-14
 El rango de movimiento a nivel de segmento
individual es pequeño, per
o en combinación, el tronco es capaz
de moverse mediante un rango de movimiento significativo. La
flexión y extensión se dan a través de aproximadamente 110 a
140°, de manera primordial en la región cervical y lumbar, con
una contribución muy limitada de la región torácica. El tronco
rota a través de 90°, con movimiento libre en la región cervical, y
con flexión lateral acompañante en las regiones torácica y lum-
bar. El tronco se flexiona lateral de 75 a 85°.
75°–85°
110°–140 °
Rotación
Flexión lateral
Flexión y extensión
Flexión inicial < 50°
C Flexión completaB Flexión inicial
A De pie
Flexión > 50°
FIGURA 7-15 (A) En la postura normal de
pie, hay una ligera curvatura en la región lumbar. (B) Los primeros 50° de flexión tienen lugar en las vértebras lumbares a medida que se aplanan. (C) La continuación de la flexión es resultado de inclinación anterior de la pelvis.

265. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 253
ción pélvica posterior domina las etapas iniciales de la exten-
sión, y la actividad lumbar se revierte a sí misma, dominando
las
últimas etapas de la extensión del tronco. La pelvis también
se mueve hacia adelante a medida que el peso se desplaza.
La relación de movimiento entre la pelvis y el tronco durante
la rotación o flexión lateral del tronco no son tan claras como
en la flexión y la extensión debido a restricciones al movimiento
introducidas para la extremidad inferior. La pelvis se mueve
con el tronco en rotación, y rota a la derecha con la rotación a
la derecha del tronco a menos que la extremidad inferior esté
forzando una rotación de la pelvis en la dirección opuesta. En
este caso, la pelvis puede permanecer en la posición neutral o
rotar hacia un lado ejerciendo una mayor fuerza.
De forma similar, con la flexión lateral del tronco, la pelvis
baja hacia el lado de la flexión lateral a menos que la extremidad
inferior ofrezca una resistencia, en cuyo caso la pelvis rota hacia
el lado opuesto (Fig. 7-16). Los movimientos pélvicos acom-
pañantes están determinados por el movimiento del tronco y la
posición unilateral o bilateral de la extr
emidad inferior.
La relación de movimiento entre la pelvis y el tronco se
vuelve compleja cuando se realiza movimiento de la extremidad
inferior, como al correr, en donde el individuo tiene diferentes
secuencias de una extremidad moviéndose sobre el suelo y la
otra moviéndose lejos del suelo. La columna lumbar se flexiona
ligeramente y la pelvis se inclina en forma posterior durante la
fase de carga con una reversión rápida a extensión lumbar e
inclinación pélvica anterior durante la fase media. Justo des-
pués del despegue de los dedos de los pies del suelo, ocurre el
pico de extensión lumbar e inclinación pélvica anterior
. En el
plano frontal, la columna se flexiona lateralmente hacia el lado
derecho, y la pelvis se inclina hacia el lado izquierdo durante el
contacto y la carga del pie derecho. Esto es seguido de flexión
lateral de la columna lumbar hacia el lado izquierdo a medida
que la pelvis comienza a elevarse e inclinarse hacia la derecha
hasta el despegue de los dedos. Por último, la columna lumbar
y la pelvis rotan hacia la derecha con contacto de la extremidad
derecha. La columna lumbar y la pelvis rotan hacia la izquierda
durante la fase de apoyo, pero no al mismo tiempo (78).
Acciones musculares
La extensión del tronco es un movimiento importante uti-
lizado para elevar el tronco y para mantener una postura
er
guida. Los músculos típicamente se vuelven más fuertes a
medida que uno baja por la columna. Los músculos utilizados
de manera activa para extender el tronco también desempe-
ñan papeles dominantes en la flexión del tronco; por tanto,
par
ece lógico revisar primero a los extensores.
EXTENSIÓN DEL TRONCO
En la figura 7-17 se muestran gráficamente los extensores de
la columna, junto con información sobre su inserción, acción
e inervación.
El grupo muscular extensor está constituido por varios
múscu
­los pequeños. Pueden clasificarse en dos grupos, los erec­
tores de la columna (iliocostal, longísimo y espinal), y los múscu­
los posteriores profundos o paravertebrales (intertransversales,
interespinales, rotadores y el músculo multífido). Estos músculos corren hacia arriba y hacia abajo en la columna vertebral en pares, y crean extensión si se activan como un par, o rotación o flexión lateral si se activan en forma unilateral. Además, una capa super-
ficial de músculo incluye al trapecio y al dorsal ancho. Aunque tanto el trapecio como el dorsal ancho pueden influenciar el

movimiento del tronco, no se discutirán en este capítulo.
Los tres músculos erectores de la columna constituyen la
masa más grande de músculos que contribuyen a la extensión de la columna. La extensión también es producida por con-
tribuciones de los músculos vertebrales profundos y de otros músculos específicos de la r
egión. Estos músculos profundos
contribuyen a la extensión del tronco y a otros movimientos del tronco, y dan soporte a la columna vertebral, mante-
niendo la rigidez de la misma, y producen algunos de los movimientos más finos en el segmento de movimiento (85).
FIGURA 7-16 Al caminar y correr, el tronco se flexiona lateralmente
hacia el lado que apoya, pero la pelvis baja hacia el lado sin apoyo
debido a la resistencia generada por la extremidad inferior.

266. 254 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
MúsculoI nserción Inervación Flexión Extensión Rotación
Flexión
lateral
MP


MP MPMP: hacia
el lado
opuesto
MP: hacia el
mismo lado
MP: hacia el
mismo lado
MP: hacia el
mismo lado
MP: hacia el
mismo lado
MP: hacia el
mismo lado
MP: hacia el
mismo lado
MP: hacia el
mismo lado
MP: hacia el
mismo lado
MP: hacia el
mismo lado
MP
A
MP
MP: cervical, cabeza
MP: cervical MP: cervical
MP: cabeza MP: cabeza
MP: hacia el
lado opuesto
B
DE
C
MP
MP MP
MP
MP
MP
MP
MP
MP MP
MP MP
MP
MP
F
Esplenio
del cuello
Esplenio de
la cabeza
Semiespinal
torácico
Semiespinal
del cuello
Semiespinal
de la cabeza
Trapecio
Escaleno posterior
Elevador de la escápula
Escaleno medio
Escaleno anterior
Esplenio de la cabeza
Esternocleidomastoideo
Omohioideo
inferior
Largo del
cuello
Largo de
la cabeza
Lateral
Anterior
Recto de la cabeza:
Posterior
Medio
Anterior
Escalenos:
Oblicuo
interno
Recto
abdominal
Pectoral
menor
Oblicuo
externo
Externo
Interno
Intercostales:
Iliocostal lumbar
(EC)
Nervios espinales;
rama dorsal
Sacro; apófisis espinosas de L1-L5, T11, T12;
cresta ilíaca A las seis o siete costillas inferiores
Iliocostal torácico
(EC)
Nervios espinales;
rama dorsal
Seis costillas inferiores A las seis costillas
superiores; apófisis transversa de C7
Iliocostal cervical
(EC)
Nervios espinales;
rama dorsal
Tercera a sexta costillas A las apófisis
transversas de C4-C6
Iliopsoas Nervio femoral; rama ventral;
L1, L3
Cuerpos de T12, L1-L5; apófisis transversas de
L1-L5; superficie interna del hueso iliaco, sacro
AL trocánter menor
Oblicuo interno
(ABD)
Nervios intercostales;
T7-T12, L1
Cresta ilíaca, fascia lumbar A las costillas
8-10; línea alba
Interespinales
(PP)
Nervios espinales;
rama dorsal
Apófisis espinosas A apófisis espinosas
Intertransversales
(PP)
Longísimo torácico
(EC)
Nervios espinales;
rama dorsal
Nervios espinales;
rama dorsal
Nervios espinales;
rama dorsal
Nervios cervicales: C1-C3
Nervios cervicales: C2-C7
Nervios espinales;
rama dorsal
Parte posterior de las apófisis transversas de L1-L5;
fascia toracolumbar A las apófisis espinosas de T1-T12
Longísimo cervical
(EC)
Apófisis transversas de T1-T5 A las apófisis
transversas de C4-C6
Longísimo de la
cabeza
Apófisis transversas de T1-T5, C4-C7 A
la apófisis mastoides
Largo de la cabezaApófisis transversas de C3-C6 AL
hueso occipital
Largo del cuello Apófisis transversas de C3-C5; cuerpos de
T1-T2; cuerpos de C5-C7, T1-T3 AL atlas;
apófisis transversas de C5-C6, cuerpos de C2-C4
Multífido (PP) Sacro; espina ilíaca; apófisis transversas de L5-C4
A las apófisis espinosas del siguiente lado vertebral
Nervios espinales;
rama dorsal y ventral
Apófisis transversas A apófisis transversas
Oblicuo externo
(ABD)
Nervio intercostal; T7-T12Novena a 12a costilla alternando con los I.
dorsales, e. ant A la espina anterior superior;
tubérculo púbico, cresta ilíaca ant
FIGURA 7-17
 Músculos que actúan sobre la columna, incluyendo la anatomía de superficie (A) y los músculos anteriores (B) del
tronco; los músculos anteriores del cuello (C); la anatomía de superficie (D) y músculos (E) de la región lateral del cuello; los múscu-
los posteriores profundos del cuello y la parte superior de la espalda (F), y la anatomía de superficie (G) con los correspondientes
músculos superficiales (H), profundos (I), y pélvicos (J) de la parte posterior del tronco. (Continúa)

267. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 255
de modo que puedan generar movimientos rápidos y fuertes
mientras que al mismo tiempo resisten la fatiga para mantener
posturas durante periodos prolongados (89). Además de pro-
porcionar la fuerza muscular para la extensión del tronco, estos
músculos
dan estabilidad posterior a la columna vertebral, con-
trarrestan la gravedad al mantener una postura erguida, y son
impor
tantes para el control de la flexión hacia adelante (71).
FLEXIÓN DEL TRONCO
La flexión del tronco es libre en la región cervical, limitada
en la región torácica, y libre también en la región lumbar. A
Hay algunos otros músculos además de los erectores de
la columna y los grupos de músculos posteriores profundos
específicos de cada región. En la figura 7-17 se proporciona
una descripción completa de estos músculos.
Los músculos erectores de la columna son más gruesos en
las regiones cervical y lumbar, donde ocurre la mayor parte de
la extensión de la columna. El multífido también es más grueso
en las regiones cervical y lumbar, contribuyendo a la masa
muscular para la generación de fuerza de extensión del tronco.
Los músculos erector de la columna y multífido contienen
de 57 a 62% de fibras musculares tipo I, pero también tienen
fibras tipo IIa y IIb, haciéndolos funcionalmente versátiles

Flexión Extensión Rotación
Flexión
lateral
G
* .
*
H I J
Cuadrado
lumbar
Intertransversal
Rotadores
torácicos
Multífido
Semiespinal
torácico
Elevadores
Tendón
Semiespinal de la cabeza
Sacroespinal
Iliocostal
lumbar
Espinal
torácico
Longísimo
torácico
Músculo Inserción Inervación
Cuadrado lumbar
ABD, abdominales; PP, músculos posteriores profundos; EC, erector de la columna.
Sin acción específica; incrementa la presión abdominal interna mediante compresión.
Nervios cervicales; rama dorsal
Nervios torácicos; rama dorsal
Nervios espinales; rama dorsal
Nervios espinales; rama dorsal
Nervios cervicales; rama dorsal
Nervios cervicales; rama dorsal
Nervio accesorio;
nervio craneal XI
Cresta ilíaca; apófisis transversas de L2-L5 A las
apófisis transversas de L1-L2; última costilla
Nervios torácicos; T12;
nervios lumbares; rama ventral
Nervio intercostal; T7-T12
Nervios espinales, rama dorsal
Nervios cervicales
Nervios cervicales; rama dorsal
Quinto a séptimo cartílagos costales y apófisis
xifoides A la cresta y sínfisis púbicas
Apófisis transversa A la lámina de la siguiente
vértebra
Apófisis transversas de las vértebras cervicales
A las costillas 1, 2
Carillas de C4-C6; apófisis transversas de C7
A la base de la flexión occipital
Apófisis transversas de T1-T6 A las apófisis
espinosas de C1-C5
Apófisis transversas de T6-T10 A las apófisis
espinosas de T1-T4, C6, C7
Apófisis espinosas de L1-L2, T11-T12 A las apófisis
espinosas de T1-T8 y el ligamento de la nuca
Apófisis espinosa de C7 A apófisis espinosa
del axis
Ligamento de la nuca; apófisis espinosas de
C7, T1-T3 A la apófisis mastoides; hueso occipital
Apófisis espinosas de T3-T6 A las apófisis
transversas de C1-C3
Esternón, clavícula A apófisis mastoides
Últimas 6 costillas; cresta ilíaca; ligamento inguinal;
fascia lumbosacra A la línea alba; cesta del pubis
MP
MP
MP
MP
MP
MP
MP: cervical
MP
MP: rotación hacia
el lado opuesto
MP: rotación hacia
el lado opuesto
MP: rotación hacia
el lado opuesto
MP: rotación hacia
el lado opuesto
MP: rotación hacia
el lado opuesto
MP: rotación hacia
el mismo lado
MP: cervical
MP: cervical
MP
MP
MP
MP: cervical
MP: rotación hacia
el mismo lado
MP: rotación hacia
el mismo lado
MP: cervical
MP: cervical
MP: cervical
MP: cervical
MP: cervical
MP: cervical
MP: cervical
MP: rotación
hacia el lado
opuestoMP: cabeza,
cervical
Nervios intercostales;
T7-T12, L1
Recto abdominal
(ABD)
Rotadores (PP)
Escaleno
Semiespinal de
la cabeza
Semiespinal cervical
Semiespinal torácico
Espinal torácico (EC)
Espinal cervical
Esplenio de la cabeza
Esplenio cervical
Esternocleidomastoideo
Abdominal transverso
(ABD)
FIGURA 7-17 (Continuación)

268. 256 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Tocarse la punta del pie desde una posición erguida
El movimiento hacia una posición de flexión completa desde
una postura de pie es iniciado por los músculos abdominales
e iliopsoas. Luego de que el movimiento comienza, es
continuado por la fuerza de gravedad actuando sobre el
tronco y controlado por la acción excéntrica de los músculos
erectores de la columna. Hay un incremento gradual en el
nivel de actividad en los músculos erectores de la columna
hasta 50 a 60° de flexión a medida que el tronco se flexiona
en las vértebras lumbares (6).
A medida que la columna lumbar suspende su contribu-
ción a la flexión del tronco, el movimiento continúa como
r
esultado de la contribución de la inclinación anterior de la
pelvis. Los músculos posteriores de la cadera, los isquiotibia-
les, y el glúteo mayor trabajan de forma excéntrica para con-
trolar esta inclinación hacia adelante de la pelvis. A medida
que el tr
onco se mueve más hacia flexión, la activi
­dad en los
erectores de la columna disminuye a una inactividad total en la posición de flexión completa. En esta posición, los ligamentos posteriores y la resistencia pasiva de los múscu
­
los erectores de la columna estirados controlan y resisten la
flexión del tronco (48). La carga sobre los ligamentos en esta posición de flexión completa está cercana a su fuerza de fallo (31), lo que incrementa las cargas soportadas por la fascia toracolumbar y las articulaciones apofisarias lumbares.
A medida que el tronco se levanta de nuevo a la posición
de pie mediante extensión, el movimiento es iniciado por una contracción de los músculos posteriores de la cadera, el glúteo mayor, y los isquiotibiales, que flexionan y rotan la pelvis en forma posterior. Los erectores de la columna están activos inicialmente, pero son más activos a través de los últi-
mos 45 a 50° del movimiento de extensión (71).
Los
músculos erectores de la columna son más activos en la
fase de elevación que en la de descenso del tronco, siendo muy activos en las porciones iniciales de los movimientos y de nuevo
diferencia de los músculos extensores posteriores, los flexores anteriores no corren por la longitud entera de la columna. La flexión de la columna lumbar es creada por los abdominales con ayuda del psoas mayor y menor. La fuerza flexora de los abdominales también crea la poca flexión que existe en las vértebras torácicas. Los abdominales consisten en cuatro músculos: el recto abdominal, oblicuo interno, externo y el abdominal transverso (véase Fig. 7-17).
Los músculos oblicuos interno y externo y el abdominal
transverso se unen a la fascia toracoabdominal cubriendo la región posterior del tronco. Cuando se contraen, colocan tensión sobre la fascia, dando soporte a la espalda baja y redu-
ciendo la tensión sobre los músculos posteriores erectores de la columna (9, 71). Los oblicuos están activos en la postura

erguida y en la posición sentada, tal vez estabilizando la base de la columna (83). La actividad de los oblicuos disminuye en una posición de pie detenida, ya que la carga es transferida a otras estructuras (83).
El abdominal transverso envuelve al tronco en forma similar
a una faja de apoyo, y proporciona soporte al tronco al tiempo que ayuda a la respiración. El abdominal transverso aplica ten-
sión sobre la línea alba, que es un tejido conjuntivo fibroso que cor
re en forma vertical por el frente, y separa al recto abdominal
en mitades derecha e izquierda. Si la línea alba es estabilizada por la contracción del abdominal transverso, los oblicuos del lado opuesto pueden actuar sobre el tronco. Este músculo tam-
bién es importante para presurizar la cavidad abdominal (83) en actividades como toser
, reír, defecar y en el parto.
Los abdominales están formados por 55 a 58% de fibras
tipo I, 15 a 23% de fibras tipo IIa, y 21 a 22% de fibras tipo IIb (89). Este arreglo de fibras, similar al de los músculos erectores de la columna, permite el mismo tipo de versati-
lidad en la producción de movimientos cortos y rápidos, y movimientos pr
olongados del tronco.
Hay otros dos músculos que contribuyen a la flexión de
la región lumbar. El primero es el poderoso flexor que actúa sobre la columna, el músculo iliopsoas, que se une a la parte anterior de los cuerpos de las vértebras lumbares y a la par
­-
te interna del hueso ilíaco. El iliopsoas puede iniciar la flexión del tr
onco y jalar la pelvis hacia adelante, creando una postura
lordótica en las vértebras lumbares. Adicionalmente, si este músculo se tensa, puede generarse una inclinación anterior exagerada de la pelvis. Si la inclinación no es contrarrestada por los abdominales, la lordosis se incrementa, se desarrolla estrés compresivo sobre las carillas articulares, y el disco inter-
vertebral es empujado en forma posterior.
El
segundo músculo encontrado en la región lumbar es
el cuadrado lumbar, que forma la pared lateral del abdomen y corre desde la cresta ilíaca a la última costilla (Fig. 7-17). Aunque está posicionado para ser más un flexor lateral, el cuadrado lumbar contribuye al movimiento de flexión. También es responsable de mantener la posición de la pelvis en el lado que se balancea durante la marcha (35).
Cuando una persona está de pie o sentada y con la espalda
erguida, existe actividad intermitente tanto en los músculos erectores de la columna como en los oblicuos internos y externos. El iliopsoas, por otro lado, está continuamente activo en la posición erguida, pero el recto abdominal está inactivo (81).
La flexión en la región torácica, que es limitada, es desarro-
llada por los músculos en las regiones lumbar y cervical. En la r
egión cervical hay cinco pares de músculos que producen fle-
xión, si se contraen al mismo tiempo los dos músculos que con-
forman el par. Si sólo uno de los músculos del par se contrae, el r
esultado es movimiento en las tres direcciones, incluyendo
flexión, rotación, y flexión lateral (85). En la figura 7-17 se pre-
sentan las inserciones, acciones e inervación de estos músculos.
Flexión y extensión en la columna
Haga que un compañero se pare erguido y se relaje antes
de moverse lentamente hacia una posición de flexión
completa de la cadera y la espalda. Haga que regrese
lentamente a la posición inicial de pie. Las siguientes
estructuras juegan un papel en este movimiento: los
ligamentos posteriores de la columna, los abdominales y
el iliopsoas, los extensores de la espalda y los extensores
de la cadera. Repita el movimiento hasta que pueda
usted determinar el papel de cada una de estas
estructuras y en qué momento se están utilizando.

269. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 257
al final del movimiento de extensión, con algo de actividad
disminuida en la parte media del movimiento. Los abdominales
también pueden estar activos en el movimiento de retorno, ya
que actúan para controlar el movimiento de extensión (48).
FLEXIÓN LATERAL DEL TRONCO
La flexión lateral de la columna es creada por la contracción
de músculos a ambos lados de la columna vertebral, con la
mayor parte de la actividad ocurriendo en el lado donde se
da la flexión. La mayoría de la actividad en la flexión lateral
del tronco ocurre en los músculos erectores de la columna
lumbares y los músculos intertransversales e interespinales en
el lado contralateral. El músculo multífido permanece inac-
tivo durante la flexión lateral. Si se mantiene carga sobre el
brazo durante la flexión lateral, también hay un incr
emento
en la actividad de los músculos erectores de la columna torá-
cicos en el lado opuesto.
El cuadrado lumbar y los abdominales también contribu-
yen a la flexión lateral. El cuadrado lumbar en el lado de la
flexión está en una posición en la que es capaz de hacer una

contribución significativa a la flexión lateral. Los abdominales
también se contraen a medida que se inicia la flexión lateral,
y permanecen inactivos para modificar el movimiento de
flexión lateral.
En la columna cervical, la flexión lateral es facilitada por
contracciones unilaterales del esternocleidomastoideo, escale-
nos y los músculos anteriores profundos. La flexión lateral es
bastante libr
e en la región cervical.
ROTACIÓN DEL TRONCO
La rotación del tronco es más complicada en términos de
acciones musculares, debido a que es producida por acciones
musculares sobre ambos lados de la columna vertebral. En la
región lumbar, los músculos multífidos en el lado hacia el que
ocurre la rotación están activos, al igual que el longísimo y el
iliocostal del lado opuesto (8). Los abdominales muestran un
patrón similar debido a que el oblicuo interno del lado de la
rotación está activo, y el oblicuo externo en el lado opuesto
de la rotación también está activo.
Fuerza de los músculos del tronco
La mayor fuerza de salida en el tronco puede desarrollarse en
extensión, promediando valores de 210 Nm (newton-metros)
en los hombres (56). La fuerza de flexión del tronco reportada
es 150 Nm, o aproximadamente 70% de la fuerza extensora. La
flexión lateral es de 145 Nm o 69% de la fuerza extensora, y
la fuerza de rotación es de 90 Nm o 43% de los valores de
fuerza extensora
(56). Los valores de fuerza en las mujeres son
en aproximación 60% de los valores registrados en los hom-
bres. De hecho, otros estudios han mostrado que las mujeres
son
capaces de generar sólo 50% de la fuerza de levantamiento
de los hombres para levantamientos cortos, y 33% de la fuer-
za de levantamiento de los hombres para levantamientos altos
(99). En la r
egión cervical, las mujeres han demostrado tanto
como 20 a 70% menos fuerza que los hombres (19).
Tomando en consideración cosas como las fuerzas gene-
radas por la presión intraabdominal, los ligamentos y otras estr
ucturas, el momento extensor total es ligeramente mayor
que el momento flexor (72). Los abdominales contribuyen a un tercio de los momentos extensores. En rotación, los abdo-
minales dominan, con algo de contribución de los pequeños músculos posterior
es (72).
La posición del tronco juega un papel significativo en el
desarrollo de la fuerza de salida en varios de sus movimientos. La fuerza de flexión del tronco, medida de modo isométrico, ha mostrado mejorar en aproximadamente 9% cuando se mide desde una posición de 20° de hipotensión (85). La fuerza
de extensión isométrica del tronco, medida desde una posi-
ción de 20° de flexión del tronco, es 22% mayor comparada con una posición de 20° de flexión del tr
onco (85). También
se pueden lograr valores de fuerza de flexión y extensión si la medición se realiza con la persona sentada en lugar de en posición supina o prona.
La fuerza del tronco se altera de manera significativa en una
situación dinámica. Hay un incremento reportado de 15 a 70% en los momentos del tronco durante los ejercicios dinámicos acompañados de aumentos en la actividad muscular antagonista y agonista, un incremento en la presión intraabdominal, aumento en la carga sobre la columna, y una reducción en la capacidad de los músculos para responder a las cargas externas (24). Debido a los mayores niveles de coactividad, hay mayor carga sobre las estructuras de la columna sin contribuir a la capacidad para con-
trarrestar los momentos externos. Se ha sugerido que la velocidad y aceleración del tr
onco, especialmente en múltiples direcciones,
pueden ser discriminadores más precisos de trastornos en la espalda baja que sólo el rango de movimiento, debido a la dis-
minución en la fuerza y la capacidad funcional que acompañan a la coactivación en los movimientos dinámicos más rápidos (24).
La fuerza de salida mientras se está levantando un objeto

utilizando los extensores del tronco también disminuye cuando hay mayor distancia horizontal entre los pies y las manos colocadas sobre el objeto (33). De hecho, las fuerzas aplicadas verticalmente sobre un objeto sostenido lejos del cuerpo son casi la mitad de aquellas de un levantamiento completado con el objeto cerca del cuerpo. De modo adi-
cional, un incremento en el ancho de una caja disminuye la capacidad
de levantamiento, y el aumento en la longitud de
la caja ha mostrado no tener influencia (33).
El levantar un objeto jalando desde un ángulo reduce la
carga sobre el codo, el hombro y las regiones lumbar y de la ca-
dera, pero la incrementa en las rodillas y los tobillos. Este tipo de levantamiento disminuye la fuerza compr
esiva sobre las
vértebras lumbares en 9 a 15% (34). Además, se puede levantar 16% más peso con un levantamiento de estilo más libre que con el tradicional con la espalda recta y las rodillas dobladas (34).
Postura y estabilización de la columna
La eficiencia del movimiento y el estrés colocado sobre la colum-
na están determinados por la postura mantenida en el tronco, así como por la estabilidad del mismo. El posicionamiento de

los segmentos vertebrales es tan importante, que amerita una sección especial sobre postura y estabilización de la columna.

270. 258 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
ESTABILIZACIÓN DE LA COLUMNA
La columna está estabilizada por tres sistemas, incluyendo un
sistema musculoesquelético pasivo, un subsistema musculoes-
quelético activo, y un sistema de retroalimentación neural (67).
El subsistema pasivo incluye a las vér
tebras, las articulaciones en
las carillas, las cápsulas articulares, los discos intervertebrales y
los ligamentos espinales. El sistema activo incluye a los músculos
y tendones que estabilizan a la columna, y el subsistema neural
proporciona control. La estabilidad en la columna aumenta y
disminuye de acuerdo a las demandas colocadas sobre la estruc-
tura. La estabilidad disminuye durante los periodos de dismi-
nución de la actividad muscular y aumenta cuando las fuerzas
compr
esivas se incrementan (2). Los músculos profundos más
pequeños de la columna controlan la postura y la relación de
cada vértebra respecto a las demás (73), y los músculos super-
ficiales, más grandes, mueven la columna y dispersan las cargas
desde el tórax a la pelvis. Para la estabilidad, la columna r
equiere
actividad en los pequeños músculos posturales.
Los músculos que tienen un papel importante en la esta-
bilización de la columna incluyen al abdominal transverso,
multífido, er
ector de la columna, y al oblicuo interno. El
abdominal transverso rodea al tronco como un cinturón,
e incrementa la presión intraabdominal y la rigidez de la
columna. Es uno de los primeros músculos en activarse
tanto en condiciones inesperadas como controladas (22). El
multífido está organizado para actuar a nivel de cada vértebra,
está continuamente activo en las posiciones erguidas (92),
y puede realizar ajustes sutiles a las vértebras en cualquier
postura (51). El erector de la columna está mejor adaptado
para el control de la orientación de la columna por medio
de su capacidad para producir extensión (73). Por último,
el oblicuo interno trabaja con el abdominal transverso para
incrementar la presión intraabdominal.
POSTURA
Postura de pie
Para mantener una postura erguida al estar de pie, la columna
con forma de S actúa como una varilla elástica para soportar
el peso. Hay una acción constante de inclinación hacia ade-
lante impuesta sobre el tronco al estar de pie, debido a que
el centr
o de gravedad yace por delante de la columna. Como
resultado de la acción de inclinación hacia adelante sobre el
tronco, los músculos y ligamentos posteriores debe controlar
y mantener la postura erguida.
Hay más actividad de los erectores de la columna en una
postura erguida que en una desgarbada. En la postura des-
garbada, la mayor parte de la responsabilidad para mantener
la postura la tienen los ligamentos y las cápsulas. Cualquier

alteración en la postura de pie o cualquier inclinación postu-
ral es controlada y corregida por los músculos erector de la
columna, abdominales y psoas (66). T
odos estos músculos
están ligeramente activos al estar de pie, con más actividad en
la región torácica que en las otras dos regiones (8).
Postura sentada
La postura en la posición sentada requiere menos gasto
energético y coloca menos carga sobre la extremidad inferior
que la postura de pie (Fig. 7-18). Sin embargo, el estar sentado
durante un tiempo prolongado puede tener efectos nocivos
sobre la columna lumbar (85). El sentarse sin soporte es similar
al estar de pie, de modo que hay mucha actividad muscular en
las regiones torácicas del tronco con niveles de actividad acom-
pañantes bajos en los músculos abdominales y psoas (7).
La posición sentada sin sopor
te coloca más carga sobre la
columna lumbar que el estar de pie, debido a que crea una
inclinación hacia atrás, un aplanamiento de la espalda baja con
el correspondiente desplazamiento hacia adelante del centro de
300
250
150
50
0
200
100
Presión intradiscal
Posición
FIGURA 7-18 Comparada con una postura de pie erguida, la carga sobre la espalda baja es menor en la posición supina. La carga se
incrementa en una postura sentada y aumenta aún más cuando se inclina el torso hacia adelante o se está en una postura desgarbada.

271. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 259
gravedad (48). Esto coloca carga sobre los discos y las estructu-
ras posteriores del segmento vertebral. El estar sentado durante
mucho tiempo en una posición flexionada puede incr
ementar la
longitud en reposo de los músculos erectores de la columna (71)
y sobreestirar las estructuras ligamentosas posteriores. Una pos-
tura sentada y desgarbada genera las presiones más altas sobre
los discos. El sentarse a mayor altura puede disminuir la fuerza

compresiva sobre los discos debido a una postura más vertical,
pero se colocan cargas mayores sobre la extremidad inferior.
Posturas de trabajo
Los factores biomecánicos relacionados a las posturas estáticas
de trabajo, las posturas sentada y de pie para trabajar, la incli-
nación y los giros frecuentes, y levantar jalar y empujar, son
algunos de los factor
es de riesgo para lesiones de la espalda.
Debido a la alta incidencia de lesiones relacionadas a la espalda
en el trabajo, es importante comprender tanto las causas como
las medidas de prevención.
Las posturas para trabajar pueden influenciar enorme-
mente la acumulación de estrés sobre la espalda baja (54), y
tanto
las posturas de pie como sentada tienen usos apropiados
en el lugar de trabajo (28). Se prefiere una postura de pie
cuando el trabajador no puede poner sus piernas bajo el área
de trabajo y cuando se requiere más fuerza en la tarea como
levantar y aplicar máximas fuerzas de agarre. Se puede reducir
la tensión en una postura de pie utilizando tapetes, un des-
canso para pies, asegurándose de que la estación de trabajo
tiene adecuado espacio para colocar los pies, y utilizando

calzado apropiado (28). También puede reducirse la fatiga
muscular con varios descansos cortos durante la jornada labo-
ral. Uno de los factores más importantes tanto para estar de
pie como sentado, es evitar las posturas estáticas pr
olongadas.
Las posiciones de flexión continua son una causa tanto de
lesiones lumbares como cervicales en el lugar de trabajo. Estas
posturas pueden eliminarse elevando la altura de la estación de
trabajo de modo que no haya más de 20° de flexión (85). El
uso de un descanso para pies también puede aliviar la tensión.
Las actividades de levantamiento de carga en el lugar de tra-
bajo pueden ser fuente de lumbalgia, por lo que se deben esta-
blecer guías para disminuir el riesgo. Por ejemplo, el peso de los
objetos
que están siendo levantados debe disminuir a medida que
aumentan la frecuencia del levantamiento, la distancia del levan-
tamiento y el tamaño del objeto. El peso debe disminuir cuando
se levanten objetos por encima de la altura de los hombr
os. Para
la mayoría de las tareas, se debe utilizar una técnica adecuada de
levantamiento, que involucra mantener una columna en posición
neutral, mantener la carga cerca de la pelvis, evitar la flexión y
extensión del tronco, y levantar con las extremidades inferiores
a una velocidad controlada. En casos en los que un objeto
está colocado de forma que implica una posición incómoda, o
cuando el objeto está en movimiento antes de levantarlo, puede
ser necesario utilizar movimientos de sacudidas. Esto coloca
menos torque sobre los músculos extensores lumbares (54).
De forma similar a las posturas de pie para trabajar, el riesgo
de lesión al levantar puede minimizarse con descansos regula-
res y variando las tareas en el trabajo (54). Debe evitarse una
columna completamente flexionada en cualquier levantamiento,

debido a los cambios impuestos sobre los principales extensores
lumbares. La columna en flexión total disminuye la tolerancia
a cargas compresivas, y transfiere la carga de los músculos a los
tejidos pasivos (53). El lugar de trabajo también tiene una alta
incidencia de movimientos de giro, en los que la columna sufre
una combinación de flexión e inclinación lateral. Esta postura
estira al máximo las estructuras posterolaterales, en particular el
anillo fibroso (39). El giro en una posición de pie está limita
­‑
do por el contacto en las carillas articulares, pero el giro en una posición flexionada separa las carillas ar
ticulares y desplaza la
resistencia al anillo fibroso (50, 70).
En los ambientes laborales donde se requiere una posición
sentada, es importante una silla bien diseñada que proporcione un soporte óptimo, debido a que el estar sentado sin soporte incrementa la presión sobre los discos un 40% más que cuando se está de pie (28). Al estar sentado durante un tiempo prolon-
gado con una postura desgarbada de flexión se generan cargas máximas sobr
e los ligamentos iliolumbares debido a la pérdida
de lordosis lumbar y el posicionamiento del peso de la parte superior del cuerpo por detrás de las tuberosidades isquiáticas (84). Al sentarse con apoyo, la carga sobre las vértebras lumba-
res se reduce. Un respaldo inclinado ligeramente hacia atrás que incluya sopor
te lumbar crea una postura sentada que reduce la
carga sobre la región lumbar de la columna.
Para disminuir la carga se recomienda un cojín lumbar con
espacio libre para los hombros. Los respaldos altos pueden no ser efectivos, ya que la caja torácica es rígida. Los respaldos que quedan por encima del nivel justo debajo de las escápulas no son necesarios (83). Se debe evaluar el entorno de trabajo para determinar tareas de alto riesgo, como los movimientos repeti-
tivos de flexión, giro, empujar, jalar y levantar.
DESVIACIONES POSTURALES
Las desviaciones posturales en el tronco son comunes en la población general (Fig. 7-19). En la región cervical, la curva-
tura es cóncava hacia la parte anterior. Esta curvatura debe ser pequeña y quedar sobr
e la cintura escapular. La cabeza debe
estar por encima de la cintura escapular. Cuando la curvatura
A Ideal C Desviación lateral
Escoliosis
B Exagerada
Lordosis
lumbar
Sifosis
torácica
Lordosis
cervical
FIGURA 7-19
 (A) La postura ideal es una en que las curvaturas están
balanceadas pero no exageradas. (B) Las curvaturas pueden volverse
exageradas. (C) la desviación lateral de la columna, o escoliosis, puede
crear una alineación intensamente alterada en todo el cuerpo.

272. 260 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
cervical está acentuada hacia la parte anterior, se dice que hay
una lordosis. Por tanto, la lordosis cervical es un incremento
en la curvatura en la región cervical, a menudo concomitante
con curvaturas exageradas en otras regiones de la columna.
En la región torácica, la curvatura es cóncava hacia la parte
posterior. Una postura con los hombros hacia adelante puede
causar una cifosis torácica, un trastorno postural común en
esta región. Una región torácica con hipercifosis puede estar
también asociada con osteoporosis y varios otros trastornos
La región lumbar, al curvarse en forma anterior, está sujeta
a fuerzas que pueden ser creadas por una curvatura lumbar
exagerada, lo que se denomina lordosis lumbar o hiperlordo-
sis. Esta curvatura acentuada a menudo es creada por un posi-
cionamiento anterior de la pelvis o por abdominales débiles.
En la r
egión lumbar, es poco raro tener una espalda plana con
una disminución de la curvatura. Esto se ha asociado con una
pelvis que está inclinada hacia arriba en la parte frontal, o con
rigidez de la columna y músculos tensos.
El más intenso de los trastornos posturales que afectan a la
columna es la escoliosis, una desviación lateral de la columna.
La curvatura puede tener forma de C o de S, dependiendo
de la dirección en los segmentos inicial y final. La escoliosis
con forma de C se presenta cuando la desviación ocurre sólo
en una región. Por ejemplo, una curvatura convexa hacia
la izquierda en la región cervical es una curvatura cervical
izquierda en forma de C. En una curvatura en forma de S, la
desviación lateral se presenta en diferentes regiones y en direc-
ciones opuestas. La desviación lateral puede estar acompañada
de r
otación, creando una alteración muy compleja en la alinea-
ción postural. Se desconoce cuál es la causa de la escoliosis, y
es más pr
evalente en mujeres que en hombres.
Acondicionamiento
Los músculos alrededor del tronco están activos durante la
mayoría de las actividades, ya que estabilizan al tronco, lo mueven
a posiciones ventajosas para la producción de fuerza, o asisten en
el movimiento de las extremidades. Dado que la espalda baja es el
sitio más común de lesión en los deportes y en el trabajo, se debe
poner especial atención en ejercicios que fortalezcan y estiren esta
parte del tronco. El entrenamiento de resistencia para los múscu
­
los de la espalda puede ser uno de los mejores caminos hacia
la prevención de las lesiones de espalda (54). También deben evaluarse los ejercicios para el tronco en busca de un impacto negativo sobre la función y estructura del mismo. En la figura 7-20 se ilustran ejemplos de ejercicios para el tronco.
Los ejercicios para el tronco deben realizarse con la columna
en posición neutra y utilizar contracción simultánea de los abdo-
minales. La cocontracción de los abdominales y los erectores de la columna incr
ementa la rigidez y estabilidad de la columna,
permitiendo una mejor respuesta a la carga sobre la misma (94). Sin embargo, la compresión de la columna aumenta con la cocontracción, de modo que puede ser necesario reducir los niveles de cocontracción en individuos con lumbalgia que ten-
drían un efecto negativo con más compresión.
Se deben evitar los ejer
cicios que crean lordosis excesiva
o hiperextensión de las vértebras lumbares, ya que colocan una presión excesiva sobre el elemento posterior del seg-
mento espinal y pueden dañar las carillas o el arco posterior.
Ejemplos de dichos ejercicios son las elevaciones dobles de
pierna, las elevaciones dobles de pierna con movimiento
de tijera, la extensión de muslos desde una posición prona,
las patadas de burro, las flexiones de espalda, y los arcos de
ballet. Al seleccionar un ejercicio para el tronco, uno debe
poner atención a los riesgos. La posición supina produce la
menor cantidad de carga sobre las vértebras lumbares. Sin
embargo, la carga en la posición se incrementa de manera
considerable si se activan los abdominales y el iliopsoas.
FLEXORES DEL TRONCO
Los flexores del tronco usualmente se ejercitan con alguna
forma de ejercicios de flexión de los muslos o del tronco desde
la posición supina de modo que estos músculos puedan trabajar
contra la gravedad. Debe evaluarse la efectividad y seguridad de
los ejercicios de flexión del tronco. En la figura 7-21 se presen-
tan tres variantes de ejercicios para los flexores del tronco. Los
abdominales están más activos en los ejer
cicios de elevación
del tronco que en los de elevación doble de piernas (5). Sin
embargo, la actividad abdominal es importante en los ejercicios
de elevación de piernas para estabilizar la pelvis y mantener
la rigidez en el tronco. Alterar la posición de la pierna entre
una elevación con la pierna en flexión o con la pierna recta no
parece modificar de manera significativa los niveles totales de
actividad muscular en los abdominales (5). Las posiciones con
la rodilla flexionada involucran a los flexores de la cadera en un
mayor grado, debido a la reducción en el brazo de momento y
en la menor capacidad de fuerza del iliopsoas.
No existe una actividad deportiva que sea mejor que los
demás para ejercitar todos los abdominales al mismo tiempo.
El mejor ejercicio para el recto abdominal que maximiza su
activación y minimiza la activación del psoas es el curl, y el
mejor ejercicio para los oblicuos es en una posición con soporte
lateral mantenida ya sea en forma isométrica o dinámica (44).
EXTENSORES DEL TRONCO
La extensión del tronco usualmente se genera a través
de algún tipo de levantamiento utilizando las piernas y la
espalda. En la figura 7-20 se muestran algunos ejemplos de
ejercicios para fortalecer y estirar los músculos extensores.
Hay dos tipos básicos de levantamientos que activan al
erector de la columna, el levantamiento con las piernas y el
levantamiento con la espalda. El levantamiento con las piernas
es el ejercicio de sentadilla o de levantamiento de peso muerto,
en el que la espalda se mantiene en una posición erguida o
ligeramente flexionada y las rodillas se flexionan. Este levanta-
miento tiene la menor cantidad de actividad del erector de la
columna
e impone las fuerzas más bajas de cizallamiento y com-
presión sobre la columna (74). El levantamiento con las piernas
comienza con una inclinación posterior de la pelvis iniciada por

el glúteo mayor y los isquiotibiales. El erector de la columna
puede no involucrarse hasta más adelante en el levantamiento,
cuando aumenta la extensión. Este retraso está relacionado a la
magnitud del peso que se está levantando, y los músculos por
lo regular no se activan hasta que se completa la aceleración
inicial (6). Debido a que hay un estrés considerable sobre los
ligamentos al inicio del levantamiento, se sugiere que la activi-
dad del erector de la columna comience en la parte inicial del
levantamiento para estabilizar la espalda (48).

273. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 261
Grupo muscular Ejemplo de ejercicio de estiramiento Ejemplo de ejercicio de fortalecimientoOtros ejercicios
Flexores
Crunch en balón
de estabilidad
Crunch con polea
Elevación de piernas
colgando
Abdominal reverso
Flexión lateral con peso
Abdominales con pesa
Máquina de abdominales
Silla del capitán
Silla romana
Máquina de extensión de espalda
Extensores
Remo sentado
Hiperextensión
en piso o banca
Levantamiento de
peso muerto
FIGURA 7-20 Ejemplo de ejercicios de estiramiento y fortalecimiento para determinados grupos musculares. (continúa)

274. 262 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Rotadores
Flexores laterales Flexiones con mancuerna
Rodamiento de cadera Bicicleta Giro reverso del tronco
Rotaciones de pie
Ejercicio de buenos días
Ejemplo de ejercicio de estiramiento Ejemplo de ejercicio de fortalecimiento Otros ejerciciosGrupo muscular
FIGURA 7-20 (continuación)

275. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 263
En el levantamiento con la espalda, la persona se flexiona
sobre la cintura con las rodillas rectas, como en el ejerci­‑
cio de “buenos días”. Este ejercicio genera las fuerzas más altas
de compr
esión y cizallamiento sobre las vértebras lumbares,
pero los erectores de la columna están mucho más activos en
este tipo de ejercicio (74). En el levantamiento con la espalda,
el movimiento es iniciado por los isquiotibiales y el glúteo
mayor, seguido por la actividad del erector de la columna. La
extensión de la columna comienza aproximadamente durante
la tercera parte del camino del levantamiento (6). Al realizar
un levantamiento con la espalda sin carga, el erector de la
columna se activa después de comenzar el levantamiento,
pero cuando el ejercicio se realiza con carga, el erector de la
columna se activa antes de iniciar el levantamiento (88).
Al comparar los levantamientos con las piernas con los
levantamientos con la espalda, uno debe considerar tanto los
riesgos como los beneficios. El levantamiento con la espalda
conlleva un mayor riesgo de lesión a las vértebras debido a que
se ejercen mayores fuerzas sobre el sistema. Cualquier postura
encorvada del tronco coloca mayores fuerzas de compresión
sobre la columna; por consecuencia, no se aconseja una pos-
tura con flexión del tronco en un levantamiento (23). Las
pr
esiones sobre los discos son mucho más altas en el levanta-
miento con la espalda que en el levantamiento con las piernas,
principalmente por la posición del tr
onco (62). La actividad
del erector de la columna en el levantamiento con la espalda
es mayor que en el levantamiento con las piernas.
La actividad de los extensores del tronco se incrementa a
medida que el tronco se inclina, y la actividad de extensión
de la rodilla disminuye conforme se reduce la inclinación del
tronco (55). También hay actividad máxima de los erectores
de la columna más tardía en el levantamiento con la espalda
que en el levantamiento con las piernas. Por último, la activi-
dad abdominal es menor en el levantamiento con la espalda
que en el levantamiento con las pier
nas (88). Por consecuen-
cia, la espalda no tiene tan buen soporte en el levantamiento
con la espalda como en el levantamiento con las pier
nas,
creando un potencial adicional de lesión.
Para trabajar los extensores desde una posición de pie hipe-
rextendiendo el tronco se requiere una contribución inicial del
er
ector de la columna. Esta actividad disminuye y después vuelve
a aumentar en el movimiento de hiperextensión (68). Si se ofrece
resistencia al movimiento, la actividad en el movimiento del erec-
tor lumbar de la columna se incrementa en forma dramática (43).
ROTADORES Y FLEXORES LATERALES DEL TRONCO
Usualmente no se hace énfasis en los movimientos de rotación
y flexión lateral del tronco en un programa de ejercicios. En la
figura 7-20 se muestran algunos ejemplos de ejercicios de rotación
y flexión lateral. Hay cierto beneficios al incluir algunos de estos
ejercicios en una rutina de entrenamiento, ya que la rotación es
un componente importante en muchos patrones de movimiento.
De igual forma, la flexión lateral es un componente importante
en actividades como el lanzamiento, los clavados y la gimnasia.
Algunos individuos intentan aislar los oblicuos al realizar
ejercicios de rotación del tronco en contra de una resistencia
externa. Este tipo de ejercicio no aísla a los oblicuos debido a
que los músculos erectores de la columna también están invo-
lucrados de forma activa. Si se añade un ejercicio de rotación
Ejercicio
Mayor actividad en los
abdominales que en
el crunch
Aun cuando la actividad
del oblicuo externo es
menor que la del recto
abdominal y el oblicuo
interno, la actividad del
oblicuo externo es mayor
que en el crunch
Actividad
muscular
Poca actividad en los
abdominales si sólo se
eleva una pierna
Actividad alta en los
flexores de la cadera
Mayor que en otras
actividades sin soporte
en las extremidades
La actividad del recto
femoral es similar a la
del abdominal
combinado
Actividad similar a la
observada en el
abdominal con flexión
de la cadera
En la elevación bilateral,
hay una alta actividad en
el recto femoral y en el
oblicuo externo
Actividad alta del
flexor de la cadera
Sin diferencia en la
actividad abdominal
con las piernas con
o sin apoyo
Mayor actividad en el
recto abdominal
Menor actividad en el
oblicuo externo
Menor actividad en los
flexores de la cadera
Ligeramente mayor
con las rodillas
flexionadas
Sin diferencia significativa
si se sujetan los pies o se
tienen las rodillas rectas
o flexionadas
Actividad moderada a
alta en los abdominales
Elevación de piernas:
una o dos piernas
Abdominal combinado:
combinación de flexión del
tronco y la cadera; flexione
primero el tronco y luego
la cadera
Abdominal con flexión de
la cadera: elevar la parte
superior del cuerpo con
flexión de la cadera
Crunch abdominal: columna
lumbar en contacto con
el piso y sin movimiento de
la cadera


FIGURA 7-21 Los abdominales y los flexores de la cadera se utilizan de diferentes formas en los ejerci-
cios dependiendo de la posición del tronco y la articulación de la cadera.

276. 264 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
al set de ejercicios, debe hacerse con precaución. No se deben
realizar ejercicios combinados en los que el tronco esté flexio-
nado o extendido y luego se rote. Esto coloca una carga excesiva
e innecesaria sobr
e las vértebras. Si se va a incluir algún ejercicio
de rotación, ésta debe hacerse en forma aislada. Lo mismo aplica
para los ejercicios de flexión lateral que pueden realizarse contra
una resistencia desde una posición de pie o yaciendo de costado.
Muchas rutinas para fortalecer el tronco incorporan el
uso de un balón de ejercicio. La ventaja de los ejercicios uti-
lizando este tipo de balón es la mejoría en la postura debido
a
la estabilización de la columna que se requiere mientras se
está sentado o balanceándose sobre el balón. Los ejercicios
pueden aumentar en grado de dificultad según la distancia del
balón respecto al cuerpo.
FLEXIBILIDAD Y LOS MÚSCULOS DEL TRONCO
Se recomienda que los ejercicios de estiramiento sean activi-
dades de rango de movimiento funcional que no requieran
rangos de movimiento extr
emos. De hecho, con el aumento
de la flexibilidad, puede haber un mayor riesgo de lesión (54).
Teniendo esto en mente, el estiramiento de los músculos del
tronco es sencillo y puede realizarse desde una posición de pie o
recostada. Las posiciones recostadas ofrecen estabilización de la
extremidad inferior y la pelvis, que contribuye a los movimien-
tos si el ejercicio se realiza de pie. Todo estiramiento de los
músculos
del tronco debe realizarse en un solo plano debido a
que los movimientos en más de un plano a la vez colocan una
carga excesiva sobre los segmentos vertebrales.
Se debe tener precaución al prescribir ejercicios de flexión
máxima del tronco. Recuerde, el tronco está soportado por
ligamentos y los elementos posteriores del segmento en esta
posición, y las cargas sobre los discos son grandes, de modo
que se debe elegir un ejercicio alternativo.
De forma similar, a menudo se utiliza la prueba de tocar las
puntas de los pies (estirarse) desde una posición sentada como
medida de flexibilidad tanto de la espalda baja como de los
isquiotibiales. Se ha sugerido que esta prueba es principalmente
una valoración de la flexibilidad de los isquiotibiales, y no de
la espalda baja (71). Esta posición de estiramiento también ha
mostrado incrementar la tensión sobre la espalda baja como
resultado de una inclinación posterior exagerada de la pelvis. Se
recomienda que el ejercicio de estiramiento desde una posición
sentada se realice manteniendo una ligera curvatura lordótica
en la región lumbar para evitar una curvatura exagerada
La falta de flexibilidad en el tronco o la parte posterior del
muslo influencia la carga y la tensión que se genera durante
el ejercicio. Si la espalda baja no es flexible, la reversión de la
curvatura lumbar está restringida en los movimientos de flexión
hacia el frente. Si los isquiotibiales no son flexibles, la rotación
de la pelvis está restringida, colocando tensión adicional sobre
los músculos y ligamentos de la espalda baja. De manera adi-
cional, la inhibición de la rotación de la pelvis hacia adelante
incr
ementa el estrés compresivo general sobre la columna (71).
ENTRENAMIENTO CENTRAL
El centro o base es el área entre el esternón y las rodillas, y
los ejercicios en esta área hacen énfasis en los abdominales, la
espalda baja y las caderas. Los músculos centrales transmiten
fuerzas entre las partes superior e inferior del cuerpo, y propor-
cionan estabilidad de la columna durante los levantamientos y las actividades de la vida diaria (86). El for
talecer los músculos
centrales puede actuar como medida preventiva para las lesiones de la espalda y la reincidencia de una lesión de este tipo. En la figura 7-22 se muestran ejercicios centrales que se enfocan de modo específico en la región lumbar del tronco. El crunch
abdominal tiene como blanco a los rectos abdominales; el puente lateral ejercita a los oblicuos, abdominales transversos y cuadrados lumbares, y el ejercicio de pájaro-perro tiene como blanco a los extensores de la cadera (54). Los ejercicios de fle-
xión lateral también estimulan la coactivación de los extensores y los flexor
es (46). El ahuecar y pegar la espalda baja contra
el piso, así como el ejercicio de gato-camello incrementan la actividad en los abdominales transversos y oblicuos externos (11). El puente frontal o gato-camello se realiza poniéndose en posición de 4 puntos sobre las manos y las rodillas.
Potencial de lesión del tronco
Se ha demostrado que el dolor de espalda afecta hasta a 17% de los trabajadores en Estados Unidos, con tasas de lesión más altas en ocupaciones como la carpintería, construcción, enfermería y odontología (36). Un 85% de la población del mundo occidental reporta dolor en la espalda baja en algún momento de sus vidas, con un pico de incidencia de lesiones durante los años laborales (13). El dolor de la espalda es un pro-
blema crónico para 1 a 5% de la población general, y recurre en 30 a 70% de aquellos con un pr
oblema inicial en la espalda baja
(71). El problema afecta por igual a ambos sexos. La lumbalgia es más común en el rango de edad de 25 a 60 años, con una incidencia más alta de lumbalgia a los 40 años de edad (71). El dolor de espalda es infrecuente en niños y atletas. Los esguinces de espalda representan sólo 2 a 3% de los esguinces totales en la población atlética (25), pero son bastante incapacitantes. El dolor de espalda es un problema particular en deportes que requieren altos niveles de flexión y rotación, como el golf, la gimnasia y el beisbol. La principal fuente de dolor en la espalda es distensión de músculos o tendones, y sólo de 1 a 5% de los casos de dolor de espalda se relaciona a una lesión en el disco intervertebral (14). Los ligamentos desgarrados no son una fuente común de dolor de espalda, y la mayoría de las lesiones en esta región es resultado de microtrauma a los músculos y tendones causado por actividades como levantar objetos con una mala posición, posturas estáticas prolongadas, estrés cró-
nico y estar sentado durante mucho tiempo (14).
El dolor de espalda puede ser causado por
compresión de
la médula espinal o las raíces nerviosas por protrusión o pro-
lapso de un disco intervertebral. Las protrusiones de disco se pr
esentan con más frecuencia en las uniones intervertebrales
de C5-C6, C6-C7, L4-L5, y L5-S1 (45). Las protrusiones de discos lumbares tienen una tasa significativamente más alta que en cualquier otra región del tronco. Como se muestra en la figura 7-23, la protrusión del disco puede comprimir el nervio que sale de la médula espinal, causando problemas en la espalda y la extremidad inferior.
Es común que se presente una lesión de disco en un
segmento de movimiento que se comprime mientras está

277. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 265
Abdominal con rodilla flexionada
Pájaro-perro
Puente frontal
Camello (en cuatro puntos)
Crunch de abdomen Puente supino
Puente lateral
Camello (de pie)
FIGURA 7-22 Ejercicios para la parte central del cuerpo que se enfocan en los abdominales y los extensores
del tronco y la cadera. Fortalecer estos músculos puede prevenir las lesiones en la espalda baja.

278. 266 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
de los cuerpos vertebrales (95). eventualmente, los desgarros
pueden llenarse con tejido conectivo y posteriormente con
hueso. Se forman osteofitos en la periferia de los cuerpos
vertebrales, y gradualmente se deposita hueso esponjoso en la
porción anterior del disco, donde la presión es grande.
Esta condición puede progresar hasta el punto de formar
una conexión ósea entre dos cuerpos vertebrales que conduce
a mayor necrosis del disco. La osteoartritis de las articulacio-
nes apofisarias también es producto de la degeneración de
los
discos, a medida que se coloca mayor estrés sobre estas
articulaciones. Un disco que ha sufrido ligera degeneración
también es más susceptible al prolapso (3).
Pueden presentarse fracturas de los varios componentes óseos
de las vértebras. Estas fracturas pueden ocurrir en las apófisis espi-
nosas, apófisis transversas, o las láminas, o pueden ser fracturas
por compr
esión del propio cuerpo de la vértebra. La espondiló-
lisis, mostrada en la figura 7-25, involucra una fractura por fatiga
flexionado ligeramente más que los límites nor
males de
movimiento (3). Además, se ha demostrado que una cantidad
significativa de torsión o rotación del tronco puede desgarrar
las fibras en el anillo fibroso del disco. La compresión pura
sobre la columna por lo regular lesiona a los cuerpos y placas
terminales vertebrales en lugar de al disco. De igual forma,
la flexión máxima del tronco sin compresión puede lesionar
a los ligamentos posteriores del arco en lugar de al disco (3).
En el caso de un prolapso de disco, el núcleo pulposo se
extruye hacia el anillo fibroso, ya sea lateral o verticalmente.
El prolapso vertical es más común que el prolapso posterior,
y el resultado es una protrusión anterolateral del anillo. Esto
hace que los cuerpos vertebrales se inclinen hacia adelante y
pivoteen sobre las articulaciones apofisarias, colocando estrés
sobre las carillas articulares (95). Un prolapso posterolateral
del disco hacia el canal medular genera dolor de espalda y sín-
tomas neurológicos por atrapamiento de las raíces nerviosas.
Los
nódulos de Schmorl son un padecimiento en el que un
prolapso vertical de parte del núcleo pulposo protruye hacia
una lesión en la placa terminal de la vértebra adyacente (40).
El disco se daña por una carga excesiva, fallo de las fibras
internas posteriores del anillo, y degeneración del disco (10).
La degeneración del disco a principios de la tercera edad
consiste en un proceso gradual durante el cual se desarrollan
fisuras y desgarros en el tejido del disco. La progresión de la
degeneración del disco se muestra en la figura 7-24. Aunque
los síntomas de degeneración del disco pueden no aparecer sino
hasta las etapas iniciales de la tercera edad, el proceso puede
comenzar mucho antes. Es común que la degeneración del
disco comience a medida que los músculos y ligamentos poste-
riores se relajan, comprimiendo la porción anterior y colocando
tensión sobr
e la porción posterior del disco. Los desgarros en
el disco usualmente son paralelos a las placas terminales a mitad
de camino entre la placa terminal y la parte media del disco
(95). A medida que estos desgarros se vuelven más grandes, es
posible que llegue a separarse la porción central del disco. Estas
fisuras y desgarros usualmente se presentan en las porciones
posterior y posterolateral del disco a lo largo del borde posterior
Posterior
Anterior
Apófisis espinosa
Apófisis transversa
Nervio espinal
Ganglio de la raíz dorsal
Protrusión del
núcleo pulposo
Médula espinal
FIGURA 7-23
 El disco puede lesionarse por flexión extrema
del tronco mientras está comprimido o bajo carga. Los movi-
mientos de rotación también pueden desgarrar al disco.
Cuando un disco se rompe, puede ocasionar compresión sobre
los nervios espinales.
Progresión
Degeneración del disco
Formación de osteofitos
Protrusión del disco
Pérdida de estatura
Aflojamiento de ligamentos
Saludable
FIGURA 7-24 La degeneración del disco estrecha el espacio
articular, causando acortamiento de los ligamentos, aumento de la presión sobre el disco, y estrés sobre las articulaciones apofisarias.
interarticular
(istmo)
B Espondilolistesis
Proceso articular
inferior
Proceso articular
superior
A Espondilólisis
FIGURA 7-25
 (A) A la fractura por fatiga de la pars interarticular
se le denomina espondilólisis. (B) Cuando la fractura ocurre en forma
bilateral, se desarrolla una espondilolistesis.

279. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 267
Las vértebras cervicales son susceptibles a lesionarse en
ciertas actividades que someten la zona a fuerzas repetitivas.
En los clavados, el salto de altura y otras actividades con téc-
nicas inusuales de aterrizaje, los individuos están sometidos
a fuerzas r
epetidas de extensión y flexión sobre las vértebras
cervicales que pueden ocasionar una lesión (10). La posición
de las vértebras cervicales es importante en muchas de estas
actividades que involucran contacto externo en la región.
La región torácica de la columna no se lesiona de forma tan
frecuente como las regiones cervical y torácica, tal vez debido a
su estabilización y movimiento limitado como resultado de la
interface con las costillas. La condición llamada enfermedad de
Scheuermann se observa comúnmente en la región torácica. Esta
enfermedad es un incremento en la cifosis de la región torácica
por acuñamiento de las vértebras. La causa de la enfermedad de
Scheuermann se desconoce, pero parece ser más prevalente en
individuos que manipulan objetos pesados. También es común
en los nadadores que compiten en el estilo de mariposa (10).
La región lumbar de la columna es la que más se lesiona,
principalmente debido a la magnitud de las cargas que
soporta. La lumbalgia puede originarse en cualquier número
de sitios en el área lumbar. Se piensa que en caso de dolor
de inicio súbito, los músculos son por lo común el problema,
irritados por algún movimiento rápido de torsión o estira-
miento. Si el dolor es de tipo crónico y de bajo grado, se
considera que el culpable es el sobr
euso (96).
El dolor miofascial, común en la espalda baja, involucra
vainas musculares y tendones que han sido sometidos a
tensión como resultado de trauma mecánico o un espasmo
reflejo en el músculo (98). La distensión muscular en la
región lumbar también está relacionada a las altas tensiones
creadas al levantar objetos desde una posición encorvada.
Los espasmos musculares producen, con el paso del
tiempo, un dolor sordo en la región lumbar. De igual forma,
el dolor sordo puede ser causado por posturas inadecuadas
que se mantienen durante periodos prolongados. Los múscu-
los se fatigan, los ligamentos se estresan, y el tejido conjun-
tivo puede inflamarse como resultado de una mala postura.
La ir
ritación de las articulaciones en la región lumbar se
presenta más a menudo en actividades que involucran encor-
vamiento frecuente, como la jardinería y la construcción. El
estr
és anormal sobre las articulaciones apofisarias también es
común en actividades como la gimnasia, el ballet y el patinaje
artístico (98). Tanto la espondilólisis como la espondiloliste-
sis ocurren con más frecuencia en la región lumbar que en
cualquier otra r
egión del tronco.
Los discos intervertebrales en la región lumbar tienen una
mayor incidencia de prolapso de disco que cualquier otro
segmento de la columna vertebral. Una protrusión de disco,
al igual que en cualquier otra zona del tronco, puede com-
primir a las raíces nerviosas que salen de la médula espinal,
cr
eando adormecimiento, parestesia, o dolor en los segmen-
tos corporales adyacentes. La ciática es un ejemplo de esta
condición. En ella, el ner
vio ciático está comprimido, lo que
provoca dolor sobre la cara lateral de la extremidad inferior.
La causa de la lumbalgia no está claramente definida
debido a los múltiples factores de riesgo asociados con el
padecimiento. Algunos de estos factores son trabajo repeti-
tivo, torsión e inclinación, jalar o empujar, tropezarse, resba-
larse o caer, y una postura de trabajo sentada o estática (71).
del arco neural posterior en la pars interarticular. Esta lesión es
muy común en depor
tes que requieren movimientos repetidos
de flexión, extensión y rotación, como la gimnasia, el levanta-
miento de pesas, el fútbol americano, la danza y la lucha (76).
Existe una incidencia de espondilólisis de 20.7% en atletas (41).
Un típico ejemplo de un atleta que puede fracturarse el ar
co
neural es el liniero de fútbol americano. El liniero se coloca en
una posición inicial en una postura en tres o cuatro puntos con
el tronco flexionado. Esto aplana la espalda baja, comprime y
estrecha la porción anterior del disco, y coloca estrés sobre el
arco transverso. Cuando el liniero embiste con extensión del
tronco y hace contacto con un rival, se crea una gran fuerza de
cizallamiento a través de la articulación apofisaria (76).
Otro ejemplo de una actividad que causa espondilólisis es el
salto con garrocha. El saltador extiende el tronco cuando planta
la garrocha y sigue con una rápida flexión del tronco (75). El
amplio rango de movimiento que se da con aceleración y des-
aceleración rápidas es responsable del desarrollo de fracturas por
estr
és. Esta condición está usualmente asociada con actividades
repetitivas, y rara vez con un evento traumático único (10).
Cuando se presenta espondilólisis de ambos lados, puede
desarrollarse una espondilolistesis (Fig. 7-25). Con un
defecto bilateral del arco neural, el segmento de movimiento
está inestable, y los elementos anteriores y posteriores se
separan. La vértebra de arriba se desliza en forma anterior
sobre la vértebra de abajo. Esta condición es más común en
las vértebras lumbares, en especial a nivel de L5-S1, donde las
fuerzas de cizallamiento son a menudo grandes. La condición
empeora con la flexión de la columna, lo que aumenta el ciza-
llamiento anterior sobre el segmento de movimiento (96).
Las r
egiones cervical, torácica y lumbar del tronco están
sujetas a lesiones específicas. En la región cervical de la
columna, son comunes las lesiones por flexión o extensión, o
las lesiones por latigazo. En la lesión por latigazo, la cabeza se
flexiona rápidamente, tensionando los ligamentos posteriores
o incluso dislocando las articulaciones apofisarias posteriores
si la fuerza es lo suficientemente grande (82). La rápida ace-
leración y desaceleración de la cabeza causa tanto esguince
como distensión muscular
es en la región cervical. Durante
un impacto por detrás, el cuerpo es lanzado hacia adelante y
la cabeza es forzada hacia la hiperextensión. Esto es seguido
de una rápida sacudida de la cabeza hacia adelante en flexión.
Este latigazo puede fracturar los cuerpos vertebrales por la
acción de acuñamiento del movimiento de flexión, que com-
prime a los cuerpos uno sobre otro. La séptima vértebra cer-
vical es un sitio probable de fractura en una lesión por flexión.
Las lesiones por flexión y compr
esión también son comunes
en las vértebras cervicales, y se observan en deportes como el
fútbol americano y los clavados. La columna cervical se rectifica
con la flexión, creando una estructura similar a una columna que
carece de flexibilidad cuando se hace contacto. Los discos, los
cuerpos vertebrales, los procesos articulares y los ligamentos resis-
ten esta carga, y cuando se sobrepasa su capacidad, puede resultar
una dislocación ver
tebral con atrapamiento de la médula espinal.
Las lesiones en las vértebras cervicales como resultado de
extensión forzada, incluyen la rotura del ligamento longitu-
dinal anterior y una reparación real de las fibras del anillo del
disco de la vér
tebra. La hiperextensión forzada de la columna
puede ser parte de una lesión por latigazo, afectando usual-
mente a la sexta vértebra cervical (85).

280. 268 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
cuando los extensores se contraen para prevenir una alteración
postural cuando se coloca inesperadamente un peso en las
manos (49). Esto puede conducir a una combinación de gran-
des fuerzas de compresión e inclinación sobre las vértebras.
La fuerza muscular y flexibilidad también se consideran

factores predisponentes para el dolor en la espalda baja. Los
isquiotibiales tensos y la falta de flexibilidad en la banda iliotibial
han sido asociados con la lumbalgia (71). También los abdomi-
nales débiles han sido relacionados con este padecimiento. Si los
abdominales
son débiles, hay falta de control sobre la pelvis, y
prevalecerá la hiperlordosis. La posición hiperlordótica coloca
estrés indebido sobre las articulaciones apofisarias posteriores y
el disco intervertebral. Esta es una consideración importante en
actividades como los abdominales.
También se ha observado que la actividad de los múscu-
los erectores de la columna se relaciona a la incidencia de
lumbalgia.
Los individuos con lumbalgia también tienen un
incremento en la actividad eléctrica y la fatiga en el grupo
muscular de los erectores de la columna (71). Aun cuando
hay relaciones inversas entre la fuerza y la flexibilidad y el
dolor en la espalda baja, la fuerza y flexibilidad de un indi-
viduo pueden no predecir si esa persona tendrá lumbalgia.
Sin embar
go, la fuerza, flexibilidad y la condición física son
predictivas de la recurrencia de la lumbalgia (71).
Efectos del envejecimiento
sobre el tronco
Los efectos del envejecimiento sobre la columna pueden predis-
poner a una persona a una lesión o a una condición dolorosa.
Durante el pr
oceso de envejecimiento, la flexibilidad de la
columna disminuye tanto como una décima parte de la de un
Una lesión en la espalda baja puede ser resultado de un levan-
tamiento no coordinado o anormal o por cargas repetitivas
con el paso del tiempo.
La lumbalgia asociada con las posturas de pie se r
elaciona
a posiciones que mantienen hiperextensión de las rodillas,
hiperlordosis de las vértebras lumbares, hombros encorvados,
o hiperlordosis de las vértebras cervicales. En la postura sen-
tada, es mejor evitar cruzar las piernas a nivel de las rodillas
debido a que esta posición genera estr
és en la espalda baja.
De igual forma, deben evitarse las posiciones que mantienen
las piernas en una posición extendida con las caderas flexiona-
das ya que acentúan la lordosis de la espalda baja.
Las lesiones en la espalda baja como r
esultado de levantar
objetos son principalmente una consecuencia del peso de la
carga y la distancia de la misma con respecto al cuerpo. La
postura correcta para levantar, como ya se mencionó en este
capítulo, es con la espalda erguida, las rodillas flexionadas,
con el peso a levantar cerca del cuerpo, y movimiento a través
de un solo plano (Fig. 7-26). Esta técnica de levantamiento
minimiza la carga impuesta sobre la espalda baja. Una postura
encorvada al levantar reduce la actividad de los extensores
del tronco, y el movimiento hacia adelante es resistido por
estructuras pasivas como los discos, ligamentos y la fascia.
El levantar con una postura flexionada puede colocar tanto
como 16 a 31% del momento extensor sobre las estructuras
pasivas (27), colocándolas en riesgo de lesión.
Un esfuerzo máximo súbito en respuesta a una carga
inesperada se relaciona a una alta incidencia de lesión en la
espalda baja (49). Los extensores de la espalda son músculos
posturales lentos que pueden no generar fuerza lo suficiente-
mente rápido para prevenir una inclinación o torsión excesiva
de la columna con la aplicación súbita de una car
ga. La carga
inesperada también puede incrementar la fuerza compresiva
C Levantamiento con
la espalda
B Levantamiento con
las piernas
A Correcta
FIGURA 7-26 Se pueden reducir las lesiones en la espalda baja si se utilizan las técnicas de levantamiento
correctas. La consideración más importante no es si la persona utiliza las piernas, sino dónde está el peso con
respecto al cuerpo. En la técnica apropiada de levantamiento el peso se coloca cerca del cuerpo, con la cabeza
erguida y la espalda arqueada (A). La técnica de levantamiento con las piernas (B) no es mejor que la de levanta-
miento con la espalda (C) si el peso está alejado del cuerpo. Tanto (B) como (C) deben evitarse.

281. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 269
los músculos longísimo y multífido. Esta actividad puede
comenzar justo antes del contacto, usualmente como una
contracción ipsilateral para controlar la inclinación lateral del
tronco. Es seguida de contracción de los músculos erectores
de la columna contralaterales, de modo que ambos lados se
contraen (90).
Hay una segunda explosión de actividad en estos mús-
culos en la mitad del ciclo, que se da cuando la otra pierna
hace contacto con el suelo. Aquí, tanto el longísimo como el

multífido están de nuevo activos. En la primera explosión de
actividad, los músculos ipsilaterales están más activos, pero
en esta segunda explosión, los músculos contralaterales están
más activos (90). La actividad de los músculos erectores de la
columna coincide con la actividad extensora en las articula-
ciones de la cadera, rodilla y tobillo.
Los músculos lumbar
es actúan para restringir la locomo-
ción al controlar la flexión lateral y la flexión del tronco hacia
adelante (90). Los músculos cer
vicales actúan para mantener la
cabeza en una posición erguida sobre el tronco, y no están tan
activos como los músculos en otras regiones de la columna.
En la figura 7-27 se muestra una revisión más detallada
de la actividad muscular tomando como ejemplo el saque
con efecto en el tenis. Hay una actividad considerable en los
abdominales y los erectores de la columna en el saque. La
mayor actividad muscular se da en las fases de impulso des-
cendente y de aceleración (21). También hay una coactiva-
ción considerable del erector de la columna y los abdominales
para estabilizar al tr
onco cuando se arquea hacia atrás en el
impulso descendente y la aceleración subsecuente. Tanto los
músculos oblicuos interno como externo son los más activos
del tronco. Dado que tanto los erectores de la columna como
los abdominales son responsables de la flexión lateral y rota-
ción, hay una activación unilateral de músculos para iniciar
la flexión lateral izquier
da del tronco y la rotación hacia la
derecha y hacia la izquierda.
Fuerzas que actúan sobre
las articulaciones en el tronco
Las cargas aplicadas sobre la columna vertebral son produci-
das por el peso corporal, la fuerza muscular que actúa sobre
cada segmento de movimiento, las fuerzas pr
eestrés causadas
por fuerzas en el disco y los ligamentos, y las cargas externas
que se manejan o aplican (48). La columna no puede soportar
más de 20 N sin contracción muscular (4, 64). La columna
lumbar carente de músculos puede soportar una fuerza algo
mayor (> 100 N) antes de doblarse (64).
La tensión muscular es dependiente de la posición de
los segmentos corporales superiores y de cualquier carga
externa que se esté levantando. Cualquier ajuste postural
que acerque la carga o los segmentos corporales a la espalda
disminuirá la cantidad de tensión muscular requerida para
mantener el sistema en balance. En la figura 7-28, el peso
del cuerpo y la carga tienden a rotar el tronco a favor de las
manecillas del reloj. Los músculos erectores en la espalda
baja deben contraerse para prevenir esta rotación. Reducir
la tensión muscular disminuirá la fuerza compresiva sobre la
espalda baja.
individuo más joven (61). También hay una pérdida correspon-
diente de fuerza en los músculos del tronco, en aproximación 1% al año (71). Entr
e las edades de 30 y 80 años, la fuerza en
el cartílago, el hueso y los ligamentos se reduce en aproximada-
mente 30, 20, y 18%, respectivamente (71).
La for
ma y la longitud de la columna también cambian con
la edad. En el disco envejecido hay una región de líquido más pequeña, lo que coloca mayor estrés sobre el anillo fibroso (26). Los discos también pierden altura y crean una columna más corta, aunque se ha reportado que la altura ventral del disco es constante tanto en hombres como en mujeres en el rango de edad de 16 a 57 años (32). También hay un incremento en la inclinación lateral del tronco, uno en la sifosis torácica, y una disminución en la lordosis lumbar (58). De manera específica en la región lumbar, hay pérdida de la movilidad en el segmento de L5-S1 con un incremento acompañante en la movilidad de los otros segmentos (40). No está claro si estos cambios relacionados a la edad son un proceso normal del envejecimiento o están aso-
ciados con un abuso del tronco, falta de uso del tronco, o están vinculados a enfer
medad. Está claro que es benéfico mantener la
fuerza y flexibilidad en el tronco ya entrada la tercera edad.
Contribución de la musculatura
del tronco a las habilidades
y movimientos en el deporte
La contribución de los músculos de la espalda en el levan-
tamiento de objetos ya ha sido comentada previamente. De
igual for
ma, ya se ha evaluado la contribución de los abdo-
minales a los ejercicios para dicha región, como el crunch de
abdomen. Los músculos del tr
onco también contribuyen a
actividades como el caminar y correr.
Al hacer contacto con el piso, el tronco se flexiona hacia el
lado de la extremidad que hace contacto con el suelo. También
se mueve hacia atrás, y ambos movimientos son máximos al
final de la fase de apoyo doble. Después de moverse hacia un
apoyo sencillo, el tronco se mueve hacia adelante al tiempo
que mantiene flexión lateral hacia la pierna de apoyo (91). A
medida que la velocidad de la marcha aumenta, hay un incre-
mento correspondiente en el rango de movimiento lumbar
acompañado de mayor
es niveles de activación muscular (16).
Al correr, los movimientos en la fase de apoyo son prácti-
camente los mismos, con flexión del tronco y flexión lateral
hacia el lado de apoyo. Una difer
encia es que mientras que
al caminar hay extensión del tronco al hacer contacto con el
suelo, al correr el tronco se flexiona al hacer contacto con el
suelo sólo a altas velocidades (90). A velocidades más bajas,
el tronco se extiende al contacto con el suelo. En un ciclo
completo tanto al correr como al caminar, el tronco se mueve
hacia adelante y hacia atrás dos veces por ciclo.
Otra diferencia entre caminar y correr es la cantidad y
duración de la flexión lateral en la fase de apoyo. Al correr, la
cantidad de flexión lateral es mayor, pero la flexión lateral se
mantiene durante más tiempo en la posición máxima al caminar
que al correr (91). Hay una oscilación completa de flexión late-
ral de un lado al otro por cada ciclo al caminar o correr.
Al
tiempo que se hace contacto con el suelo tanto al
correr como al caminar, hay una explosión de actividad en

282. 270 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Los discos, las articulaciones apofisarias y los ligamentos
intervertebrales son las estructuras que soportan peso. Las fuer-
zas compresivas se aplican en forma perpendicular al disco; por
tanto, la línea de acción varía de acuer
do a la orientación del
disco. Por ejemplo, en las vértebras lumbares, la fuerza compre-
siva es vertical al estar de pie erguido sólo al nivel de L3-L4 (26).
Las fuerzas de compr
esión son resistidas principalmente por el
disco, a menos que exista estrechamiento del mismo, donde
las articulaciones apofisarias también ofrecen resistencia (26).
Para los movimientos de flexión, 70% del momento es resistido
por los ligamentos intervertebrales y 30% por los discos, y en
extensión dos terceras partes del momento son resistidas por las
articulaciones apofisarias y el arco neural, y una tercera parte por
los discos (26). Los momentos de inclinación lateral son resis-
tidos por los discos, y la rotación es resistida por los discos y el
contacto óseo en las ar
ticulaciones apofisarias (26).
Las vértebras lumbares manejan la carga más grande,
principalmente debido a su posicionamiento, la posición del
centro de masa en relación a la región lumbar, y a que hay
un mayor peso corporal actuando sobre la región lumbar que
sobre otras regiones de la columna. De la carga de compre-
sión soportada por las vértebras lumbares, 18% es resultado
del peso de la cabeza y el tr
onco (57). La otra fuente de
compresión importante es la actividad muscular. Las fuerzas
musculares protegen a la columna de una inclinación y tor-
sión excesivas, pero someten a la columna a grandes fuerzas
compr
esivas. Las fuerzas compresivas aumentan entre más
flexión lumbar haya, y es muy común observar aumentos
considerables en la flexión lumbar con acciones como cruzar
las piernas (35 a 53%), acuclillarse sobre los talones (70 a
75%), levantar peso desde el suelo (70 a 100%), y los movi-
mientos de embestida rápidos (100 a 110%) (26).
La car
ga axial sobre las vértebras lumbares al estar de pie
es de 700 N. Ésta puede incrementarse rápidamente a valores
superiores a los 3 000 N cuando se está levantando una carga
pesada desde el suelo, y puede reducirse en casi la mitad en
Inicio Impulso
ascendente:
Comienzo del
movimiento donde
la raqueta se mueve
desde abajo y
alcanza la posición
más alta
Impulso
descendente:
La raqueta alcanza
la posición más
baja detrás de
la espalda
Aceleración:
La raqueta hace
contacto con la
pelota de tenis
Seguimiento
temprano:
El jugador
aterriza sobre
el piso
Seguimiento
tardío: la raqueta
cruza hacia el
otro lado del
cuerpo
FIGURA 7-27 Los músculos del tronco involucrados en el saque de tenis con “topspin”, mostrando el
nivel de actividad muscular (baja, moderada y alta) y el tipo de acción muscular (concéntrica [CON] y excén-
trica [EXC]) con el propósito asociado. (continúa)

283. 271

Impulso ascendente: Comienzo




del movimiento donde la


Impulso descendente:




raqueta se mueve desde abajo


La raqueta alcanza la posición


Aceleración: La raqueta hace


Seguimiento temprano:


Seguimiento tardío: la raqueta


y alcanza la posición más alta

más baja detrás de la espalda

contacto con la pelota de tenis

El jugador aterriza sobre el piso

cruza hacia el otro lado del cuerpo
Músculo

Nivel

Acción

Propósito

Nivel
Acción
Propósito

Nivel

Acción

Propósito

Nivel
Action
Propósito

Nivel
Acción
Propósito
Erector de

Baja

CON

Extensión

Baja-

CON

Rotación hacia


Mod

Iso

Estabilizar

Mod

EXC

Contr
ol de
Mod-

EXC

Control de la

la columna
der
echa
la derecha

el tr
onco
la flexión

der
echa
rotación del tronco

Mod-
CON
Extensión

del
tronco
Mod-

EXC

Control de la


i
zquierda

izquier
da
flexión lateral

CON

Flexión lateral




izquierda

Oblicuo

Baja

CON

R
otación hacia
Baja

CON

Rotación hacia


Mod

CON

Flexión

Baja

Iso

Estabilizar

Baja

EXC

Control de la

interno
la der
echa
-der
echa
la derecha

del tr
onco
el tr
onco
rotación del tronco

Mod –

CON

Extensión


izquier
da
lateral izquierda


Oblicuo

Baja

CON

R
otación hacia
Alta

CON

Rotación hacia


Alta

CON

Flexión

Mod

Iso

Estabilizar

Mod

EXC

Control de la

externo
la der
echa
la derecha

del tr
onco
el tr
onco
rotación del tronco

CON

Flexión


lateral izquierda

EXC

Control de la


extensión del tronco
Recto

Baja

ECC

Contr
ol de
Mod

EXC

Control de la


Mod

CON

Flexión

Baja

CON

Flexión

Baja

EXC

Control de la

abdominal
la
extensión
extensión del tronco

del tr
onco
del tr
onco
rotación del tronco

del tr
onco
EXC

Inicio de la


flexión del


tronco
FIGURA 7-27
 
(continuación )
Fuente: Chow, J. W. (2003). Lower trunk muscle activity during the tennis serve. Journal of Science and Medicine in Sport, 6:512-518

284. 272 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
posición supina (300 N) (15). Por fortuna, la columna lum-
bar puede resistir aproximadamente 9 800 N de carga vertical
antes de fracturarse (61).
La car
ga sobre las vértebras lumbares está más afectada
por la distancia de la carga con respecto al cuerpo que por la
propia postura al levantar el objeto (61). Por ejemplo, la mag-
nitud de la fuerza compresiva que actúa sobre las vértebras
lumbar
es en una media sentadilla es de seis a diez veces el peso
corporal (18). Si el peso se lleva más lejos como resultado de la
flexión, las cargas compresivas se incrementan, aun con ajustes
posturales como aplanamiento de la curvatura lumbar (29).
Las cargas que actúan sobre las vértebras lumbares pueden
ser de hasta 2 a 2.5 veces el peso corporal en una activi-
dad como el caminar (17). Estas cargas son máximas en el
momento del despegue de los dedos de los pies y aumentan

con el incremento en la velocidad de la marcha. Las cargas
sobre las vértebras en una actividad como el caminar son
resultado de actividad muscular en los extensores y la can-
tidad de inclinación del tronco del caminante (48). Esto se
compara con car
gas de más de cuatro veces el peso corporal al
remar, que son máximas en la fase de impulso como resultado
de la contracción muscular y la posición del tronco (59).
La dirección de la fuerza o la carga que actúa sobre las
vértebras está influenciada por la posición. En una postura de
pie, con el sacro inclinado a 30° con respecto a la vertical, hay
una fuerza de cizallamiento actuando a través de la articula-
ción lumbosacra que es aproximadamente 50% del peso cor-
poral por encima de la articulación (Fig. 7-29). Si el ángulo
sacr
o aumenta a 40°, la fuerza de cizallamiento se incrementa
a 65% del peso corporal, y con una inclinación sacra de 50°,
la fuerza que actúa a través de la articulación es de 75% del
peso corporal por encima de la articulación (77).
Las cargas lumbosacras también son altas en ejercicios como
la sentadilla, en la que se generan fuerzas máximas durante la fase
de ascenso. Estas cargas son máximas que las cargas registradas ya
sea en la rodilla o en la cadera durante la misma actividad (65).
Las vértebras lumbares sufren carga aun en una posición
supina relajada de reposo. Las cargas están significativamente
reducidas debido a la falta de la fuerza ejercida por el peso
corporal, pero aún están presentes como resultado de fuerzas
musculares y ligamentosas. De hecho, la posición acostada con
las piernas extendidas ejerce carga sobre las vértebras lumbares
debido al tirón del músculo psoas. Flexionar el muslo colo-
cando una almohada bajo las rodillas puede reducir esta carga.
Las car
gas ejercidas sobre las vértebras son soportadas por
los varios elementos estructurales del segmento. Las carillas
articulares soportan grandes cargas en las vértebras lumbares
durante la extensión, torsión e inclinación lateral, pero no
soportan carga durante la flexión (79). Se ha observado que
las cargas sobre las carillas en extensión han sido tan altas
como 30 a 50% de la carga total sobre la columna, y en las
articulaciones artríticas el porcentaje puede ser aún mayor
(38). Los ligamentos posteriores y anteriores soportan cargas
en flexión y extensión, de manera respectiva, pero soportan
poca carga en la inclinación lateral y la torsión. Los discos
intervertebrales absorben y distribuyen una gran proporción
de la carga ejercida sobre las vértebras. La presión intradiscal
es de 1.3 a 1.5 veces la carga de compresión aplicada por uni-
dad de área de disco (61, 80), y la presión se incrementa en
F
F
W
M
Peso del tronco 
y el objeto
Músculos 
del tronco
d
2
d
2
d
1
FIGURA 7-28 El peso del tronco y el peso en las manos tien-
den a rotar el tronco a favor de las manecillas del reloj mientras
los músculos de la espalda intentan rotar al tronco en la dirección
opuesta. Un balance entre estos torques asegura que el tronco
esté en una postura estática. El mover el peso más lejos de la
espalda incrementará la tendencia a favor de las manecillas del
reloj y requerirá mayores contracciones musculares para mantener
la postura. La fuerza compresiva total en la espalda baja es la suma
del peso del tronco, el peso en las manos, y la fuerza muscular.
A. De pie B. Flexión
FIGURA 7-29 (A) La fuerza de cizallamiento en la articulación
lumbosacra en la posición de pie es aproximadamente 50% del peso corporal. (B) Si uno se flexiona hasta incrementar el ángulo
sacro a 50°, la fuerza de cizallamiento puede incrementarse tanto como hasta 75% del peso corporal por encima de la articulación.

285. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 273
sión intradiscal en 100% o más en extensión completa (1). La
inclinación lateral produce presiones más altas en compara-
ción con la flexión, e incluso más presión si se añade rotación
hacia el lado de la inclinación que causa un doblamiento

asimétrico y compresión (8).
Los discos intervertebrales han demostrado soportar
cargas compresivas en el rango de 2 500 a 7 650 N (69).
En individuo de mayor edad, el rango es mucho menor, y en
individuos menor
es de 40 años, es mucho mayor (69).
Los elementos posteriores del segmento de columna
ayudan con el soporte de peso. Cuando la columna está
bajo compresión, la carga es soportada parcialmente por
los pedículos y la
pars interarticular, y en cierta forma sobre
las articulaciones apofisarias. Cuando se aplican cargas de
compresión y doblamiento a la columna, 25% de la carga es
soportada por las articulaciones apofisarias. Só
lo 16% de las
cargas ejercidas por fuerzas de compresión y cizallamiento
forma lineal con cargas de hasta 2 000 N (60). La carga sobre
la tercera vértebra lumbar al estar de pie es aproximadamente
60% del peso corporal total (62).
Las presiones en la posición sentada son 40% mayores
que al estar de pie, pero las presiones interdiscales al estar
de pie pueden reducirse colocando un pie frente al otro y
elevándolo (85). Mientras que al estar de pie la curvatura
natural de la columna lumbar está aumentada, la curvatura se
reduce al estar sentado. El incremento en la curvatura reduce
la presión sobre el núcleo pulposo mientras que al mismo
tiempo incrementa la carga sobre las articulaciones apofisarias
e incrementa la compresión sobre las fibras posteriores del
anillo fibroso (1). Las presiones dentro del disco son grandes
con los movimientos de flexión y flexión lateral del tronco, y
pequeñas con los movimientos de extensión y rotación (63).
Los incrementos en la presión pueden atribuirse a la tensión
generada en los ligamentos, la cual puede aumentar la pre-
A
CD
E
F
B
FIGURA 7-30
 Las posturas o movimientos representativos se muestran en orden de carga calculada sobre las vértebras lumbares
utilizando un transductor de presión en miniatura. La postura de pie generó la menor cantidad de carga (686 N) (A), seguida de la
elevación doble de piernas (1 176 N) (B), la hiperextensión de la espalda (1 470 N) (C), los abdominales con las rodillas rectas (1 715
N) (D), los abdominales con las rodillas dobladas (1 764 N) (E), y el inclinarse hacia adelante con peso en las manos (1 813 N) (F).
(Adaptada con autorización de Nachemson, A. [1976]. Lumbar intradiscal pressure. En M. Jayson (ed.). The Lumbar Spine and Back
Pain. Kent: Pitman Medical Publishing Company Ltd, 407-433.)

286. 274 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
transversos y espinosos, y ligamentos. Esta porción del seg-
mento de movimiento debe ajustarse a grandes fuerzas de
tensión.
El rango de movimiento en cada segmento de movi-
miento es de sólo unos cuantos grados, pero en combinación,
el tr
onco es capaz de moverse a través de un rango de
movimiento considerable. La flexión ocurre libremente en
la región lumbar a través de 50 a 60°, y el rango total de
movimiento de flexión es de 110 a 140°. El rango de flexión
lateral es en aproximación de 75 a 85°, principalmente en
las regiones cervical y lumbar, con cierta contribución de la
región torácica. La rotación se da a través de 90°, y es libre
en la región cervical. La rotación tiene lugar en combinación
con flexión lateral en las regiones torácica y lumbar.
La mayoría de los movimientos de la columna lumbar
están acompañados por movimientos pélvicos, lo que se
denomina ritmo lumbopélvico. En la flexión del tronco, la
pelvis se inclina en forma anterior y se mueve hacia atrás. En
la extensión del tronco, la pelvis se mueve en forma posterior
y se desplaza hacia adelante. La pelvis se mueve junto con el
tronco en rotación y flexión lateral.
El movimiento de extensión del tronco es producido
por los erectores de la columna y los músculos posteriores
profundos que corren en pares a lo largo de la columna ver-
tebral. Los extensores también son muy activos, controlando
la flexión del tr
onco a través de los primeros 50 a 60° de una
acción de descenso con la gravedad. Los abdominales produ-
cen flexión del tronco contra la gravedad o contra resistencia.
T
ambién producen rotación y flexión lateral del tronco con
ayuda de los extensores.
Los músculos del tronco pueden generar la mayor can-
tidad de fuerza en el movimiento de extensión, pero el
momento extensor total es sólo ligeramente mayor que el

momento flexor. La fuerza de salida también está influen-
ciada por la posición del tronco. Al levantar, la contribución
extensora disminuye entr
e más lejos esté el objeto del cuerpo
horizontalmente. La contribución de los varios segmentos y
músculos también está influenciada por el ángulo de tiro y la
anchura del objeto que se está levantando.
La postura y la estabilización de la columna son consi-
deraciones importantes para mantener una espalda saluda-
ble. La columna es estabilizada por tres sistemas: pasivo,
musculoesquelético activo y de r
etroalimentación neural.
El abdominal transverso, erector de la columna y el oblicuo
interno desempeñan papeles importantes en la estabiliza-
ción de la columna. Tanto las posturas de pie como sentada
r
equieren cierto soporte de los músculos del tronco. En el
sitio de trabajo, la postura se vuelve un factor importante, en
particular si se mantienen posiciones estáticas por periodos
prolongados. Se aconseja realizar descansos cortos duran
­-
te la jornada laboral para minimizar la tensión acumulativa en las posturas estáticas. Las posturas que deben evitarse incluyen una postura de pie desgarbada, el estar sentado durante periodos pr
olongados, el sentarse sin soporte, y las
posiciones de flexión continua.
Las desviaciones posturales son comunes en la población
general. Algunas de las desviaciones posturales más comunes en el tronco son la lordosis excesiva, la sifosis excesiva, y la escoliosis. La más grave de éstas es la escoliosis.
es soportado por las articulaciones apofisarias (57). Cualquier
extensión de la columna está acompañada de un incremento
en el estrés compresivo sobre los pedículos, un aumento en
el estrés tanto compresivo como ténsil sobre la pars articular,
y un incremento en la fuerza compresiva que actúa sobre las
articulaciones apofisarias (42).
En la flexión completa del tronco, las cargas son mantenidas
y absorbidas por los ligamentos capsulares apofisarios, el disco
intervertebral, los ligamentos supraespinoso e interespinoso, y
el ligamento amarillo, en ese orden (3). Los músculos erectores
de la columna también ofrecen algo de resistencia pasiva.
En la compresión, la mayor parte de la carga es soportada
por el disco y el cuerpo vertebral. El cuerpo vertebral es sus-
ceptible a lesionarse antes que el disco, y fallará con cargas
compr
esivas de sólo 3
700 N en adultos mayores y de 13 000
en adultos jóvenes y sanos (47). En la rotación, durante la cual se aplican fuerzas torsionales, las articulaciones apofisarias son más susceptibles a lesionarse. Durante un movimiento de doblamiento hacia adelante, el disco y las articulaciones apo-
fisarias están en riesgo de lesionarse debido a las fuerzas com-
presivas sobre la parte anterior del segmento de movimiento y las fuerzas de tensión sobr
e los elementos posteriores.
Las cargas en la región cervical son menores que en la
región torácica o lumbar, y varían con la posición de la cabeza, volviéndose significativas en las posiciones extremas de flexión y extensión (82). Se han calculado las cargas sobre el disco lumbar utilizando un transductor de presión en miniatura (61). En la figura 7-30 se presentan las cargas aproximadas para varias posturas y ejercicios, aunque los investigadores recomiendan precaución en la interpretación de valores absolutos y dirigen más atención a los valores rela-
tivos (61). Estudios han demostrado que la carga compresiva en la espalda baja puede ser mayor a los 3 000 N en ejer
cicios
como los abdominales, y un abdominal con los pies fijos puede resultar en cargas similares ya sea que se utilice una técnica con las rodillas dobladas o extendidas (52).
Resumen
La columna vertebral proporciona tanto flexibilidad como estabilidad al cuerpo. Las cuatro curvaturas: cervical, torá-
cica, lumbar y sacra, forman una varilla elástica modificada. Las cur
vaturas cervical, torácica y lumbar son móviles, y la
curvatura sacra es rígida.
El movimiento de la columna vertebral entera es creado
por pequeños movimientos en cada segmento de movi-
miento. Cada segmento de movimiento consiste en dos vér
tebras adyacentes y el disco que las separa. La porción
anterior del segmento de movimiento incluye al cuerpo ver-
tebral, el disco intervertebral, y ligamentos. El movimiento se per
mite a medida que el disco se comprime. Dentro del
propio disco, la masa similar a gel en el centro, el núcleo pulposo, absorbe la compresión y crea fuerza de tensión en el anillo fibroso, las capas concéntricas de tejido fibroso que rodean al núcleo pulposo.
La porción posterior del segmento de movimiento incluye
a los arcos neurales, articulaciones intervertebrales, apófisis

287. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 275
El acondicionamiento de los músculos del tronco siempre
debe incluir ejercicios para la espalda baja. Adicionalmente,
se deben evaluar los ejercicios para el tronco en cuanto a su
seguridad y efectividad. Por ejemplo, se pueden fortalecer los
flexores del tronco utilizando varios ejercicios para la flexión
del tronco y la cadera. Los extensores pueden ejercitarse a tra-
vés del uso de varios tipos de levantamiento. Para fortalecer
los extensor
es comúnmente se utilizan tanto el levantamiento
con las piernas como con la espalda. El levantamiento con la
espalda coloca mayor estrés sobre las vértebras y produce más
presión sobre los discos que el que se realiza con las piernas.
Los músculos del tronco pueden estirarse ya sea de pie o
en posición acostada, pero se recomienda que el estiramiento
esté dentro de un rango funcional. La posición acostada
ofrece más soporte para el tronco. Deben evitarse los ejer-
cicios de tocarse las puntas de los pies para la flexibilidad
debido a la tensión que generan sobr
e los elementos poste-
riores de la columna vertebral.
La incidencia de lesión al tr
onco es alta, y se predice que
85% de la población padecerá dolor de espalda en algún
momento de sus vidas. El dolor de espalda puede ser oca-
sionado por protrusión o prolapso de los discos sobre un
ner
vio, pero es más probable que esté asociado con distensión
o esguince de los tejidos blandos. La degeneración del disco
ocurre con la edad, y puede eventualmente conducir a la
reducción del espacio articular y a compresión nerviosa. La
columna vertebral también puede sufrir fracturas en el cuerpo
vertebral como resultado de cargas compresivas, o en el arco
neural posterior asociadas con hiperlordosis (espondilólisis).
Cuando el defecto se presenta en ambos lados del arco neural,
se desarrolla una espondilolistesis: las vértebras se deslizan en
forma anterior una sobre otra. Algunas lesiones son específicas
de regiones del tronco, como el latigazo en la región cervical
y la enfermedad de Scheuermann en las vértebras torácicas.
Los cambios en la columna asociados con la edad incluyen
disminución de la flexibilidad, pérdida de fuerza, pérdida de
altura en la columna, y un incremento en la inclinación lateral
y la sifosis torácica. No está claro si estos cambios son una con-
secuencia normal del envejecimiento o están relacionados a la
falta de uso, uso inadecuado o a una enfer
medad específica.
La contribución de los músculos del tronco a las habi-
lidades y movimientos en el deporte es importante para
el
balance y la estabilidad. Los músculos del tronco están
activos tanto al caminar como al correr, a medida que el
tronco se flexiona lateralmente, se flexiona y extiende, y rota.
También hay una actividad considerable en la región cervical
del tronco mientras la cabeza y la parte superior del cuerpo
se mantienen en una posición erguida. En un saque de tenis,
ocurre una contracción unilateral del abdominal y erector de
la columna para iniciar las acciones de flexión lateral y rota-
ción en el saque. Los oblicuos son los músculos más activos
del tr
onco en el saque de tenis.
Las cargas sobre las vértebras son considerables al levantar
objetos y en diferentes posturas. Las cargas sobre las vérte-
bras lumbares pueden estar en un rango de dos hasta diez
veces el peso corporal en actividades como caminar y levan-
tar pesas. Las cargas sobre los discos intervertebrales están
influenciadas por un cambio en la postura. Por ejemplo, las
pr
esiones sobre el disco son 40% mayores al estar sentado
que al estar de pie.
PREGUNTAS DE REPASO
Verdadero o falso
1. ____ El abdominal transverso no causa flexión, extensión o
rotación del tronco.
2. ____ La altura del disco intervertebral es mínima al final del día.
3. ____ Hay poca flexión/extensión en la región torácica.
4. ____ Hay tres curvaturas prominentes en la columna.
5. ____ La extensión del tronco es acompañada por inclina- ción posterior de la pelvis.
6. ____ Las fuerzas compresivas son perpendiculares al disco vertebral, aun cuando la persona yace en posición supina.
7. ____ El recto abdominal está muy activo en un crunch de abdomen.
8. ____ La fuerza de flexión del tronco es dos veces mayor a la fuerza de extensión.
9. ____ El tamaño del disco vertebral es indicativo del peso que soporta.
10. ____ El estar sentado resulta en presiones más bajas en el disco intervertebral en comparación con estar de pie.
11. ____ Cruzar las piernas a nivel de las rodillas mientras se está sentado aumenta el estrés sobre la espalda baja.
12. ____ La mayoría de las lesiones en la espalda baja se pre- sentan en los ligamentos.
13. ____ En la flexión completa del tronco, la mayor parte de la carga es soportada por los ligamentos y el disco.
14. ____ Al caminar y correr, el tronco se flexiona lateralmente hacia la extremidad que se balancea.
15. ____ Excepto por el anillo fibroso, el disco es vascular y está inervado por varios nervios.
16. ____ La curvatura torácica comienza a desarrollarse a medida que el lactante comienza a levantar la cabeza.
17. ____ Una silla bien diseñada puede reducir la presión sobre la región lumbar al estar sentado a niveles más bajos que la generada en una posición de pie.
18. ____ El entrenamiento de resistencia para los músculos de la espalda es mejor que el entrenamiento de fuerza o de poder para prevenir las lesiones en el trabajo.
19. ____ La mayoría de los músculos de la espalda están formados predominantemente por fibras musculares lentas tipo I.
20. ____ A la curvatura posterior exagerada en la región lumbar se le denomina lordosis o hiperlordosis.
21. ____ Ni el axis ni el atlas tienen un cuerpo vertebral.
22. ____ Los músculos erectores de la columna responden primero cuando se aplica una carga sobre la columna.
23. ____ En la extensión del tronco, el disco se mueve en forma posterior.
24. ____ El movimiento torácico está limitado principalmente por las articulaciones y la morfología ósea.
25. ____ Las cargas sobre las vértebras lumbares pueden alcan- zar hasta 10 veces el peso corporal cuando se levanta peso.

288. 276 SECCIÓN 2 Anatomía funcional
Opción múltiple
1. La estabilidad muscular de la columna es proporcionada
por el ____.
a. multífido
b. recto abdominal
c. erector de la columna
d. Todos los anteriores
e. Tanto a como c son correctas
2. En una lesión por latigazo, ____.
a. el auto y la cabeza se aceleran hacia adelante en sincronía
b. el cuello se hiperextiende
c. se desarrolla tensión sobre la parte anterior de la columna,
mientras que la columna posterior se comprime
d. Todas las anteriores
e. Tanto a como c son correctas
3. Al caminar y correr ____.
a. la flexión lateral máxima se mantiene durante más
tiempo al corr
er b. los músculos longísimo y multífido están activos en la fase de contacto
c. el tronco se mueve hacia adelante y hacia atrás una vez
por ciclo
d. Todas las anteriores
e. Tanto a como b son correctas
4. El atlas ____.
a. se articula con el cráneo en la articulación atlantooccipital
b. no tiene apófisis espinosa
c. tiene un foramen transverso para el paso de vasos sanguí-
neos
d. Todas las anteriores
e. Tanto a como b son correctas
5. Cuando el cuerpo se inclina hacia adelante sobre las cade-
ras ____.
a. el movimiento lumbar es responsable de los primeros 50 a
60° de flexión, luego se da una rotación pélvica anterior
b. los extensores de la columna y la cadera se contraen de
forma excéntrica
c. las fibras posteriores del anillo fibroso están bajo tensión,
en tanto que las fibras anteriores están en compresión
d. Todas las anteriores
e. Tanto a como c son correctas
6. ¿Cuál de los siguientes proporciona la mayor resistencia a la flexión del tronco?
a. Los ligamentos capsulares apofisarios
b. Los discos intervertebrales
c. Los ligamentos supraespinoso e interespinoso
d. El ligamento amarillo
e. Los músculos de extensión de la espalda
7. Al rotar hacia la derecha, ____.
a. el multífido, longísimo e iliocostal del lado derecho están
activos
b. el multífido del lado derecho está activo y el longísimo e
iliocostal del lado izquierdo están activos
c. los oblicuos interno y externo del lado derecho están
activos
d. el oblicuo interno derecho y el oblicuo externo izquierdo
están activos
e. Tanto a como c son correctas
f. Tanto b como d son correctas
8. Los ligamentos que dan soporte a la porción posterior del segmento vertebral incluyen ____.
a. longitudinal posterior, ligamento amarillo, supraespi-
noso, interespinoso e intertransverso
b. ligamento amarillo, supraespinoso, interespinoso e inter-
transverso
c. longitudinal anterior, ligamento amarillo, supraespinoso
e interespinoso
d. longitudinal posterior, supraespinoso e interespinoso
9. La causa de la escoliosis es (son) ____.
a. desconocida
b. falta de calcio
c. mala postura en niñas jóvenes
d. longitud desigual de las piernas
e. desbalances musculares
10. ¿Cuál de los siguientes enunciados es falso en relación a las lesiones de la columna?
a. Con un disco prolapsado, el núcleo pulposo se extruye
hacia el anillo fibroso
b. La enfermedad de Scheuermann es resultado de acuña-
miento de las vértebras cervicales
c. Los desgarros en los discos intervertebrales pueden lle-
narse con tejido conjuntivo o hueso
d. La espondilólisis es una fractura de la pars interarticular
11. ¿Cuál de los siguientes enunciados es verdadero en rela- ción a los músculos abdominales?
a. El oblicuo interno causa rotación hacia el lado opuesto
b. el oblicuo externo causa rotación hacia el mismo lado
c. El abdominal transverso se contrae para incrementar la
presión abdominal y la estabilidad de la columna
d. Todos los anteriores
12. La lumbalgia ____.
a. puede ser causada por abdominales débiles
b. es común en atletas, adultos de mediana edad y adultos
mayores
c. afecta más a los hombres que a las mujeres
d. Todas las anteriores
e. Tanto a como c son correctas
13. Una forma de reducir las fuerzas compresivas al levantar un objeto es ____.
a. mover la carga más cerca del cuerpo
b. flexionar más a nivel de las caderas
c. cargar el objeto con una mano en lugar de con ambas
manos
d. Todas las anteriores
14. Al contraerse al mismo tiempo, los músculos erectores de la columna crean _____, pero si se contraen de forma uni- lateral, crean _____.
a. extensión, rotación
b. extensión, flexión lateral
c. flexión, flexión lateral
d. a y b pueden ser correctas

289. CAPÍTULO 7 Anatomía funcional del tronco 277
24. Se debe evitar flexionar completamente la columna
debido a que ____.
a. se transfiere carga de los músculos a los tejidos pasivos
b. disminuye la tolerancia a las cargas compresivas
c. reduce los brazos de momento para los músculos extensores
d. Todas las anteriores
25. El envejecimiento de la columna no resulta en ____.
a. disminución de la flexibilidad de la columna
b. una región de líquido más grande en el disco
c. menos lordosis lumbar e incremento de la sifosis torácica
d. aumento de la inclinación lateral
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15. El rango de movimiento del segmento entero del tronco
es de aproximadamente ____.
a. 70° de flexión, 45° de flexión lateral y 50° de rotación
b. 110° de flexión, 75° de flexión lateral y 90° de rotación
c. 110° de flexión, 50° de flexión lateral y 100° de rotación
d. 70° de flexión, 75° de flexión lateral y 90° de rotación
16. El momento de flexión del tronco ____.
a. es igual al momento de extensión
b. es mayor al momento de extensión
c. es menor al momento de extensión
d. puede ser mayor o menor al momento de extensión, dependiendo de la magnitud de la curvatura lumbar
17. Las articulaciones apofisarias están en posición cerrada cuando ____.
a. uno está de pie o sentado
b. cuando la columna está en flexión completa
c. el atlas y el axis están en flexión
d. Todas las anteriores
e. Tanto b como c son correctas
18. La lumbalgia es más común en el rango de edad de ____.
a. 25 a 60 años
b. 40 a 50 años
c. 40 a 65 años
d. 60 a 75 años
19. Se deben evitar los ejercicios que crean una lordosis exce- siva de las vértebras lumbares, incluyendo ____.
a. elevaciones de ambas piernas
b. patadas de burro
c. flexiones de la espalda
d. Todas las anteriores
20. La tensión al estar de pie en el trabajo puede reducirse ____.
a. evitando posturas estáticas por tiempo prolongado
b. estando de pie sobre tapetes acolchonados
c. utilizando botas de trabajo sin entresuelas
d. Todas las anteriores
e. Tanto a como b son correctas
21. ¿En qué región son más comunes las protrusiones de disco?
a. Cervical
b. Torácica
c. Lumbar
d. Sacra
22. Cuando la columna hace un movimiento combinado de flexión y doblamiento lateral, se coloca estrés sobre:
a. el ligamento amarillo
b. el anillo fibroso
c. la articulación apofisaria
d. Tanto a como b son correctas
23. Un abdominal ____.
a. con las rodillas flexionadas incrementa la contribución de
los abdominales en relación a los flexores de la cadera
b. es un ejercicio ideal para todos los músculos
abdominales
c. resulta en mayor activación de los abdominales en
comparación con los ejercicios de elevación de ambas piernas
d. Todas las anteriores

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293. ANÁLISIS
MECÁNICO DEL
MOVIMIENTO
HUMANO
SECCIÓN
3
CAPÍTULO 8
Cinemática lineal
CAPÍTULO 9
Cinemática angular
CAPÍTULO 10
Cinética lineal
CAPÍTULO 11
Cinética angular

295. 283
CINEMÁTICA LINEAL
CAPÍTULO
8
Después de leer este capítulo, el estudiante será capaz de:
1. Describir la forma en la que se recopilan los datos cinemáticos.
2. Distinguir entre vectores y escalares.
3. Discutir la relación entre los parámetros cinemáticos de posición, desplaza-
miento, velocidad y aceleración.
4. Realizar un cálculo numérico de velocidad y aceleración utilizando el método
de primera diferencia central.
5. Distinguir entre cantidades promedio e instantáneas.
6. Discutir varios estudios de investigación que han utilizado un abordaje de cine-
mática lineal.
7. Demostrar conocimiento sobre las tres ecuaciones de aceleración constante.
8. Realizar un cálculo numérico del área bajo la curva parámetro-tiempo.
OBJETIVOS
Recopilación de datos cinemáticos
Sistemas de referencia
Movimientos que ocurren con el tiempo
Unidades de medición
Vectores y escalares
Posición y desplazamiento
Posición
Desplazamiento y distancia
Velocidad y rapidez
Pendiente
Método de primera diferencia central
Ejemplo numérico
Velocidad instantánea
Ejemplo gráfico
Aceleración
Aceleración instantánea
Aceleración y la dirección
 del movimiento
Ejemplo numérico Ejemplo gráfico
Diferenciación e integración
Cinemática lineal al caminar y correr
Parámetros de la marcha Curva de velocidad
Variación de la velocidad en los deportes
Cinemática lineal del swing de golf
Características del swing Velocidad y aceleración del palo
Cinemática lineal de la propulsión
 en silla de ruedas
Parámetros del ciclo Estilos de propulsión
Movimiento en proyectil
Gravedad Trayectoria de un proyectil
Factores que influencian a los proyectiles
Optimizando las condiciones de
 proyección
Ecuaciones de aceleración constante
Ejemplo numérico
Resumen
Preguntas de repaso
ESQUEMA

296. 284 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
La rama de la mecánica que describe los componentes espa­
ciales y temporales del movimiento se denomina cinemática.
La descripción del movimiento involucra la posición, veloci­
dad y aceleración de un cuerpo sin considerar las fuerzas que
causan el movimiento. Un análisis cinemático del movimiento

puede ser cualitativo o cuantitativo. Un análisis cinemático
cualitativo es una descripción no numérica de un movimien
­‑
to basada en la observación directa. La descripción puede ir desde una simple dicotomía de desempeño, bueno o malo,

hasta una identificación sofisticada de las acciones articula­
res. La clave es que es un análisis no numérico y subjetivo. Ejemplos incluyen la obser
vación de un entrenador del
desempeño de un atleta para corregir un defecto en un movi­
miento, la observación visual de un médico de la marcha de un paciente luego de la colocación de una extr
emidad pro­
tésica y la calificación de un maestro del desempeño de sus estudiantes en una pr
ueba de habilidad.
En biomecánica, el principal énfasis es en el análisis cuan­
titativo. La palabra cuantitativo implica un resultado numé­
rico. En un análisis cuantitativo, se analiza numéricamente el mo
­vimiento con base en mediciones de datos recopilados
durante la realización del movimiento. Entonces pueden describirse los movimientos con más precisión, y también compararse matemáticamente con desempeños previos o sub­
secuentes. Con el advenimiento de tecnología económica y sofisticada de captura de movimiento, hoy en día los sistemas

cuantitativos pueden ser utilizados por entrenadores, maestros y médicos. Muchos de estos profesionales, que en el pasado habían dependido de análisis cualitativos, se han unido a los investigadores en el uso de análisis cuantitativos. Las ventajas
de un análisis cuantitativo son numerosas. Proporciona una
representación completa, objetiva y precisa del movimiento.
Por ejemplo, los podólogos y los fisioterapeutas cuentan con
sus propias herramientas de análisis de movimiento que les
permiten cuantificar el rango de movimiento del pie, movi­
mientos casi imposibles de seguir a simple vista. Estos mo
­-
vimientos son importantes en la evaluación de la función de la extr
emidad inferior durante la locomoción.
La cinemática lineal es un área específica de la cinemática
que se refiere en particular al movimiento en línea recta. La traslación o movimiento traslacional (movimiento en línea recta) se da cuando todos los puntos de un cuerpo o un objeto se mueven la misma distancia durante el mismo periodo. En la figura 8
-1A se muestra un objeto en traslación. Los puntos A
1
y
B
1
se mueven a A
2
y B
2
, respectivamente, en el mismo tiempo
y siguiendo trayectorias paralelas. La distancia de A
1
a A
2
y de B
1

a B
2
es la misma; por tanto, ha ocurrido traslación. Un patinador
que se desliza sobre el hielo manteniendo la misma posición es
un ejemplo de traslación. Aunque parece que la traslación puede ocur
rir sólo en línea recta, el movimiento lineal puede
ocurrir a lo largo de una trayectoria curva. Esto se conoce como movimiento curvilíneo (Fig. 8
-1B). Mientras el objeto sigue
una trayectoria curva, la distancia de A
1
a A
2
y de B
1
a B
2
es la
misma, y se ha completado en la misma cantidad de tiempo. Por ejemplo, un paracaidista que se lanza desde un avión antes de abrir el paracaídas se mueve en forma curvilínea.
Recopilación de datos cinemáticos
Los datos cinemáticos se recopilan en un análisis cuantitativo utilizando varios métodos. Por ejemplo, los laboratorios de biomecánica pueden utilizar acelerómetros que miden direc­
tamente las aceleraciones de los segmentos del cuerpo. Sin embar
go, el método más común para obtener datos cinemáti­
cos es utilizando sistemas de captura de movimiento optoeléc­
tricos o de video de alta velocidad. Los datos obtenidos con los sistemas de video de alta velocidad u optoeléctricos r
epor­
tan las posiciones de los segmentos corporales en relación con el tiempo. En el caso del video de alta velocidad, estos datos se

adquieren a través de la cinta de video mediante digitalización. En los sistemas de captura de movimiento optoeléctricos, se registran marcadores en el cuerpo con el sensor de una cámara que escanea señales generadas por diodos que emi­
ten luz infrarroja (sistema de marcador activo), o la unidad de captura de video actúa como la fuente y a la vez como

sistema de registro de la luz infrarroja que es reflejada desde un marcador retrorreflectivo (sistema de marcador pasivo). La localización de los marcadores se introduce secuencialmente en una compu
­tadora, eliminando la digitalización utilizada en
los sistemas de video. En todos los sistemas, las cámaras están calibradas con un marco de referencia que permite la conver­
sión entre las coordenadas de la cámara y un set de coorde ­
nadas reales conocidas de marcadores en el campo de visión.
SISTEMAS DE REFERENCIA
Antes de cualquier análisis, es necesario determinar un sistema de referencia espacial en el que tiene lugar el movimiento. Los biomecanicistas tienen muchas opciones en relación con siste­
FIGURA 8-1 Tipos de movimiento traslacional. (A) Movimiento en
línea recta o rectilíneo. (B) Movimiento curvilíneo. Tanto en A como
en B, el movimiento desde A
1
a A
2
y de B
1
a B
2
es el mismo y se da en
la misma cantidad de tiempo.

297. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 285
A medida que el segmento se mueve, el sistema de coordena­
das también lo hace. Por tanto, el eje y cor
respondiente al eje
largo del segmento se mueve, de modo que el eje y puede no
necesariamente ser vertical (Fig. 8
-2B). Este sistema local de
referencia permite la identificación de un punto en el cuerpo
relativo a un segmento corporal real en lugar de a un punto
de referencia externo.
Para designar un punto de referencia respecto a los ejes,
se utiliza un par de números ordenados, con la intersección u
origen de los ejes designado como (0, 0). Este par de núme­
ros siempre se designa en el orden del valor horizontal o de x
seguido del valor ver
tical o de y . Por tanto, éstos se denominan
como la ordenada (coordenada horizontal) y la abscisa (coor­
denada vertical), respectivamente. La ordenada (valor de x ) se

refiere a la distancia desde el eje vertical, y la abscisa (valor de y )
se refiere a la distancia desde el eje horizontal. Las coordenadas
usualmente se escriben como (horizontal; vertical, o x , y) y pue­
den utilizarse para designar a cualquier punto en el plano x
-y.
El sistema de referencia 2D se utiliza cuando el movimiento
que se está describiendo es planar. Por ejemplo, si el objeto o cuerpo se mueve hacia arriba o hacia abajo (verticalmente) y hacia la derecha o hacia la izquierda (horizontalmente) visto desde una dirección, el movimiento es planar. Un sistema de referencia 2D consta de cuatro cuadrantes en los que los movimientos a la izquierda del origen resultan en valores de x negativos, y los movimientos por debajo del origen resultan
en valores de y negativos (Fig. 8
-3). Es útil colocar el sistema
de referencia de modo que todos los puntos estén dentro del primer cuadrante, donde los valores tanto de x como de y son
positivos.
Si un individuo flexiona y abduce el muslo mientras los
balancea hacia adelante y hacia un lado, el movimiento no
mas de referencia. Sin embargo, la mayoría de los laboratorios utiliza un sistema de coordenadas cartesiano al cual también se le conoce como sistema de referencia rectangular; éste puede ser de dos dimensiones (2D) o de tres (3D).
Un sistema de referencia 2D tiene dos ejes imaginarios
perpendiculares el uno al otro (Fig. 8
-2A). Los dos ejes (x , y)
están posicionados de modo que uno es vertical (y ) y el otro
es horizontal (x ), aunque pueden estar orientados de muchas
maneras. Cabe destacar que las designaciones de estos ejes como x o y son arbitrarias. Los ejes podrían fácilmente lla­
marse a o b en lugar de ello. Lo impor
tante es ser consistente
con los nombres de los ejes. Estos dos ejes (x y y) forman un
plano al que se le denomina plano x
-y.
En cier
tas circunstancias, los ejes pueden reorientarse de
modo que un eje (y ) corra a lo largo del eje largo de un seg­
mento, mientras que el otro eje (x ) sea perpendicular al eje
y.
(XTalón, YTalón)( X T, YT)
(X
A, YA)
(X
K, YK)
(X
H, YH)
Y
AB
0,0
X
Y

Y
X
X
Y
X

FIGURA 8-2 (A) Sistema de referencia 2D que define el movimiento de todos los puntos digitalizados
en un cuadro. (B) Sistema de referencia 2D colocado en el centro de la articulación de la rodilla con el eje y
representando al eje largo de la tibia.
Existe un programa de computadora llamado
MaxTRAQ(®) que puede utilizarse para enfatizar
muchos de los conceptos ilustrados más adelante en
este capítulo. Para adquirir el programa MaxTRAQ(®),
diríjase a la página de internet en inglés cuya direc-
ción se muestra abajo, y siga las instrucciones para su
adquisición. Luego de haber descargado el programa,
se recomienda ampliamente que utilice el tutorial para
conocer cómo funciona el programa.
Fuente: http://www.innovision-systems.com/lippincott/index.htm

298. 286 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
cuadrante del sistema de referencia, donde los movimientos
son horizontal y a la derecha (x ), vertical y hacia arriba (y ),
y horizontal y hacia adelante (z ). De forma correspondiente,
los movimientos negativos son hacia la izquierda (x ), hacia
abajo (y ), y hacia atrás (z ). En este sistema, las coordenadas
pueden designar cualquier punto en una superficie, no sólo en
un plano, como en el sistema 2D. El análisis cinemático 3D
del movimiento humano es mucho más complicado que un
análisis 2D, y por tanto no se abordará en este libro.
En la figura 8
-5 se muestra un sistema de coordenadas 2D
y la for
ma en la que se hace referencia a un punto en este sis­
tema. En esta figura, el punto A está a 5 unidades del eje
y y a
4 unidades del eje x . La designación del punto A es (5, 4). Es
importante recordar que el número designado como la coorde­
nada x deter
mina la distancia respecto al eje y , y la coordenada
y determina la distancia respecto al eje x . La distancia desde el
origen hasta el punto se denomina resultante (r ), y puede ser
determinada utilizando el teorema de Pitágoras de la siguiente forma:
rx y
22
=+
En el ejemplo de la figura 8-5:
r54
6.40
22
=+
=Antes de registrar el movimiento, el biomecanicista por lo
regular coloca marcadores en los extremos de los segmentos del cuerpo que serán analizados, permitiendo una posterior identi­
ficación de la posición y movimiento de dichos segmentos. Por ejemplo, si el biomecanicista está inter
esado en una vista sagital
(2D) de la extremidad inferior al caminar o correr, una coloca­
ción típica de los marcadores será en el dedo grueso, el quinto metatarsiano, y el calcáneo del pie; el maléolo lateral del tobillo;

el cóndilo lateral de la rodilla; el trocánter mayor de la cadera, y la cresta ilíaca. La figura 8
-6 muestra un cuadro de un registro
ilustrando una vista sagital de un corredor utilizando estos mar­
cadores específicos. En el apéndice C se presentan coordenadas 2D para el ciclo completo de mar
cha empleando un set de mar ­
cadores de cuerpo entero.
Tanto para el análisis 2D como el 3D, se utiliza un sistema
de coordenadas global o estacionario para cada cuadro de
será planar, sino tridimensional. Para describir este tipo de movimientos se requiere el uso de un sistema 3D. Este sis­
tema de referencia tiene tres ejes, cada uno de los cuales es perpendicular u
ortogonal respecto a los demás, para describir
una posición relativa al eje horizontal o eje x , al eje vertical o
y, y al eje mediolateral, o eje z . En cualquier espacio físico, se
requieren tres piezas de información para localizar de forma precisa partes del cuerpo o cualquier punto de interés, ya que se tiene que añadir el concepto de profundidad (eje z ; medial
y lateral) a los componentes 2D de altura (eje y ; arriba y abajo)
y anchura (eje x ; adelante y atrás). En un sistema 3D (Fig.
8
-4), las coordenadas se escriben como (horizontal; vertical;
mediolateral, o x , y, z). La intersección de los ejes o el origen
se define como (0, 0, 0) en un espacio en tres dimensiones. Todos los valores de coordenadas son positivos en el primer
+y
+x
-y
-x
Cuadrante II (- , +) Cuadrante I (+, +)
origen (0, 0)
Cuadrante III (-, -) Cuadrante IV (+, -)
FIGURA 8-3
 Cuadrantes y signos de las coordenadas en
un sistema de coordenadas 2D.
y
5
4
3
2
1
(0, 0)
12 34 5
x
A
5 unidades
desde el eje y
distancia desde
el origen
4 unidades
desde el eje x
FIGURA 8-5 Sistema de coordenadas 2D que ilustra
el par de números ordenados que definen un punto en
relación al origen.
+y
-z
+x
-y+z
-x
origen (0, 0, 0)
FIGURA 8-4 Sistema de coordenadas 3D.

299. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 287
lisis cinemático debido a que hay cambios en la posición que
se dan conforme transcurre el tiempo.
En un análisis cinemático, el inter
valo entre cada cuadro se
determina por la frecuencia de fotograma de la cámara o sen­
sor. Esto forma la base para medir el tiempo del movimiento.
Las cámaras de video compradas en
tiendas de electrónica por
lo regular operan a 24 a 30 cuadros por segundo (fps). Las cá
­‑
maras de alta velocidad o las unidades de captura de movimiento que se utilizan típicamente en biomecánica pueden operar a

60, 120, 180 o 200 fps. A 60 fps, el tiempo entre cada imagen y cuadro es de 1/60 segundos (0.01667 segundos); esto es
1/200 segundos (0.005 segundos) a 200 fps. Usualmente se
designa un evento clave al inicio del movimiento como el
cuadro inicial para la digitalización. Por ejemplo, en un aná­
lisis de la marcha, se puede considerar como el primer evento al contacto del talón con el suelo, en el pie del lado de la

cámara. Tomando en consideración que este contacto ocurre en el momento cero, todos los eventos subsecuentes en el movimiento se cronometran a partir de este evento. Los datos obtenidos para la prueba de marcha en el Apéndice C están configurados de esta forma, presentando datos para el tiempo cero con el choque del talón del pie derecho hasta 1.15 segun­
dos después, cuando ocurre el siguiente choque del talón del
pie derecho con el suelo. El tiempo de 1.15 segundos
fue computado a partir de una frecuencia de fotograma de
60 fps; el tiempo entre los cuadros es de 0.01667 segundos, y se r
ecopilaron 69 cuadros.
UNIDADES DE MEDICIÓN
Si se está llevando a cabo un análisis cuantitativo, es necesario reportar los hallazgos en las unidades de medición correcta. En biomecánica, la literatura de investigación científica utiliza exclusivamente el sistema métrico. El sistema métrico se basa en el Système International d’Unités (SI). Cada cantidad en un sistema de medición tiene una dimensión asociada a ella. El tér­
mino dimensión representa la naturaleza de una cantidad. En el SI, las dimensiones base son la masa, la longitud, el tiempo y la

temperatura. Cada dimensión tiene una unidad asociada a ella. Las unidades base en el SI son el kilogramo (masa), el metro (longitud), el segundo (tiempo), y los Kelvin (°K) (tempera­
tura). Todas las demás unidades utilizadas en biomecánica se derivan de estas unidades base. En el Apéndice A se pr
esentan
las unidades del SI y sus abreviaturas y factores de conversión. Dado que las unidades del SI son más a menudo utilizadas en biomecánica, son las que se emplearán en este libro.
VECTORES Y ESCALARES
Ciertas cantidades, como la masa, la distancia y el volumen, pueden ser descritas completamente por su cantidad o su magnitud. Estas son cantidades escalares. Por ejemplo, cuando uno corre una carrera de 5 km, la distancia o la magnitud de la carrera es 5 km. Cantidades escalares adicionales que pueden ser descritas con un solo número incluyen la masa, el volumen y la velocidad. Sin embargo, otras cantidades no pueden ser completamente descritas por su magnitud. Estas cantidades se llaman vectores, y se describen tanto por su magnitud como por su dirección. Por ejemplo, cuando un objeto es despla­
zado, son importantes tanto la distancia como la dirección.
datos, con el
origen en la misma localización en cada cuadro.
De esta forma, se puede referenciar la localización de cada
punto terminal en el segmento de acuerdo con los mismos
ejes x
-y (o x-y-z) para identificarlo en cada cuadro en el trans­
curso de la duración del movimiento.
Consulte los datos sobr
e la marcha en el Apéndice C:
utilizando el primer cuadro, grafique los pares ordenados de coordenadas x, y para cada uno de los puntos terminales en
los segmentos y dibuje líneas que conecten dichos puntos para crear una figura con líneas.
FIGURA 8-6 Un corredor marcado para un análisis
cinemático sagital de la pierna derecha.
Si ha adquirido el MaxTRAQ(®), puede utilizar este pro-
grama para digitalizar cualquier archivo de video y crear una
figura de líneas basada en sus mar
cadores digitalizados.
MOVIMIENTOS QUE OCURREN CON EL TIEMPO
El análisis de los factores temporales en el movimiento
humano es un abordaje inicial a un análisis biomecánico. En
la locomoción humana, se pueden evaluar factores como la
cadencia, la duración de la zancada, la duración de la fase de
apoyo (cuando el cuerpo está siendo soportado por una extre­
midad), la duración de la fase de balanceo (cuya extremidad
se está balanceando para pr
epararse para el siguiente contacto
con el suelo), y el periodo de falta de apoyo. El conocer los
patrones temporales de un movimiento es crítico en un aná­

300. 288 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Muchas de las cantidades calculadas en los análisis cinemáticos
son vectores, de modo que es necesario comprender qué es
un vector.
Los vectores se representan con una flecha, donde la longi­
tud de la línea representa la magnitud, y la punta de la flecha
se dirige
a la dirección en cuestión (Fig. 8
-7). Los vectores
son iguales si sus magnitudes también lo son, y apuntan en la misma dirección.
Los vectores pueden sumarse. Gráficamente, se pueden
sumar los vectores colocando la cola de un vector sobre la cabeza de otro (Fig. 8
-8A). En la figura 8-8B, los vectores no
van en la misma dirección, pero la cola de B se puede colocar
sobre la cabeza de A . El unir la cola de B con la cabeza de A
produce el vector C , que es la suma de A + B, o la resultante
de los dos vectores. Se pueden restar vectores añadiendo un signo negativo a uno de ellos. Esto es:
C = A − B
o
C = A + (− B)
Esto se ilustra en la figura 8
-8C.
A.
componente x
componente x
sen    =
componente y
componente y
componente y
a
a

B.
a
cos    =
componente x
a


FIGURA 8-9 Vector descompuesto en sus componentes horizon-
tal (x) y vertical (y) utilizando las funciones trigonométricas de seno y
coseno. (A) Componentes. (B) Los componentes y el vector forman un
triángulo rectángulo.
FIGURA 8-7 Vectores. Sólo los vectores A y B son igua-
les debido a que son equivalentes en magnitud y dirección.
A
C
D
B
FIGURA 8-8 Operaciones con vectores ilustradas en forma grá-
fica: (A) y (B). Suma. (C) Resta. (D) Multiplicación por un escalar.
Los vectores también pueden someterse a formas de mul­
tiplicación que se utilizan principalmente en los análisis 3D,
y
por tanto no se describen en este libro. Sin embargo, sí se
discute la multiplicación por escalares. Multiplicar un vector
por un escalar modifica la magnitud del vector, pero no su
dirección. Por tanto, multiplicar 3 (un escalar) por el vector A
es lo mismo que sumar A + A + A (Fig. 8
-8D).
Un vector también puede ser dividido en sus componentes
vertical y horizontal. En la figura 8-9A, se ilustra el vector A
con sus componentes horizontal y vertical. El vector puede ser descompuesto en estos componentes utilizando las funciones trigonométricas seno y coseno (véase Apéndice B). Un trián­
gulo rectángulo puede estar formado por los dos componentes y el pr
opio vector. Imagine un triángulo rectángulo con lados
x, y, y a, en donde a es la hipotenusa del triángulo rectángulo
(Fig. 8
-9B). El seno del ángulo theta (
u) se define como:
u
usenlongitud delladoopuestoa
hipotenusa
=
o
u
y
r
sen=

301. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 289
o si elije utilizar θ
2
:
y = a cos u
2
y = a cos 65°
y = 12 × 0.4226
= 5.07
o si elije utilizar
θ
3
:
y = a sen u
3
y = a sen 25°
y = 12 × 0.4226
= 5.07
De forma similar, el componente horizontal del vector
puede calcularse utilizando los mismos ángulos:
x = a cos u
1
x = a cos 155°
x = 12 × −0.9063
= −10.88
o si elije utilizar
θ
2
:
x = a sen
u
2
x = a sen 65°
x = 12 × 0.9063
= −10.88
(x es negativa en el cuadrante II), o si elije utilizar
θ
3
:
x = a cos u
3
x = a cos 25°
x = 12 × 0.9063
= −10.88
Es común trabajar con vectores múltiples que deben com­
binarse para evaluar el vector resultante. Los vectores pueden
combinarse gráficamente conectando los vector
es cabeza a cola
y uniendo la cola del primero con la cabeza del último para
obtener el vector resultante (Fig. 8
-8). Esto también puede
hacerse separando primero cada vector en componentes x y y
El coseno del ángulo u se define como:
u
ucoslongitud delladoadyacentea
hipotenusa
=
o
u
x
r
cos=
Si los componentes x y y del vector y la resultante r forman
un triángulo rectángulo, y se conocen la longitud del vector resultante y el ángulo (
θ) del vector respecto a la horizontal,
se pueden utilizar el seno y el coseno para obtener los com­
ponentes.
Por
ejemplo, si el vector resultante tiene una longitud de 7
unidades y el vector está en un ángulo de 43°, puede encon­
trarse el componente horizontal utilizando la definición del coseno del ángulo. Esto es:
x
a
cos43°=
Si el cos 43° es 0.7314 (véase Apéndice B), pode­
mos rearreglar esta ecuación para obtener el componente
horizontal:
x = a cos 43°
= 7 × 0.7314
= 5.12
El componente vertical se obtiene utilizando la definición
de seno del ángulo. Esto es:
y
a
sen43°=
y si el sen de 43° es 0.6820 (véase Apéndice B), rearreglar esta ecuación para obtener el componente vertical y :
y = a sen 43°
= 7 × 0.6820
= 4.77
Por tanto, las longitudes de los componentes horizon­­-
tal y vertical son 5.12 y 4.77, respectivamente. Estos dos valor
es identifican el punto relativo al origen del sistema de
coordenadas.
A menudo los vectores tendrán direcciones en relación
con el origen que no están dentro del primer cuadrante (Fig. 8-3). Por ejemplo, el vector ilustrado en la figura 8-10. En
este caso, un vector de una longitud de 12 unidades yace a un ángulo de 155°, colocándolo en el segundo cuadrante, donde los valores de x están a la izquierda y son negativos. Para
obtener los componentes horizontal y vertical de este vector se pueden hacer cálculos de varias formas, dependiendo del
ángulo que se elija para calcular. El componente vertical
del vector puede calcularse empleando:
y = a sen
u
1
= a sen 155°
y = 12 × 0.4226
= 5.07
FIGURA 8-10 La orientación de un vector puede describirse en
relación con varias referencias, incluyendo la horizontal derecha (
1
), la
vertical (
2
), y la horizontal izquierda (
3
).

302. 290 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
El vector C resultante tiene una longitud de 13.99 y un
ángulo de 30.36°. Esta composición de múltiples vectores
puede aplicarse a cualquier número de vectores.
Posición y desplazamiento
POSICIÓN
La posición de un objeto se refiere a su localización en el
espacio en relación con alguna referencia. Se utilizan unidades
de longitud para medir la posición de un objeto respecto a un
eje de r
eferencia. Dado que siempre se utiliza el siste
­ma métri­‑
co en biomecánica, la unidad de longitud más comúnmente utilizada
es el metro. Por ejemplo, un clavadista de plataforma
que está sobre una torre de 10 m, se encuen
­tra a 10 m de
la superficie del agua. La referencia es la superficie del agua, y la
posición del clavadista es 10 m por encima de la referencia.
La posición del clavadista puede determinar­se durante el cla­
vado con la altura medida desde la superficie del agua. Como ya se mencionó, el análisis del video o de los cuadr
os del sensor
determina la posición del punto terminal de un cuerpo o un segmento en relación con dos referencias en un sistema de referencia 2D, el eje x y el eje y. El ejemplo de la marcha en el
Apéndice C tiene el cuadro de referencia 2D originándose en
el suelo en medio del área experimental. Esto hace que todos los
valores de y sean positivos dado que están en relación con el
suelo, y todos los valores de x son positivos o negativos depen­
diendo de si el segmento corporal está por detrás (2) o por delante (1) del origen en la par
te media del área de caminata.
DESPLAZAMIENTO Y DISTANCIA
Cuando el clavadista abandona la plataforma, ocurre movi­
miento, al igual que cuando un objeto o cuerpo cambia de posición. Los objetos no pueden cambiar la posición en for
ma
instantánea, de modo que el tiempo es un factor a considerar cuando se analiza el movimiento. Por tanto, el movimiento puede ser definido como un cambio progresivo en la posición con el paso del tiempo. En este ejemplo, el clavadista sufre un desplazamiento de 10 m desde la plataforma de clavados hasta el agua. El desplazamiento se mide en una línea recta desde una posición hasta la siguiente. El desplazamiento no debe con
­‑
fundirse con la distancia.
La distancia que viaja un objeto puede o no ser una línea

recta. En la figura 8
-11, un corredor comienza la carrera,
corre hasta el punto A , gira a la derecha hasta el punto B,
gira a la izquierda hasta el punto C , gira a la derecha hasta
el punto D , y después gira a la izquierda hasta la meta. La
distancia recorrida es la longitud real del camino viajado. Por otro lado, el desplazamiento es una línea recta desde el inicio hasta el final de la carrera.
El desplazamiento está definido por qué tan lejos se ha
movido el objeto desde su posición inicial, y por la dirección en la que se ha movido. Dado que el desplazamiento describe de forma inherente la magnitud y la dirección del cambio en la posición, es una cantidad vectorial. La distancia, dado que se refiere sólo a qué tan lejos se ha movido un objeto, es una cantidad escalar.
La letra griega mayúscula delta (Δ ) se refiere a un cambio en
un parámetro; por tanto, Δ s significa un cambio en s . Si s repre­
utilizando la técnica trigonométrica descrita anteriormente y aplicando después una técnica para obtener el vector resultante.
Para ilustrar esto, a los dos vectores mostrados en la figura
8-8B se les asignarán valores de 10 de longitud y 45° para el
vector A y de 5 de longitud y 0° para el vector B . El primer
paso es separar cada vector en sus componentes vertical y horizontal.
Vector A:
y = 10 sen 45°
y = 10 × 0.7071
= 7.07
x = 10 cos 45°
x = 10 × 0.7071
= 7.07
Vector B:
y = 5 sen 0°
y = 5 × 0.0
= 0
x = 5 cos 0°
x = 5 × 1.000
= 5.00
Para encontrar la magnitud del vector resultante, se suman
los componentes horizontales y verticales de cada vector y se realiza el cálculo utilizando el teorema de Pitágoras:
Cx y
C 12.77.07
145.69 49.99
195.68
13.99
22
22
=+
=+ =+
=
=
Para encontrar el ángulo del vector resultante, se utili­
zan las funciones trigonométricas tangente y arcotangente
o tangente inversa (véase Apéndice
B). En este ejemplo, se
pueden utilizar estas funciones para calcular el ángulo entre
los vectores:
−
−
−=
−
−
=






=
=°
y
y
tanS
componente
componente
arctan
7.07
12.07
arctan(0.5857)
30.36
Componentes
horizontales
Componentes
verticales
Vector A
 7.07 7.07
Vector B 5.00 0.00
Suma (S) 12.07 7.07

303. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 291
Δx = 7 m − 1 m
= 6 m
Δy = 7 m − 2 m
= 5 m
El objeto se desplaza 6 m en forma horizontal y 5 m en
forma vertical. También se puede describir el movimiento
como hacia la derecha y hacia arriba en relación con el origen
del sistema de referencia. El desplazamiento resultante o longi­
tud del vector de A a B puede calcularse de la siguiente for
ma:
=+
=
r6m5m
7.81m
22
La dirección del desplazamiento del vector desde A hasta
B puede calcularse de la siguiente forma:
−
−
=






=
=°
arctan
5
6
0.833
39.8
Por tanto, el punto se desplazó 7.81 m hacia arriba y hacia
la derecha a partir del origen a 39.8°.
senta la posición de un punto, entonces Δs es el desplazamiento
de dicho punto. Los subíndices f e i se refieren a las posiciones
final e inicial, respectivamente, con la implicación de que la
posición final ocurrió después de la inicial. Matemáticamente,
el desplazamiento (Δ s) es para el caso general:
Δs = s
f
– s
i
donde s
f
es la posición final y s
i
es la posición inicial. El des­
plazamiento para cada componente o posición también puede
calcularse de la siguiente manera:
Δ
x = x
f
– x
i
para el desplazamiento horizontal, y
Δy = y
f
– y
i
para el desplazamiento vertical.
El desplazamiento resultante también puede calcularse uti­
lizando la relación pitagórica de la siguiente forma:
=+rx y
22
Por ejemplo, si un objeto está en la posición A (1, 2)
a los 0.02 segundos, y B (7, 7) a los 0.04 segundos
(Fig. 8-12A), los desplazamientos horizontal y vertical son:
Calle Maple
Inicio
Meta
Calle Pleasant
Calle Ryan
Calle Lincoln
Calle Oak Calle Elm
A
B C
D
FIGURA 8-11 Un corredor se mueve a lo largo del camino trazado por la línea punteada. La longitud de
este camino es la distancia viajada. La longitud de la línea sólida es el desplazamiento.

304. 292 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
del eje y y 4 m hacia abajo con dirección al eje x . El desplaza­
miento resultante entre los puntos B y C es:
=+
=
r4m4m
5.66m
22
La dirección del desplazamiento del vector de A a B es:
−
− )(
=
−






=−
=−°
arctan
4
4
arctan1
45
El desplazamiento desde el punto B a C es 5.66 m hacia la
derecha y hacia abajo en dirección al eje x desde el punto B a
un ángulo de 45° por debajo de la horizontal.
Velocidad y rapidez
La rapidez es una cantidad escalar, y se define como la distan­
cia viajada dividida entre el tiempo que se tomó en el viaje.
En los automóviles, por ejemplo, la rapidez es r
egistrada en
forma continua por el velocímetro a medida que uno viaja
de un lugar a otro. En el caso del automóvil, la rapidez se
mide en millas por hora o en kilómetr
os por hora. Por tanto:
=Rapidez
distancia
tiempo
En el uso cotidiano, los términos velocidad y rapidez son
intercambiables, pero mientras que la velocidad, una cantidad vectorial, describe magnitud y dirección, la rapidez, una can­
tidad escalar, describe sólo a la magnitud. En las carreras de autos, el inicio está usualmente cer
ca de la meta, y la velocidad
durante toda la carrera puede ser bastante corta. En este caso, la rapidez puede ser más importante para el participante.
La velocidad es una cantidad vectorial definida como el
cociente del cambio en la posición sobre el cambio en el tiempo. En biomecánica, la velocidad por lo regular es de mayor interés que la rapidez. La velocidad usualmente se designa con la letra v minúscula, y el tiempo con la letra t minúscula. La velocidad
puede determinarse con:
=v
desplazamiento
tiempo
Específicamente, la velocidad es:


=
−
−
=
=
v
s
t
posiciónposición
tiempoenlaposiciónfinaltiempoenlaposicióninicial
cambioenlaposición
cambioeneltiempo
fi
La unidad más comúnmente utilizada para la velocidad en
biomecánica son los metros por segundo (m/s o m · s
−1
), aun­
que cualquier unidad de longitud dividida entre una unidad de tiempo es cor
recta, siempre y cuando esté en la situación
Utilizando MaxTRAQ(®), importe el archivo de video
incluido en el programa de la mujer caminando. Encuen-
tre el cuadro donde el pie derecho hace contacto con el
suelo por primera vez. ¿Cuál es el desplazamiento hori-
zontal, vertical y resultante de la cabeza entre este cuadro
y el cuadr
o siguiente donde ambos pies están en contacto
con el suelo?
Considere la figura 8
-12B. Después de haberse movido
hasta B, el objeto se movió a la posición
C (11, 3). El despla­
zamiento es:
Δ
x = 11 m − 7 m
= 4 m
Δy = 3 m − 7 m
= 24 m
El objeto se hubiese desplazado 4 m en forma horizontal
y 4 m en forma vertical, o 4 m hacia la derecha alejándose
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0
A(2,1)
A(2,1)
B(7,7)
B(7,7)
C(11,3)
2345678910111213
posición x (m)
∆y = 3-7 = -4
∆y = 7-2 = 5
∆x = 11-7 = 4
∆x = 7-1 = 6
posición y (m)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0
2345678910111213
posición x (m)A
B
posición y (m)
FIGURA 8-12 Desplazamientos horizontal y vertical en un sis-
tema de coordenadas del trayecto de (A) A a B y de (B) B a C.

305. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 293
PENDIENTE
La figura 8-13 es una ilustración del cambio en la posición
horizontal o posición sobr
e el eje x en función del tiempo. En
esta gráfica, la expresión geométrica que describe el cambio
en la posición horizontal (Δ x) se denomina elevación. La ex
­‑
presión que describe el cambio en el tiempo (Δ t) se denomina

carrera. La pendiente de una línea es:


==
x
t
Pendiente
elevación
carrera
La inclinación de la pendiente ofrece una imagen clara en
relación con la velocidad. Si la pendiente es muy pronunciada,
esto es, un número grande, la posición está cambiando muy
rápido, y la velocidad es grande. Si la pendiente es cero, el
objeto no ha cambiado su posición, y la velocidad es cero.
Dado que la velocidad es un vector, puede tener pendientes
apropiada. Las unidades para la velocidad pueden determi­
narse utilizando la fórmula para velocidad y dividiendo las
unidades de longitud entr
e unidades de tiempo.
⋅
)(
)(
=
=
−
Velocidad
desplazamientom
tiemposegundos
m/soms
1
Considere la posición de un objeto que está en el punto A
(2, 4) a los 1.5 segundos, y se mueve al punto B (4.5, 9) a los
5 segundos. La velocidad horizontal (v
x
) es:
=
−
−
=
=
v
4.5m2m
5segundos 1.5segundos
2.5m
3.5segundos
0.71m/s
x
La velocidad vertical (v
y
) puede determinarse de forma
similar:
=
−
−
= =
v
9m4m
5segundos 1.5segundos
5m
3.5segundos
1.43m/s
y
La magnitud resultante o velocidad general puede calcu­
larse utilizando la relación pitagórica de la siguiente forma:
=+
=
=
v0.71 1.43
2.55
1.60m/s
22
La dirección resultante de la velocidad es:
−
−
−
)(
=
=






=
=°
y
x
tan
arctan
1.43
0.71
arctan2.04
63.92
En la tabla 8-1 se presentan ejemplos de medidas de velo­
cidad. Como se puede ver, existe un amplio rango de veloci­
dades en el movimiento humano, desde los 0.7 a 1 m/s para
una caminata lenta, hasta el rango de 43 a 50 m/s para la
cabeza del palo en un
swing de golf.Empleando MaxTRAQ(®), importe el archivo de video
incluido en el programa de la mujer caminando.
Encuentre el cuadro donde el pie derecho hace con-
tacto con el suelo por primera vez. Digitalice la oreja
derecha en este cuadro y cuatro cuadros más ade-
lante. El tiempo entre los cuadros es 0.0313 segun-
dos. ¿Cuáles son las velocidades horizontal, vertical y
resultante de la cabeza entre este cuadro y el cuadro
subsecuente?
∆ x = elevación
∆ t = carrera
A
B
desplazamientoposición x (m)
Tiempo (s)
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1
0
23456789101112
13
0
FIGURA 8-13 Posición horizontal graficada en función del tiempo.
La pendiente de la línea de
A a B es


x
t
.
TABLA 8-1 Ejemplos de velocidad
lineal
Acción
Velocidad
lineal (m/s)
Velocidad hacia adelante de la cabeza del palo
de golf al momento del impacto (23)
43
Velocidad de aproximación en el salto de altura7–8
Velocidad horizontal y vertical en el salto de
altura al momento del despegue (8)
4.2, 4
Velocidad de aproximación en el salto de
longitud (22)
9.5–10
Lanzamiento, velocidad de una bola rápida al
momento de soltarla (10)
35.1
Lanzamiento, velocidad de una bola curva al
momento de soltarla (10)
28.2
Velocidad vertical al despegue, salto acuclillado
y salto de contramovimiento (11)
3.43, 3.8
Velocidad vertical al saltar sobre una pierna (11) 1.52
Velocidad al caminar hacia adelante 0.7–3
Velocidad al correr 4
Carrera, sprint 4–10
Propulsión en silla de ruedas (30) 1.11–2.22

306. 294 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
en los extremos del intervalo; esto es, no puede asumirse que la
velocidad calculada ocurre al momento de la posición final o al
momento de la posición inicial. La posición de un objeto puede
cambiar durante un periodo menor al intervalo entre cuadros
de video. Por tanto, la velocidad calculada entre dos cua
­-
dros de video representa un promedio de las velocidades durante el inter
valo completo entre los cuadros. En consecuen­
cia, se utiliza una velocidad promedio para estimar el cambio en la posición durante un inter
valo. Ésta no es la velocidad al
inicio o al final del intervalo.Si éste es el caso, debe haber un punto en el intervalo entre cuadros donde se dé la velocidad calculada. La mejor estimación de la ocurrencia de esta velo­
cidad es en el punto medio del intervalo . Por ejemplo, si la velocidad se calcula utilizando los datos en los cuadr
os 4 y 5,
la velocidad calculada ocurriría en el punto medio del intervalo entre los cuadros 4 y 5 (Fig. 8
-15A).
Si los datos se obtienen a 60 fps, las posiciones en los cua­
dros de video 1 al 5 ocurren a los 0, 0.0167, 0.0334, 0.0501 y 0.0668
segundos. Las velocidades calculadas empleando estos
métodos ocurren a los 0.0084, 0.0251, 0.0418 y 0.0585 segundos. Esto quiere decir que después de utilizar la fórmula general para calcular la velocidad, las posiciones obtenidas a partir del video, y las velocidades calculadas no corresponden exactamente en cuanto al tiempo. Aunque este problema puede resolverse, puede ser inconveniente en ciertos cálculos.
Para resolver este problema, el método que se usa con más
frecuencia para calcular la velocidad es el de la primera diferen­
cia central. Este método utiliza la diferencia en las posiciones en dos cuadr
os como el numerador. El denominador en el
cálculo de la velocidad es el cambio en el tiempo entre los dos intervalos. La fórmula para este método es:

=
−
+−
v
xx
t2
xi
ii11
para el componente horizontal, y

=
−
+−
v
yy
t2
yi
ii11
para el componente vertical.
Esto infiere que la velocidad en el cuadro i se calcula uti­
lizando las posiciones en el cuadro i
11
y el cuadro i
21
. Utilizar
tanto positivas como negativas. La figura 8
-14 muestra pen­
dientes positivas, negativas y cero.
Las líneas a y b tienen pendientes positivas, lo que implica que
el objeto se desplazó lejos del origen del sistema de referencia. Sin embargo, la línea a tiene una pendiente más pronunciada que la
de la línea b , lo que indica que el objeto se desplazó una mayor
distancia por unidad de tiempo. La línea c ilustra una pendien
­‑
te negativa, indicando que el objeto se estaba moviendo hacia el origen. La línea
d muestra una pendiente cero, lo que
significa que el objeto no se desplazó ni lejos de ni hacia el origen durante ese tiempo. Las líneas e y f tienen pendientes
idénticas, pero la pendiente de e es positiva mientras que la de
f es negativa.
MÉTODO DE PRIMERA DIFERENCIA CENTRAL
Los datos cinemáticos recopilados en ciertos estudios bio­
mecánicos se basan en posiciones de los puntos terminales
del segmento generados por cada cuadr
o de video con un
intervalo basado en la frecuencia de fotograma de la cámara.
Esto le proporciona al biomecanicista toda la información
requerida para calcular la velocidad. Sin embargo, cuando se
calcula la velocidad en un intervalo ,no se genera la velocidad
Cuadro
A
B
Cuadro
FIGURA 8-15 Localización en el
tiempo de la velocidad.
(A) Utilizando
el método tradicional sobre un intervalo
único. (B) Utilizando el método de pri-
mera diferencia central.
a
b
c
d
e
f
Tiempo (s)
Posición vertical (m)
FIGURA 8-14 Gráfica de diferentes pendientes en una posición
vertical frente al tiempo. Las pendientes a, b y e son positivas. Las pendientes c y f son negativas: d es una pendiente cero.

307. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 295
2Δt representa la velocidad en el mismo tiempo que el cuadro
i ya que es el punto medio del intervalo. Por ejemplo, si se
calcula la velocidad en el cuadro 5, se utilizan los datos de los
cuadros 4 y 6. Si el momento del cuadro 4 es a los 0.0501
segundos y el del cuadro 6 a los 0.0835 segundos, la velocidad
calculada utilizando este método ocurriría a los 0.0668 segun­
dos, o en el cuadro 5 (Fig. 8
-15B).
De for
ma similar, si se calcula la velocidad en el cuadro 3,
se utilizan las posiciones en los cuadros 2 y 4. Dado que el in
­‑
tervalo entre ambos cuadros es el mismo, el cambio en el tiempo sería 2 veces
Δt. Si se calcula la velocidad horizontal en
el momento del cuadro 13, se utilizaría la siguiente ecuación:
=
−
−
v
xx
tt
x13
14 12
14 12
La localización de la velocidad calculada sería en t
13
, o el
mismo punto de tiempo que en el cuadro 13. Este método de cálculo alinea de forma exacta en el tiempo los datos de posi­
ción y velocidad. Se asume que los intervalos entre los cuadros son constantes. Como se mencionó antes, este es usualmente

el caso en los estudios biomecánicos.
El método de primera diferencia central utiliza los datos
antes y después del punto donde se calcula la velocidad. Un problema es que habrá datos faltantes al inicio y al final de la prueba de video. Esto quiere decir que la velocidad al inicio y al final de la prueba corresponde a un estimado, o que se ha utilizado algún otro método para evaluar la velocidad en estos puntos. Un método simple es recopilar y analizar varios cua­
dros antes y después del movimiento de interés. Por ejemplo, si se analiza la zancada durante la mar
cha, se puede utilizar el
primer contacto del pie derecho con el suelo como el evento inicial de la prueba. En ese caso, se analizaría al menos un cuadro antes de dicho evento para calcular la velocidad en el instante en que el pie derecho hace contacto. De forma simi­
lar, si el evento final en la prueba es el subsecuente contacto del pie izquier
do, se analizaría al menos un cuadro después de
dicho evento para calcular la velocidad al final del evento. En la práctica, los biomecanicistas generalmente digitalizan varios cuadros antes y después de la prueba.
TABLA 8-2 Cálculo de la velocidad para un Set de datos de posición-tiempo
Cuadro Tiempo (s) Posición Vertical (y) (m) Velocidad vertical (v
y 
) (m/s)
 1 0.0000 0.00
 2 0.0167 0.15 (0.22 − 0.00) / (0.0334 − 0.00) = 6.59
 3 0.0334 0.22 (0.27 − 0.15) / (0.0501 − 0.0167) = 3.59
 4 0.0501 0.27 (0.30 − 0.22) / (0.0668 − 0.0334) = 2.40
 5 0.0668 0.30 (0.20 − 0.27) / (0.0835 − 0.0501) = – 2.10
 6 0.0835 0.20 (0.00 − 0.30) / (0.1002 − 0.0668) = – 8.98
 7 0.1002 0.00 (– 0.26 − 0.20) / (0.1169 − 0.0835) = –13.77
 8 0.1169 – 0.26 (– 0.30 − 0.00) / (0.1336 − 0.1002) = – 8.98
 9 0.1336 – 0.30 (– 0.22 − (– 0.26)) / (0.1503 − 0.1169) = 1.20
10 0.1503 – 0.22 (0.00 − (– 0.30)) / (0.1670 − 0.1336) = 8.98
11 0.1670 0.00
EJEMPLO NUMÉRICO
Los datos en la tabla 8
-2 representan el movimiento vertical
de un objeto durante 0.167 segundos En este
set de datos, el
índice de fotograma de la cámara fue 60 fps, de modo que t fue 0.0167 segundos. El objeto inicia en reposo, se mueve pri­
mero hacia arriba durante 0.1002 segundos, y luego se mueve hacia abajo más allá de la posición de inicio antes de r
egresar
a la posición de inicio.
Para ilustrar, utilizando la fórmula para el método de pri­
mera diferencia central, el cálculo de la velocidad en el marco 3 sería el siguiente:
=
−
−
=
−
−
=
v
yy
tt
0.27m0.15m
0.0501segundos 0.0167segundos
3.59m/s
y3
42
42
La tabla 8
-2 muestra el cálculo de la velocidad para cada
cuadr
o empleando el método de primera diferencia central.
La figura 8
-16 muestra los perfiles de posición y velocidad
de este movimiento. Cada una de estas velocidades calculadas
representa la pendiente de una línea recta, indicando la tasa
de cambio de posición dentro de ese intervalo, o la velocidad
promedio durante dicho intervalo . Si la posición cambia rápi­
damente, la pendiente de la curva de velocidad se vuelve más
pr
onunciada, y si la posición cambia de forma menos rápida,
la pendiente es menos pronunciada.
Consulte los datos sobre la marcha en el Apéndice C.
Calcule la velocidad vertical y horizontal de la articula-
ción de la rodilla durante un ciclo completo de marcha
empleando el método de primera diferencia central.
Grafique tanto la velocidad horizontal como la vertical y
discuta sobre las características de cinemática lineal de
la articulación de la rodilla durante las fases de apoyo
(cuadros 1 a 41) y de balanceo (cuadros 42 a 69).

308. 296 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
VELOCIDAD INSTANTÁNEA
Aun cuando se utiliza el método de primera diferencia central,
se calcula una velocidad promedio durante un intervalo. En
algunas instancias, puede ser necesario calcular la velocidad en
un instante en particular. Esto se denomina velocidad instan­
tánea. Cuando el cambio en el tiempo, Δ t, se vuelve cada vez

más pequeño, la velocidad calculada es el promedio durante
un intervalo mucho más corto. El valor calculado se aproxima
entonces a la velocidad en un instante particular en el tiempo.
En el proceso de acortar de manera progresiva el intervalo, t
eventualmente se aproximará a cero. En la rama de las mate­
máticas llamada cálculo, esto se conoce como límite. Un límite
se pr
esenta cuando el cambio en el tiempo se acerca a cero. El
concepto de límite se ilustra de manera gráfica en la figura 8
-17.
Si se calcula la velocidad durante el intervalo de t
1
a t
2
, como
se realiza utilizando el método de primera diferencia central, se
calcula la pendiente de una línea llamada secante. Una línea secante intersecta a una línea cur
va en dos puntos sobre la
curva. La pendiente de esta secante es la velocidad promedio durante el intervalo de t
1
a t
2
. Sin embargo, cuando el cambio
en el tiempo se aproxima a cero, la línea de hecho toca la cur
­‑
va en solo un punto. Esta línea es en realidad una línea tangente a la cur
va, esto es, una línea que toca la curva en sólo un punto.
La pendiente de la tangente representa la velocidad instantá
­‑
nea debido a que el intervalo es tan pequeño que bien podría ser cer
o.
Por tanto, la velocidad instantánea es la pendiente de una
línea tangente a la curva de posición
-tiempo. En cálculo, la
velocidad instantánea se expresa como un límite. El numera­
dor en un límite está representado por dx o
dy, lo que significa
un cambio muy, muy pequeño en las posiciones horizontal o vertical, respectivamente. El denominador se representa como dt, lo que quiere decir un cambio muy, muy pequeño en el
tiempo. Para los casos horizontal y vertical, las fórmulas para la velocidad instantánea expresadas como límites son:
=
→
=
→
v
x
t
t
v
y
t
t
límite
d
d
d0
límite
d d
d0
x
y
Para la velocidad instantánea horizontal, esto se lee como
dx/dt, o el límite de v
x
a medida que dt se aproxima a cero.
También se conoce como la derivada de x respecto a t . De
forma similar, la velocidad instantánea vertical, dy /dt, es el
límite de v
y
a medida que dt se aproxima a cero, o la derivada
de y con respecto a t .
EJEMPLO GRÁFICO
Es posible graficar una estimación de la forma de una curva de
velocidad con base en la forma del perfil posición
-tiempo. La
capacidad para hacer esto es muy importante para demostrar nuestra comprensión de los conceptos previamente discuti­
dos. Se utilizarán dos de estos conceptos para construir la grá­
fica: (a) la pendiente y (b) el extremo local. Un extremo local es el punto donde una cur
va cambia de dirección (cuando
∆t0
Tangente
Posición (m)
Tiempo (s)
t
1 t2 ti t3 t4
b
a
FIGURA 8-17 La pendiente de la secante a es la velocidad prome-
dio durante el intervalo de t
1
a t
4
. La pendiente de la secante b es la
velocidad promedio durante el intervalo de t
2
a t
3
. La pendiente de
la tangente es la velocidad instantánea en el intervalo t
i
cuando el
intervalo es tan pequeño que para fines prácticos es cero.
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18
Tiempo (s)
Velocidad (m/s)
B
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
Posición (m)
A
FIGURA 8-16 Perfil de posición-tiempo (A) y perfil de veloci-
dad-tiempo (B) de los datos en la tabla 8-2.

309. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 297
posición-tiempo son 1) positiva, 2) negativa, 3) positiva y
4) negativa. Desde el comienzo del movimiento hasta el
extremo local P
1
, el objeto se estaba moviendo en una direc­
ción positiva, pero en el extremo local P
1
, la velocidad era cero.
La curva de velocidad correspondiente en esta sección debe
incrementarse positivamente y luego se vuelve menos positiva,
regresando por tanto a cero. En la sección 2 de la curva de
posición
-tiempo, la pendiente es negativa, indicando que la
velocidad debe ser negativa. Sin embargo, los extremos locales P
1
y P
2
, indican que la velocidad en estos puntos será cero. Por
tanto, en la sección 2, la curva de velocidad correspondiente inicia desde cero, se incrementa en forma negativa, y luego se vuelve menos negativa, regresando a cero en P
2
. De manera
similar, se puede generar la forma de la curva de velocidad para las secciones 3 y 4 de la curva de posición (Fig. 8
-19B).
Aceleración
En el movimiento humano, la velocidad de un cuerpo o un seg­
mento corporal rara vez es constante. La velocidad a menudo cambia durante un movimiento. Aun cuando la velocidad es

constante, puede serlo sólo cuando se promedia durante un intervalo grande. Por ejemplo, en una carrera de distancia, el corredor puede correr distancias consecutivas de 400 m en 65 segundos, indicando una velocidad constante en cada distancia. Sin embargo, un análisis detallado revelará que el corredor de hecho incrementó y disminuyó la velocidad, siendo el prome­
dio durante los 400 m constante. De hecho, se ha demostrado que
los corredores disminuyen y luego incrementan la velo­
cidad durante cada contacto de cada pie con el suelo (2). Si la velocidad cambia continuamente, par
ecería que deberían
considerarse estas variaciones en la velocidad. Además, la tasa a la cual cambia la velocidad puede estar relacionada a las fuerzas que generan el movimiento.
La tasa de cambio en la velocidad con respecto al tiempo
se llama aceleración. En el uso cotidiano, acelerar quiere decir ir más rápido. En un auto, cuando se presiona el acelerador, la rapidez del auto aumenta. Cuando se suelta el acelerador, la rapidez disminuye. En ambos casos, la dirección del auto no tiene importancia, ya que la rapidez es escalar. Sin embargo, la aceleración se refiere tanto al incremento como a la disminu­
ción de las velocidades. Dado que la velocidad es un vector, la aceleración también debe ser un vector
.
La aceleración, por lo regular designada con la letra minús­
cula a, puede deter
minarse de la siguiente manera:
=a
cambioenlavelocidad
cambioeneltiempo
En términos más generales,


=
−
−
=
=
a
a
v
t
velocidadvelocidad
tiempoenlaposiciónfinaltiempoenlaposicióninicial
cambioenlavelocidad
cambioeneltiempo
fi
alcanza un máximo o un mínimo). La pendiente en este punto es cero, de modo que la derivada de la curva en ese punto en el tiempo será cero (Fig. 8
-18). Esto es, cuando la posición
cambia la dirección, la velocidad en el punto del cambio en la dirección será instantáneamente cero.
En la figura 8
-19A, se grafica la posición horizontal de un
objeto en función del tiempo. Los extremos locales, los pun­
tos en los que la curva cambia de dirección, están indicados como P
1
, P
2
y P
3
. En estos puntos, por definición, la velocidad
será cero. Si la curva de velocidad se construye sobre la misma línea de tiempo, estos puntos pueden proyectarse a la línea de velocidad
-tiempo, sabiendo que la velocidad en estos pun­
tos será cero. Las pendientes de cada sección de la curva de
Posición (m)
Cambio en la dirección
pendiente = 0
Cambio en la dirección
pendiente = 0
Tiempo (s)
Pendiente positiva
Pendiente positiva
Pendiente negativa
FIGURA 8-18 Extremos locales (pendiente 0) en una gráfica de
posición-tiempo.
0
Velocidad (m/s)
P
1
Tiempo (s)
Velocidad
positiva
Posición (m)
P
2
P
3
Velocidad
positiva
Velocidad
negativa
Velocidad
negativa
+
–
0
+
pendiente + pendiente +pendiente – pendiente –
A
B
1
2
3
3
2
1
4
4
FIGURA 8-19 Curva de posición-tiempo (A) y la respectiva curva
de velocidad-tiempo (B) trazadas empleando los conceptos de extre-
mos locales y pendientes.

310. 298 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
=
→
a
v
t
t
límite
d
d
d0
x
x
para la aceleración horizontal, y
=
→
a
v
t
t
límite
d
d
d0
y
y
para la aceleración vertical. El término dv se refiere al cambio
en la velocidad. La aceleración horizontal es el límite de v
x
a
medida que dt se aproxima a cero, y la aceleración vertical es
el límite de v
y
a medida que dt se aproxima a cero.
ACELERACIÓN Y LA DIRECCIÓN
DEL MOVIMIENTO
Un factor que complica la comprensión del significado de
la aceleración se relaciona con la dirección del movimiento
de un objeto. El término acelerar se utiliza a menudo para
indicar un aumento en la velocidad, y el término desacelerar
para describir una reducción en la velocidad. Estos términos
son apropiados cuando el objeto a consideración se mueve
de forma continua en la misma dirección. Aun si la velocidad
y, por tanto la aceleración, cambian, la dirección en la que el
objeto se está desplazando puede no cambiar. Por ejemplo, un
corredor en una carrera de 100 m comienza desde el reposo
o desde una velocidad cero. Cuando la carrera comienza, el
corredor incrementa su velocidad hasta la marca de 50 m,
y la aceleración es positiva. Después de llegar a la marca de
50 m, la velocidad del corredor puede no cambiar durante
un tramo de la carrera; hay cero aceleración. Habiendo cru­
zado la línea de meta, el corredor reduce la velocidad; ésta
es una aceleración negativa. De modo eventual, el corredor se
detiene, punto en el cual la velocidad es igual a cer
o. Durante
la carrera, el corredor se movió en la misma dirección, pero
tuvo una aceleración positiva, cero y negativa. Por tanto, está
claro que el signo de la aceleración no puede determinarse
únicamente con base en la dirección del movimiento.
Imagine un atleta completando una carrera que consiste en
un tramo de 10 m lejos de la posición inicial, seguido de otra
distancia de 10 m de r
egreso hacia la posición inicial. En la figu
­‑
Las unidades de aceleración son la unidad de velocidad (m/s)
dividida entre la unidad de tiempo (segundo), resultando en
metros por segundo sobre segundo (m/s/s) o m/s
2
o m · s
2
:
)(
)(
=aceleración
velocidadm/s
tiemposegundo
Esta es la unidad de aceleración más comúnmente utilizada
en biomecánica.
En muchos estudios biomecánicos se utiliza el método de
primera diferencia central para calcular la aceleración. El uso
de este método significa que la aceleración calculada se asocia con un tiempo en el movimiento donde también están aso­
ciados una velocidad calculada con un punto digitalizado. La
fórmula de primera diferencia central para calcular la acelera­
ción es análoga a la utilizada para calcular la velocidad:

a
vx vx
t2
xi
ii11
=
−
+−
para el componente horizontal, y

=
−
+−
a
vy vy
t2
xi
ii11
para el componente vertical. Por ejemplo, para calcular la aceleración en el cuadro 7, se utilizarían los valores de veloci­
dad en los cuadros 8 y 6 y 2 veces el intervalo entre cuadros individuales.
ACELERACIÓN INSTANTÁNEA
Dado que la aceleración representa la tasa de cambio en la velocidad con respecto al tiempo, los conceptos relacionados con la velocidad también aplican para la aceleración. Por tanto, la aceleración puede representarse como una pendiente indicando la relación entre velocidad y tiempo. En una gráfica de velocidad
-tiempo, la inclinación y dirección de la pendiente
indican si la aceleración es positiva, negativa o cero.
La aceleración instantánea puede definirse de forma aná­
loga a la velocidad instantánea. Esto es, la aceleración instan­
tánea es la pendiente de una línea tangente a una gráfica de velocidad
-tiempo o como un límite:
Inicio
Meta
Dirección positiva
Dirección negativa
dirección positiva
velocidad positiva en aumento
aceleración positiva
dirección negativa
velocidad negativa que disminuye
aceleración positiva
dirección positiva
velocidad positiva que disminuye
aceleración negativa
dirección negativa
velocidad negativa en aumento
aceleración negativa
Punto de cambio
en la dirección
t0
t4
t1
t3
t2
t2
FIGURA 8-20
 El movimiento
hacia
la derecha se considera posi-
tivo y hacia la izquierda, negativo.
La velocidad es negativa o positiva
con base en la dirección del movi-
miento. La aceleración puede ser
positiva, negativa o cero con base
en el cambio en la velocidad.

311. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 299
sólo puede determinarse a partir de una combinación de la
dirección del movimiento y si la velocidad está aumentando
o disminuyendo. Puede haber aceleraciones tanto positivas
como negativas sin que el objeto cambie de dirección. Si la
velocidad final es mayor a la velocidad inicial, la aceleración es
positiva. Por ejemplo:
=
−
−
=
−
−
=
=
a
vv
tt
10m/s3m/s
3segundos1segundo
7m/s
2segundos
3.5m/s
fi
fi
Sin embargo, si la velocidad final es menor a la velocidad
inicial, la aceleración es negativa. Por ejemplo:
=
−
−
=
−
−
=
−
=−
a
vv
tt
4m/s10m/s
5segundos3segundos
6m/s
2segundos
3m/s
fi fi
En el primer caso, se dice que el objeto está acelerando, y
en el último, desacelerando. Sin embargo, estos términos se
vuelven confusos cuando el objeto cambia de dirección. Con
el propósito de no confundir, es mejor evitar los términos
aceleración y desaceleración; es preferible utilizar aceleración
positiva y negativa.
EJEMPLO NUMÉRICO
Se utilizarán los datos de velocidad calculados de la tabla 8
-2
r
epresentando la posición vertical (y ) de un objeto para ilustrar
el método de primera diferencia central para calcular la acele­
ración. En la tabla 8
-3 se presenta el tiempo en cada cuadro, la
posición ver
tical, la velocidad vertical y la aceleración vertical
calculada para cada cuadro.
Por ejemplo, para calcular la aceleración en el momento
del cuadro 4:
=
−
−
=
−−
−
=−
a
vv
tt
2.10m/s3.59m/s
0.0668segundos 0.0334segundos
170.36m/s
y4
53
53
2
La figura 8
-22 representa gráficas de los perfiles de velo­
cidad y aceleración del movimiento completo. A medida que
la velocidad se incr
ementa rápidamente, la pendiente de la
curva de aceleración se vuelve más pronunciada, y conforme
la velocidad cambia de manera rápida, la pendiente es menos
pronunciada.
t
1t
0 t
2 t
3 t
4
dirección +
velocidad +
aceleración +
dirección –
velocidad –
aceleración +
dirección +
velocidad +
aceleración –
dirección –
velocidad –
aceleración –
Dirección hacia adelante Dirección hacia atrás
0
+
–
t
1
t
0
t
2
t
3
t
4
0
+
–
A
B
Velocidad (m/s) Aceleración (m/s
2
)
FIGURA 8-21 La relación gráfica entre aceleración y dirección de
movimiento durante una carrera (t
2
indica cuando el corredor cambió
de dirección).
ra 8
-20 se ilustran las dos secciones de esta carrera. El primer
tramo de 10 m de la car
rera puede considerarse una carrera
en una dirección positiva. El corredor incrementa la velocidad
y luego, al acercarse al punto de retorno, debe disminuir la
velocidad positiva. Por tanto, el corredor debe tener una ace­
leración positiva seguida de una aceleración negativa. La figura
8
-21 muestra un perfil idealizado de velocidad horizontal y
la correspondiente aceleración horizontal para la carrera. El tramo de 10 m en una dirección de t
0
a t
2
ilustra que la velo­
cidad positiva como cambio en la posición estuvo constante­
mente alejándose del eje y . Además, mientras que la pendiente

en la curva de la velocidad de t
0
a t
1
es positiva, indicando una
aceleración positiva, la pendiente de la curva de velocidad de t
1
a t
2
es negativa, resultando en una aceleración negativa a
medida que el corredor disminuye su velocidad antes de dete­
nerse y girar para regresar.
En el punto de
retorno, el corredor, ahora corriendo en
una dirección negativa, aumenta la velocidad negativa (Fig. 8
-20), resultando en una aceleración negativa. Al acercarse
a la línea de meta, el corredor debe disminuir la velocidad negativa para tener una aceleración positiva. Esto se ilustra gráficamente en la figura 8
-21; de t
2
a t
4
, la velocidad es nega­
tiva debido a que el objeto se movió de nuevo hacia el eje y o
el punto de r
eferencia. La pendiente de la curva de velocidad
de t
2
a t
3
es negativa, indicando una aceleración negativa.
Al continuar hacia la meta, el corredor comienza a dismi­
nuir su velocidad en la dirección negativa. Esta disminución en
la velocidad negativa es una aceleración positiva y se ilustra en la sección de
t
3
a t
4
debido a que la pendiente en la curva
de velocidad es positiva. Por tanto, el signo de la aceleración

312. 300 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
EJEMPLO GRÁFICO
Previamente se graficó una estimación de la forma de la rela­
ción entre la posición y la velocidad utilizando los conceptos
de pendiente y extr
emos locales. También es posible graficar
una estimación de la forma de la curva de aceleración con
base en la forma del perfil de velocidad-tiempo. De nuevo
se utilizan los conceptos de pendiente y extremos locales, esta vez en una gráfica de velocidad
-tiempo. La figura 8-23A
representa la velocidad horizontal de los datos presentados en la figura 8
-19. Los extremos locales de la curva de velocidad,
-600
-400
-200
0
200
400
600
0.000.030.060.090.120.150.18
Tiempo (s)
Velocidad (m/s) Aceleración (m/s/s)
B
-20
-10
-15
-5
0
10
20
5
15
A
FIGURA 8-22 Perfil de velocidad-tiempo (A) y el perfil de acelera-
ción-tiempo (B) para la tabla 8-3.
Velocidad (m/s)
Aceleración (m/s
2
)
Tiempo (s)
V
2
V
1
0
+
–
0
+
–
pendiente +pendiente – pendiente –
aceleración – aceleración –aceleración +A
B
FIGURA 8-23 Relación entre la curva de velocidad-tiempo y la
curva de aceleración-tiempo trazada utilizando los conceptos de
extremos locales y pendientes.
TABLA 8-3 Cálculo de la aceleración a partir de un set de datos de velocidad-tiempo
Cuadro Tiempo (s)
Posición vertical
(y) (m)
Velocidad vertical
(v
y

) (m/s) Aceleración (a
y
) (m/s
2
)
 1 0.0000 0.00
 2 0.0167 0.15 6.59
 3 0.0334 0.22 3.59 (2.40 − 6.59) / (0.0501 − 0.0167) = −125.50
 4 0.0501 0.27  2.40 (– 2.10 − 3.59) / (0.0668 − 0.0334) = −170.32
 5 0.0668 0.30 −2.10 (−8.98 − 2.40) / (0.0835 − 0.0501) = −340.64
 6 0.0835 0.20 −8.98 (−13.77 − (−2.10)) / (0.1002 − 0.0668) = −349.60
 7 0.1002 0.00 −13.77 (−8.98 − (−8.98)) / (0.1169 − 0.0835) = 0.00
 8 0.1169 – 0.26 −8.98 (1.20 − (−13.77)) / (0.1336 − 0.1002) = 448.21
 9 0.1336 – 0.30  1.20 (8.98 − (−8.98)) / (0.1503 − 0.1169) = 537.72
10 0.1503 – 0.22  8.98
11 0.1670 0.00

313. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 301
Sin embargo, el significado de la integral no es tan obvio
como el de la derivada. La integración requiere calcular
el área bajo la curva de velocidad-tiempo para determinar el
desplazamiento pr
omedio, o el área bajo la curva de acelera­
ción
-tiempo para la determinación de la velocidad promedio.
El signo de integración
t
2
t
1
es una s alargada; indica la suma de las áreas bajo el tiempo t
1

y el tiempo t
2
.
El área bajo la curva de aceleración
-tiempo representa el
cambio en la velocidad durante el intervalo. Esto puede ser
demostrado analizando las unidades al calcular el área bajo
la curva. Por ejemplo, tomar el área bajo la curva de acelera­
ción
-tiempo involucra multiplicar un valor de aceleración por
un valor de tiempo:
Ár
ea bajo la curva = aceleración × tiempo=×
=
×
×
=
m
s
s
m
ss
s
m/s
2
El área bajo la curva tendría unidades de velocidad. Por
tanto, una medición de la velocidad es el área bajo una curva
de aceleración
-tiempo. Esta área representa el cambio en la
velocidad durante el intervalo en cuestión. De forma similar, el cambio en el desplazamiento es el área bajo la curva de velocidad
-tiempo.
La figura 8-24 ilustra el concepto del área bajo la curva.
Dos rectángulos representan una aceleración constante de
3 m/s
2
durante 6 segundos en la primera porción de la curva,
y una aceleración constante de 7 m/s
2
durante 2 segundos.
El área de un rectángulo es el producto de la longitud y la
donde la curva cambia de dirección, se indican como v
1
y v
2
.
En estos puntos, la aceleración es cero. Construir la curva
de aceleración sobre la misma línea de tiempo que la curva de
velocidad permite la proyección de la ocurrencia de estos extr
emos locales de la línea de tiempo de la curva de veloci­
dad a la línea de aceleración
-tiempo.
Las
pendientes de cada sección en la curva de veloci­
dad
-tiempo son (a) a v
1
, negativa; (b) v
1
a v
2
, positiva, y (c)
más allá de v
2
, negativa. La curva de velocidad hasta v
1
tiene
una pendiente negativa, pero la curva alcanza el extremo local en v
1
. La curva de aceleración correspondiente para esta
sección (Fig. 8
-23B) es negativa, pero se vuelve cero en el
extremo local v
1
. Entre v
1
y v
2
, la curva de velocidad tiene una
pendiente negativa. La curva de aceleración entre estos pun­
tos en el tiempo comienza con un valor de cero en el tiempo cor
respondiente a v
1
, se vuelve más positiva, y eventualmente
regresa a cero en el tiempo correspondiente a v
2
. Se puede
utilizar una lógica similar para describir la construcción del resto de la curva de aceleración.
Diferenciación e integración
La discusión hasta ahora ha sido sobre el análisis cinemático basado en un proceso donde se acumulan primero los datos sobre la posición. Posteriormente se pueden realizar más
cálculos utilizando los datos de posición y tiempo. Cuando
se calcula la velocidad a partir del desplazamiento y el tiempo, o cuando se calcula la aceleración a par
tir de la velocidad
y el tiempo, la matemática se llama diferenciación. La solu­ ción del pr
oceso de diferenciación se conoce como derivada.
Una derivada es simplemente la pendiente de una línea, ya sea secante o tangente, en función del tiempo. Por tanto cuando se calcula la velocidad a partir de la posición y el tiempo,
la diferenciación es el método utilizado para calcular la deri­
vada de la posición. La velocidad es la derivada del despla­
zamiento y el tiempo. De forma similar, la aceleración es la derivada de la velocidad y el tiempo.
Sin embar
go, en ciertas situaciones se pueden obtener
datos de aceleración. A partir de estos datos, se pueden calcu­ lar velocidades y posiciones con base en un proceso opuesto al de la diferenciación. Este proceso matemático se conoce como integración. A menudo a la integración se le llama anti­
diferenciación. El resultado del cálculo de integración recibe el nombr
e de integral. Por tanto, la velocidad es la integral
de tiempo de la aceleración. La siguiente ecuación describe lo antes descrito:
v
2
1
t
t
a dt
donde
t2
t1 representa el signo de integración. Esta expresión
establece que la velocidad es la integral de la aceleración del tiempo 1 al tiempo 2. Los términos t
1
y t
2
definen los puntos
inicial y final entre los que se evalúa la velocidad. De igual forma, la posición es la integral de la velocidad:
s
L
t
2
t
1
v dt
aceleración (m/s
2
)
tiempo (s)
FIGURA 8-24 Curva idealizada de aceleración-tiempo. El área A es
igual a 3 m/s
2
× 6 segundos o 18 m/s. Esto representa el cambio en
la velocidad durante el intervalo de 0 a 6 segundos. El cambio en la
velocidad para el área B es 14 m/s.

314. 302 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
el estudio de la marcha humana. Las formas más estudiadas de
marcha humana son la caminata y la carrera.
PARÁMETROS DE LA MARCHA
En ambas formas de movimiento, las acciones del cuerpo
son cíclicas, involucrando secuencias en las que el cuerpo está
apoyado primero sobre una pierna y luego sobre la otra. Estas
secuencias están definidas por ciertos parámetros. En la figura
8
-25 se presentan parámetros típicos como la zancada y el
paso. Un ciclo locomotor o zancada está definido por eventos en estas secuencias. Una zancada se define como el intervalo desde un evento en una extremidad hasta que ocurre el mismo evento en la misma extremidad en el siguiente contacto. Por lo regular un evento como el primer instante en que el pie hace contacto con el suelo define el comienzo de una zancada. Por ejemplo, una zancada podría definirse desde el contacto del talón del pie derecho con el suelo hasta el siguiente con­
tacto del talón del pie derecho. La zancada puede subdivi­
dirse en pasos. Un paso es una porción de la zancada desde
un evento que ocurre en una pierna hasta que ocurre el
mismo evento en la pier
na opuesta. Por ejemplo, un paso
puede definirse como el contacto del pie de la extremidad
derecha hasta el contacto del pie de la extremidad izquierda.
Por tanto, dos pasos equivalen a una zancada, también cono­
cida como un ciclo de marcha.
La longitud de la zancada y la tasa de zancada están entr
e
los parámetros de cinemática lineal más comúnmente estudia­
dos. La longitud de la zancada es la distancia cubierta por una
zancada, y la tasa
de zancada se refiere al número de zancadas
por minuto. La velocidad al correr o caminar es el resultado
de la relación entre la tasa y la longitud de la zancada. Esto es:
Velocidad de carrera = longitud de la zancada × tasa de zancada
La velocidad puede incrementarse aumentando la longitud
o la tasa de la zancada, o ambas. En la tabla 8
-4 se presentan
ejemplos de características de la zancada que van desde una caminata lenta hasta un sprint, que claramente muestran los ajustes en la tasa y longitud de la zancada que contribuyen al incremento en la velocidad. La zancada sólo puede alargarse hasta cierto punto; de hecho, para velocidades de caminata de 0.75 m/s en adelante, la rotación pélvica comienza a con­
tribuir al alargamiento de la zancada (31). Muchos estudios (9,
19, 22, 28) han mostrado que al correr, tanto la tasa
anchura del rectángulo. El área bajo el primer rectángulo,
A, es 3 m/s
2
por 6 segundos, o 18 m/s. En el rectángulo B ,
el área es 7 m/s
2
por 2 segundos, o 14 m/s. El área total es
32 m/s. Este valor representa la velocidad promedio durante
este periodo.
Las cur
vas de velocidad
-tiempo y de aceleración-tiempo
por lo regular no forman rectángulos como en los ejemplos previos, de modo que el cálculo de la integral no es tan sim­
ple. La técnica generalmente utilizada se denomina suma de Riemann. Depende del tamaño del inter
valo, dt . Si dt es lo
bastante pequeño, y en un estudio cinemático generalmente lo es, la integral o área bajo la curva se puede calcular sumando de manera progresiva el producto de cada punto de datos a
lo largo de la curva y el dt . Por ejemplo, si la cur
va a integrar
es una curva de velocidad
-tiempo, la integral es igual al cam­
bio en la posición. Si la curva horizontal de velocidad-tiempo
se
conforma a partir de 30 puntos de datos, cada uno con
0.005 segundos de separación, la integral sería:
t
30
t
i
v
xi
dt ds
y para encontrar el área bajo la curva:
∑ )(=×
=
sv tdd
xi
i1
30
El cálculo de la suma de Riemann generalmente ofrece una
excelente estimación del área bajo la curva.
Cinemática lineal
al caminar y correr
Un análisis cinemático describe las posiciones, velocidades y aceleraciones de los cuerpos en movimiento. Es uno de los tipos más básicos de análisis que pueden realizarse dado que se utiliza sólo para describir el movimiento sin referencia a las causas del mismo. Los datos cinemáticos usualmente se recopilan, como se describió antes, utilizando cámara de video de alta velocidad o sensores, y las posiciones de los segmen­
tos corporales se generan a través de digitalización u otras técnicas
de reconocimiento de marcadores. Para ilustrar el
análisis cinemático en biomecánica, se utilizará como ejemplo
Contacto del
talón derecho
Contacto del
talón izquierdo
Contacto del
talón izquierdo
Contacto del
talón derecho
Contacto del
talón derecho
1 zancada 1 paso
FIGURA 8-25 Parámetros de la
zancada durante la marcha.

315. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 303
Consulte los datos de caminata en el Apéndice C. Calcule
la longitud del paso, la frecuencia de paso, la longitud
de la zancada, la frecuencia de zancada y la cadencia
(pasos por minuto). Calcule la velocidad de caminata.
Cada individuo tiene una velocidad preferida a la cual opta
por empezar a correr en lugar de a caminar más rápido. Esta
velocidad usualmente se encuentra alrededor de los 2 m/s.
La velocidad de caminata a la que los individuos comienzan a
correr es más alta que la velocidad de carrera a la cual cambian
de nuevo y empiezan a caminar (20).
Los parámetros de la marcha se ajustan cuando las condi­
ciones físicas o ambientales ofrecen restricciones al ciclo de
la
marcha. Por ejemplo, un individuo con una discapacidad
física por lo regular camina a una velocidad y cadencia más
bajas incrementando la fase de apoyo del ciclo, disminuyendo
la fase de balanceo, y acortando la longitud del paso (25).
Muchos individuos con parálisis cerebral tienen alteraciones
significativas en la marcha, evidenciadas por velocidades bajas,
zancadas cortas, una cadencia lenta y más tiempo en doble
como la longitud de la carrera se incrementan al aumentar
la velocidad, pero el ajuste no es proporcional a velocidades
más altas. Esto se ilustra en la figura 8
-26. Para velocidades de
hasta 7 m/s, los incrementos son lineales, pero a velocidades más altas hay un aumento más pequeño en la longitud de la zancada y un mayor incremento en la tasa de zancada. Esto indica que al realizar un sprint, los corredores incrementan su velocidad aumentanto la tasa de zancada más que la longitud de la misma. Un corredor al iniciar incrementa su velocidad aumentando la longitud de la zancada. Sin embargo, existe un límite físico a qué tanto puede un individuo incrementar esta longitud. Por tanto, para correr más rápido, el corredor debe incrementar la tasa de su zancada.
Se ha observado que los individuos eligen una velocidad
para caminar o correr (velocidad preferida de locomoción) y una longitud de zancada preferida a dicha velocidad de cami­
nata preferida (18). La desviación de la longitud de zancada y
de la velocidad preferidas tiene consecuencias serias para el
individuo. Los investigadores han demostrado que incremen­
tar o disminuir la longitud de la zancada mientras se mantiene una velocidad locomotora constante, puede incr
ementar el
costo de oxígeno de la locomoción (12, 18). Esto se ilustra en la figura 8
-27.
TABLA 8-4 Comparación de las características de la zancada entre
la caminata y la carrera
Variable Caminata (17,25) Carrera (22,25) Sprint
Velocidad (m/s) 0.67–1.32 1.65–4.00 8.00–9.00
Longitud de la zancada (m) 1.03–1.35 1.51–3.00 4.60–4.50
Cadencia (pasos/min) 79.00–118.00 132.00–200.00
Tasa de zancada (Hz) 0.65–0.98 1.10–1.38 1.75–2.00
Tiempo de ciclo (s) 1.55–1.02 0.91–0.73 0.57–0.50
Apoyo (Porcentaje del ciclo de marcha) 66.00–60.00 59.00–30.00 25.00–20.00
Balanceo (Porcentaje del ciclo de marcha) 34.00–40.00 41.00–70.00 75.00–80.00
Velocidad de carrera (m/s)
46 81 0
1.0
1.5
2.04.5
Longitud de la zancada
Tasa de zancada
4.0
3.5
3.0
2.5
SL
(m
)
SR
(Hz)
FIGURA 8-26 Cambios en la longitud de la zancada y en la tasa
de zancada en función de la velocidad de carr
era. (Adaptada de
Luhtanen, P., Komi, P. V. [1973]. Mechanical factors influencing running
speed. En E. Asmussen, K. Jorgensen (eds.). Biomechanics Vl-B. Balti-
more, MD: University Park Press.)
3.5
3.0
2.5
2.0
−20% −10% PFS +10% +20
Frecuencia de zancada
Consumo de oxígeno (1/min)
FIGURA 8-27 Consumo de oxígeno en función de la fre-
cuencia de zancada.

316. 304 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
con el suelo o no. Al caminar, siempre hay un pie sobre el
piso, con un periodo breve en donde ambos pies están sobre
el piso, creando una secuencia alternante de apoyo sencillo y
doble (Fig. 8
-28). Al correr, la persona no siempre tiene un
pie sobre el suelo; hay una fase aérea seguida de fases alternan­
tes de apoyo sencillo.
Utilizando MaxTRAQ(®), importe el archivo de video
incluido en el programa de la mujer caminando. ¿Cuál es
la duración del tiempo que pasa en apoyo único y apoyo
doble durante una zancada? (Nota: El tiempo entre cua -
dros es de 0.0313 segundos).
CURVA DE VELOCIDAD
La cinemática lineal de la caminata y la carrera a nivel de
competencia también ha sido estudiada por los biomecanicis­
tas. En varios casos, los atletas fueron considerados como un
único punto sin
tomar en cuenta el movimiento de los brazos
y las piernas como unidades individuales. Con el paso de los
años, varios investigadores han intentado medir la curva de
velocidad de un corredor durante una carrera de velocidad
(14). A. V. Hill, quien después ganó el Premio Nobel en
fisiología, propuso un modelo matemático simple para repre­
sentar la curva de velocidad, e investigaciones subsecuentes
han confir
mado este modelo (Fig. 8
-29). La mayoría de los
velocistas se apega relativamente bien a este modelo. Al inicio de la carrera, la velocidad de un corredor es cero. La velocidad se incrementa rápidamente al principio, pero después se nivela
apoyo. Los factores ambientales también pueden influenciar
a la marcha; por ejemplo, cuando la superficie sobre la que
se camina se vuelve resbalosa, la mayoría de los individuos
reduce la longitud de sus pasos. Esto minimiza la probabilidad
de caer al incrementar el ángulo de contacto del talón con el
piso y disminuyendo el potencial para el desplazamiento
del pie sobre la superficie resbalosa (3).
La zancada al cor
rer y caminar puede subdividirse en fases
de apoyo y sin apoyo (o balanceo). La fase de apoyo ocurre
cuando el pie está en contacto con el suelo, esto es, desde el
punto donde el pie hace contacto hasta el punto donde el pie
abandona el suelo. La fase de apoyo a menudo se subdivide en
choque del talón, seguido de pie en plano, apoyo medio, ele­
vación del talón y despegue de los dedos. La fase sin apoyo o
de balanceo ocur
re desde el punto cuando el pie abandona el
suelo hasta que el mismo pie toca el suelo de nuevo. El tiempo
proporcional que se pasa en las fases de apoyo o balanceo varía
de manera considerable al caminar y correr. Al caminar, el
porcentaje de zancada total que se pasa en apoyo y balanceo
es de alrededor de 60 y 40%, respectivamente. Estos índices
cambian con el aumento de la velocidad tanto al cor
rer como
al caminar (Tabla 8
-4). El tiempo absoluto y el tiempo rela­
tivo (un porcentaje del tiempo total de zancada) utilizados en la
fase de apoyo disminuyen a medida que las velocidades se
incrementan (1, 2). Los cambios típicos en el tiempo relativo de la fase de apoyo al correr están en un rango de 68% con un paso de trote a 54% en un sprint moderado, a 47% en un sprint completo.
El tiempo que se pasa en las fases de apoyo y de balanceo
es sólo uno de los factores que diferencian a la caminata de la carrera. El otro factor que determina si la marcha es una caminata o una carrera es si siempre hay un pie en contacto
despegue de los
dedos lado izquierdo
fase de balanceo
lado izquierdo
fase de balanceo
lado derecho
doble
apoyo
doble
apoyo
doble
apoyo
apoyo sencillo
lado derecho
apoyo sencillo
lado izquierdo
fase de apoyo lado izquierdo
fase de apoyo lado derecho
despegue de los
dedos lado derecho
PIERNA
IZQUIERDA
PIERNA DERECHA
TIEMPO
despegue de los
dedos lado izquierdo
contacto inicial
lado izquierdo
contacto
inicial lado
derecho
contacto
inicial lado
derecho
FIGURA 8-28 Apoyo y doble apoyo durante la caminata.

317. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 305
a un valor constante. Esto quiere decir que el corredor acelera
rápido al principio, pero la aceleración disminuye hacia el final
de la carrera. El velocista no puede aumentar la velocidad de
forma indefinida durante la carrera. De hecho, el ganador
de una carrera de velocidad es por lo regular el corredor cuya
velocidad disminuye lo menos hacia el final de la car
rera. La
figura 8
-30 ilustra los datos de desplazamiento, velocidad y
aceleración de la final femenil de 100 m planos en los juegos olímpicos del año 2000. Las gráficas demuestran caracterís­
ticas similares para Marion Jones (Fig. 8
-28A) y Savatheda
Fynes (Fig. 8-28B), aun cuando terminaron la carrera en
primera y séptima posición, respectivamente. En un estudio de velocistas femeninas (6), se reportó que las velocistas alcan­
zaron su velocidad máxima entre los 23 y 37 m en una carrera de 100 m. T
ambién se reportó que estas corredoras perdieron
un promedio de 7.3% de sus velocidades máximas en los últi­
120
100
80
60
40
20
0
0
Distancia (m)
24 68 10 12
Tiempo (s)
(A) Marion Jones
12
10
8
6
4
2
0
0
Velocidad (m/s)
24 68 10 12
Tiempo (s)
FIGURA 8-30 Curvas de distancia (superior), velocidad (en medio), y aceleración (inferior) del desempeño
en la final femenil de 100 metros planos de los Juegos Olímpicos de 2000 de Marion Jones (A) y Savatheda
Fynes (B). (Fuente de tiempos parciales: http://sydney2000.nbcolympics.com/).
4.5
4
3
2
1.5
1
0.5
−0.5
−1
0
0
Aceleración (m/s)
2 4 6 8 10 12
Tiempo (seg)
3.5
2.5
120
100
80
60
40
20
0
0 2 46 81
01 2
Distancia (m)
Tiempo (seg)
(B) Savatheda Fynes
12
10
8
6
4
2
0
02 46 81 01 2
Velocidad (m/seg)
Tiempo (s)
0 24 68 10 12
Aceleración (m/s)
Tiempo (s)
1
4.5
4
3
2
1.5
0.5
−0.5
−1
0
3.5
2.5
Velocidad instantánea (MI/HR)
Velocidad máxima (Vmáx)
Tiempo (s)
25
20
15
10
5
0
12 34 5
FIGURA 8-29 Modelo matemático propuesto por Hill de una curva
de velocidad de un sprint. (Adaptada de Brancazio, P. J. [1984]. Sport
Science. New York: Simon & Schuster).

318. 306 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
desaceleración del corredor durante la primera parte de la
fase de apoyo, y el tomar velocidad durante la porción final.
Para mantener una velocidad pr
omedio constante, el corredor
debe ganar tanta velocidad en la porción final de la fase de
apoyo como la que se perdió durante la primera parte.
Cinemática lineal
del swing de golf
CARACTERÍSTICAS DEL SWING
El propósito del swing de golf es generar velocidad en la cabeza
del palo y controlar ésta de modo que se dirija de forma óptima
para hacer contacto con la pelota. Aunque muchas de las carac­
terísticas biomecánicas importantes del swing son angulares, la
cinemática lineal de la cabeza del palo deter
minará el éxito del
swing de golf. La figura 8
-32 muestra el trayecto de la cabeza
del palo de golf durante el swing. Comenzando en la posición A, el golfista lleva el palo hacia atrás y hacia el frente del hom­
bro principal (B ) para per
mitir que la cabeza del palo recorra
una mayor distancia. El propósito de este swing hacia atrás es colocar los segmentos apropiados en una posición óptima para el desarrollo de fuerza y para establecer el rango máximo de movimiento para el subsecuente swing hacia abajo. En el swing
hacia abajo, la fase crítica del swing, la cabeza del palo se acelera a tasas mayores a los 800 m/s
2
para prepararse para el con­
tacto. El contacto se hace con la pelota en la posición original de inicio (
A), donde la cabeza del palo aún está acelerando. La
velocidad pico se obtiene poco después del impacto. Son muy posibles las velocidades de la cabeza del palo al momento del impacto en el rango de 40 m/s; en algunos golfistas pueden ser mucho mayores. El tiempo para completar el swing total
mos 10 m de la carrera. Estas dos tendencias también estuvie­
ron presentes en la final de 100 m femenil en la figura 8-30.
La velocidad instantánea más rápida de un cor
redor durante
una carrera aún no ha sido medida durante una competencia. Sin embargo, la velocidad promedio puede ser fácilmente cal­
culada. Marion Jones y Maurice Greene, en sus desempeños de medalla de or
o en los juegos olímpicos del 2000, cubrieron
una distancia de 100 m en 10.75 y 9.87 segundos, respecti­
vamente, para una velocidad promedio de 9.30 y 10.13 m/s, o velocidades equivalentes a 20.8 y 22.7 mph, de manera

respectiva.
VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD EN LOS DEPORTES
Cuando se calcula una velocidad promedio durante una carrera, note que ésta no es la velocidad del corredor en cada instante durante la carrera. En el transcurso de una carrera, el corredor hace contacto con el suelo en varias ocasiones, y es importante tomar nota de lo que ocurre con la velocidad hori­
zontal durante estos contactos con el suelo. En la figura 8
-31A
se pr
esenta la velocidad horizontal de un corredor durante la
fase de apoyo de la zancada, tomada de un estudio realizado por Bates y colaboradores (2). En este estudio, un análisis de los corredores indicó que la velocidad horizontal disminuyó de inmediato al contacto del pie con el suelo, y continuó dis­
minuyendo durante la primera porción del periodo de apoyo. A medida que la extr
emidad del corredor se extiende en la
porción tardía del periodo de apoyo, la velocidad aumenta. La gráfica correspondiente de aceleración
-tiempo de un corredor
durante la fase de apoyo (Fig. 8-31B) muestra aceleraciones
negativas y positivas bien definidas. Puede observarse que el corredor de manera instantánea tiene cero aceleración durante la fase de apoyo, representando la transición entre la acelera­
ción negativa y la aceleración positiva. Esto es resultado de la
A
+
Velocidad
horizontal (m/s)
Aceleración
horizontal (m/s
2
)
Tiempo (s)
fase sin
apoyo
contacto
del talón
velocidad
constante
aceleración
cero
aceleración
cero
aceleración
negativa
aceleración
positiva
velocidad
constante
disminución
de la velocidad
aumento
de la velocidad
fase
de apoyo
despegue
de los dedos
fase sin
apoyo
+
0
0
-
B
FIGURA 8-31 Cambios en la velocidad (A) y la aceleración
(B) durante la fase de apoyo de una zancada al correr. (Adap-
tada de Bates, B. T., et al. [1979]. Variations of velocity within
the support phase of running. En J. Terauds y G. Dales (eds.).
Science in Athletics. Del Mar, CA: Academic).
B
C
A
FIGURA 8-32 La cabeza del palo en un swing de golf viaja en una
trayectoria curva a través de una distancia considerable (de A a B a C), permitiendo tiempo para desarr
ollar velocidad en la cabeza del palo.

319. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 307
vertical, alcanzando un máximo justo antes del impacto y aun
acelerando o durante el mismo. Estos perfiles o tendencias
se verían muy similares con todos los palos, pero habría una
reducción en valores como la velocidad de la cabeza del palo,
que disminuye del palo driver hasta el palo hierro 9 debido a las
diferencias en los parámetros de los palos.
Cinemática lineal de la propulsión
en silla de ruedas
PARÁMETROS DEL CICLO
Muchos individuos con lesión de la médula espinal u otras
discapacidades musculoesqueléticas graves utilizan una silla
de ruedas para la locomoción. El impulsar una silla de ruedas
manual involucra acciones corporales cíclicas, utilizando
secuencias en las que
ambas manos están en contacto o no
con el aro. El ciclo típico en la silla de ruedas incluye una fase
propulsora con la mano empujando sobre el aro de la silla
seguida de una fase no propulsora donde la mano se lleva de
nuevo al inicio de otra fase de propulsión. En la fase no pro­
pulsora, hay tres acciones que describen la fase, comenzando
con el desacoplamiento cuando la mano suelta el ar
o al final
de la propulsión, seguida de una recuperación a medida que la
mano se lleva de nuevo a la parte superior del aro para iniciar
una vez más la propulsión, y por último el contacto, cuando
la mano toca nuevamente al aro. La cantidad de tiempo que
se pasa en contacto y el rango de desplazamiento de la mano
hacia adelante y hacia atrás varía de acuerdo con las prefe­
rencias individuales y con las configuraciones de las sillas de
r
uedas (p. ej., la posición del asiento). Aun en atletas de clase
mundial, los patrones de ciclo varían. La figura 8
-34 muestra
el desplazamiento de la mano sobre el aro para diferentes esti­
los de propulsión de seis atletas en silla de ruedas (16). Los tres
puede estar en el rango de 1 000 ms, donde la fase del swing
hacia abajo representa 210 ms, o poco más de 20% del tiempo.
Después de que se ha completado el impacto, la fase de segui­
miento desacelera el palo hasta que se termina el swing en C .
VELOCIDAD Y ACELERACIÓN DEL PALO
La figura 8
-33A ilustra la velocidad 3D del palo (centro de
gravedad) durante la fase de
swing hacia abajo (24). El movi­
miento del palo fue registrado en tres dimensiones para de­ ter
minar las características de cinemática lineal hacia la pelota
hacia adelante o hacia atrás (x ), hacia arriba y hacia abajo (y ),
y acercándose o alejándose del golfista (z ). En la parte inicial
del swing hacia abajo, con el palo aún por detrás de la cabeza,
la velocidad en la dirección x es hacia atrás, lejos de la pelota,
en la dirección negativa a medida que el palo se lleva desde la parte alta del swing hacia atrás alrededor del cuerpo y hacia
la pelota. En la última mitad del swing hacia abajo, la velocidad x aumenta rápidamente y se vuelve positiva a medida que el

palo se dirige a la pelota. El pico de velocidad hacia adelante se alcanza después del impacto.
La velocidad z o mediolateral comienza siendo negativa,
indicando que desde la parte alta del swing hacia atrás hasta la aproximación a medio camino en el swing hacia abajo, el
palo se está moviendo hacia el golfista y luego cambia en forma positiva conforme el palo se está balanceando lejos del golfista. Esta tendencia es opuesta a la de la dirección vertical, donde la velocidad en la dirección y comienza con pequeños
movimientos hacia arriba y se revierte a un movimiento hacia abajo a medida que el palo se lleva hacia la pelota.
Las curvas de aceleración correspondientes en la figura
8
-33B identifican fases cruciales en el swing en las que se obtie ­
nen aceleraciones máximas. La aceleración máxima en la direc­
ción de la pelota (x ) ocur
re 40 ms antes del impacto, alcanzando
un valor de 870 m/s
2
(24). La aceleración continúa durante el
impacto, aun cuando es pequeña. También hay una aceleración
Tiempo (mseg)
Velocidad (m.s
–1
)
20
-20
0
100 200
X
Z
Y
Impacto
A
Tiempo (mseg)
400
800
-400
0
100 200
X
Z
Y
Impacto
B
Aceleración (m
.
s
–2
)
FIGURA 8-33 Gráficas de velocidad-tiempo (A) y aceleración-tiempo (B) del centro de gravedad del
segmento de un palo driver dirigiéndose hacia o alejándose de la pelota (X), en forma vertical (Y), y dirigién-
dose hacia o alejándose del cuerpo (Z). (Adaptada de Neal, R. J., Wilson, B. D. [1985]. 3D Kinematics and
kinetics of the golf swing. International Journal of Sport Biomechanics, 1:221-232).

320. 308 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
ción con la misma fase en el patrón de bombeo (34.7%), lo
que sugiere que puede ser más eficiente.
En la figura 8
-33A se presentan los desplazamientos vertica­
les y horizontales de la muñeca, el codo, el hombro y el cuello durante la pr
opulsión en silla de ruedas para un individuo mode­
radamente activo con paraplejía de T3
-T4. En el ciclo de pro­
pulsión, la muñeca se mueve hacia adelante y hacia atrás en una trayectoria r
ecta, indicando un patrón de propulsión de empuje.
El cuello se movió hacia adelante y hacia atrás a través de un rango de aproximadamente 5.9 cm y a un promedio de alrede­
dor de 1 cm por cada 6.7 cm de movimiento de la muñeca. La aceleración pico de la mano sobr
e el aro ocurrió cerca del final
de la fase de empuje, y está en el rango de 32 m/s
2
.
Para incrementar la velocidad de la propulsión en silla de
ruedas, el tiempo del ciclo se reduce al incrementar la fre­
cuencia del mismo. Esto ocurre como resultado de desplazar los ángulos de inicio y finalización hacia el fr
ente del aro sin
cambiar los componentes angulares del ángulo de empuje (30). El patrón de acción en el antebrazo cambia de un patrón de empuje
-jalón en la velocidad más baja a un patrón de más
empuje con apoyo de una flexión continua del tronco.
velocistas típicamente utilizan un movimiento hacia adelante
y hacia atrás sobre la parte superior del aro, pero la trayectoria
de desacoplamiento del aro varió a medida que las manos de
los sujetos se desplazaron a través de movimientos de asa más
grandes o más pequeños cuando movieron la mano hacia
atrás para hacer contacto con el aro para la propulsión. En los
tr
es corredores de fondo, el patrón de movimiento de la mano
fue más circular pero aun así varió de forma bastante significa­
tiva entre los individuos.
ESTILOS DE PROPULSIÓN
Se han identificado dos estilos de propulsión en silla de
ruedas (27). Uno es la técnica de bombeo observada en los
velocistas en la figura 8
-35A, en donde la mano se mueve
hacia atrás y hacia adelante en forma horizontal con despla­
zamientos relativamente largos lejos del aro. La otra técnica popular es la técnica cir
cular (Fig. 8
-35B), en la que la mano
se mueve en una trayectoria circular a lo largo del aro. La fase de empuje en el patrón circular es responsable de un mayor porcentaje del ciclo total de propulsión (43.0%) en compara­
12 31 23
Velocistas Corredores de fondo
FIGURA 8-34 Patrones de desplaza-
miento de la mano de seis atletas olím-
picos en silla de ruedas, ilustrando las
diferencias en los estilos de propulsión
entre los velocistas (200 m) y los corre-
dores de fondo (1
500 m). (Adaptada de
Higgs,
C. [1984]. Propulsion of racing
wheelchairs. En C. Scherrell (ed.). Sport and Disabled Athletes. Champaign, IL: Human Kinetics, 165-172).
Desplazamiento vertical (m)
Desplazamiento adelante/atrás (m)
Desplazamiento vertical (m)
Desplazamiento adelante/atrás (m)
FIGURA 8-35 Desplazamientos vertical y hacia adelante y atrás del cuello, hombro, codo y muñeca durante múl-
tiples ciclos de propulsión en silla de ruedas que muestran las diferencias entre dos sujetos que incorporan el estilo de acción de bombeo (A) y el estilo de acción circular (B). (Cortesía de Joe Bolewicz, RPT).

321. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 309
Movimiento en proyectil
El movimiento en proyectil se refiere al movimiento de
cuerpos proyectados en el aire. Este tipo de movimiento
implica que el proyectil no tiene fuerzas externas que actúan
sobre él excepto por la gravedad y la resistencia del aire. El
movimiento en proyectil se da en muchas actividades, como
el beisbol, los clavados, el patinaje artístico, el baloncesto, el
golf y el voleibol. El movimiento de un proyectil es un caso
especial de cinemática lineal en la que sabemos qué cambios
en la velocidad y la aceleración van a ocurrir después de que el
objeto abandona el suelo.
Para la siguiente discusión, la resistencia del aire se consi­
derará como insignificante dado que es relativamente pequeña
en comparación con la gravedad. Dependiendo del pr
oyectil,
se pueden hacer diferentes preguntas sobre cinemática. Por
ejemplo, en el salto de longitud o el lanzamiento de bala,
el desplazamiento horizontal es crítico. Sin embargo, en los
saltos de altura y con garrocha, se debe maximizar el despla­
zamiento vertical. En biomecánica, es de vital importancia
compr
ender la naturaleza del movimiento en proyectil.
GRAVEDAD
La fuerza de gravedad que actúa sobre un proyectil resulta
en la aceleración vertical constante del mismo. La aceleración
debida a la gravedad es de aproximadamente 9.81 m/s
2
al
nivel del mar, y es resultado de la atracción entre dos masas,
la Tierra y el objeto. La gravedad acelera de manera uniforme
al proyectil hacia la superficie de la Tierra. Sin embargo, no
todos los objetos que viajan por el aire son proyectiles. Los
objetos que están propulsados, como los aviones y los obje­
tos aerodinámicos, como un boomerang, por lo regular no se
clasifican como proyectiles.
TRAYECTORIA DE UN PROYECTIL
El camino de vuelo de un proyectil se conoce como trayecto­
ria (Fig. 8
-36A). El punto en el tiempo en el que un objeto
se convier
te en un proyectil se conoce como instante de des­
pegue o de liberación. La gravedad actúa continuamente para cambiar el movimiento ver
tical del objeto después de que ha
sido liberado. El trayecto de vuelo seguido por un proyectil en ausencia de la resistencia del aire es una parábola (Fig. 8
-36A). Una parábola es una curva que es simétrica en torno
a un eje a través de su punto más alto. El punto más alto de la parábola es el ápex.
Si la gravedad no actuase sobre el proyectil, éste continuaría
viajando de forma indefinida con la misma velocidad con la
Movimient
o vertical
Movimiento horizontal
Desplazamiento horizontal
a
b
Ápex
Desplazamiento vertical
01 s
1s
2s
2s
3s
3s
4s
4s
5s
5s
6s
A
B
FIGURA 8-36 (A) Trayectoria parabólica de un proyectil. (B) El tra-
yecto a representa la trayectoria de un proyectil sin la influencia de
la gravedad. El trayecto b es una trayectoria donde está actuando la
gravedad. El trayecto b forma la parábola.
Utilizando MaxTRAQ(®), importe el archivo de video
incluido en el programa del atleta en silla de ruedas.
Digitalice el eje de la silla de ruedas en el cuadro en
donde el individuo inicia la fase de propulsión y luego en
el cuadro donde finaliza la propulsión. Calcule la distancia
que ha viajado la silla de ruedas.
que fue liberado (Fig. 8
-36B). En el espacio, más allá del tirón
gravitacional de la Tier
ra, un disparo explosivo corto del cohete
de un vehículo resultará en un cambio en la velocidad. Cuando
el cohete deja de disparar, la velocidad en este instante perma­
nece constante, resultando en una aceleración cero. Dado que
no hay gravedad y no hay r
esistencia del aire, el vehículo seguirá
sobre este camino hasta que haya un nuevo disparo.
FACTORES QUE INFLUENCIAN A LOS PROYECTILES
Los tres factores principales que afectan la trayectoria de un
proyectil son el ángulo de proyección, la velocidad de proyec­
ción y la altura de proyección (Fig. 8
-37).
Ángulo de proyección
El ángulo en el que el objeto es liberado determina la forma de su trayectoria. Los ángulos de proyección generalmente varían de 0° (paralelo al piso) hasta 90° (perpendicular al piso), aunque en algunas actividades deportivas, como en el salto con esquí, dicho ángulo es negativo. Si el ángulo de pro­
yección es 0° (paralelo a la horizontal), la trayectoria es esen­
cialmente la segunda mitad de la parábola, dado que tiene una velocidad
vertical de cero y la gravedad actúa de inmediato

322. 310 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
de proyección pronunciado. Este ha demostrado ser el caso:
los saltadores de altura tienen un ángulo de proyección de 40
a 48° utilizando la técnica de salto estilo Flop (7). Por otro
lado, si uno intenta saltar en busca de una distancia horizontal
máxima, como en el salto de longitud, el ángulo de proyección
debería ser bastante más pequeño. Este también es el caso: los
saltadores de longitud tienen ángulos de proyección de 18 a
27° (13). La tabla 8
-5 ilustra los ángulos de proyección repor­
tados en la literatura de investigación para varias actividades. Los ángulos de pr
oyección positivos (p. ej., ángulos mayores a
cero) indican que el objeto ha sido proyectado por encima de la horizontal, y los ángulos de proyección negativos se refieren a aquellos menores a cero o por debajo de la horizontal. Por ejemplo, en un saque de tenis, éste se proyecta hacia abajo desde el punto de impacto.
Velocidad de proyección
La velocidad del proyectil en el instante de la liberación o des­
pegue determina la altura y la distancia de la trayectoria siem­
pre y cuando todos los demás factores se mantengan cons­
tantes. La velocidad de proyección resultante es la suma de
vector
es de las velocidades horizontal y vertical. Sin embargo,
es necesario enfocarse en los componentes del vector de velo­
cidad ya que dictan la altura de la trayectoria y la distancia
que viajará el pr
oyectil. De forma similar a otros vectores, la
velocidad de proyección tiene un componente vertical (v
y
) y
un componente horizontal (v
x
).
La magnitud de la velocidad vertical es reducida por el
efecto de la gravedad (−9.81 m/s por cada segundo de vuelo
hacia arriba). La gravedad reduce la velocidad vertical del
proyectil hasta que la velocidad es igual a cero en el ápex de
la trayectoria del proyectil. Por tanto, el componente de velo­
cidad vertical determina la altura del ápex de la trayectoria.
La velocidad ver
tical también afecta al tiempo que le toma al
proyectil alcanzar esa altura, y por consecuencia el tiempo que
le toma caer al suelo.
El componente horizontal de la velocidad de proyec­
ción es constante durante el vuelo del proyectil. El rango
o la distancia que viaja el pr
oyectil está determinado por el
producto de la velocidad horizontal por el tiempo de vuelo
hasta la posición final. A la magnitud de la distancia que viaja
el proyectil se le llama rango del proyectil. Por ejemplo, si un
pr
oyectil se libera a una velocidad horizontal de 13.7 m/s,
sobre el objeto para jalarlo hacia la superficie de la Tierra. Por
otr
o lado, si el ángulo de proyección es de 90°, el objeto es
proyectado hacia arriba en el aire con una velocidad horizontal
de cero. En este caso, la parábola es tan estrecha como para
formar una línea recta. Si el ángulo de proyección se encuen­
tra entre 0 y 90°, la trayectoria es parabólica. La figura 8
-38
muestra las trayectorias teóricas para un objeto pr
oyectado a
varios ángulos con la misma velocidad y altura de proyección.
El ángulo de proyección óptimo para una actividad deter­
minada se basa en el propósito de una actividad. De manera intuitiva, par
ecería que el saltar sobre un objeto relativamente
alto, como la barra en un salto de altura, requeriría un ángulo
1.5 s
1 s
.5 s
FIGURA 8-38
 Trayectorias teóricas de un proyectil proyectado a
diferentes ángulos manteniendo constantes la velocidad (15.2 m/s) y
la altura (2.4 m). (Adaptada de Broer, M. R., Zernike, R. F. [1979]. Effi-
ciency of Human Movement, 4a. ed. Philadelphia, PA: WB Saunders).
TABLA 8-5 Ángulos de proyección
utilizados en actividades
seleccionadas
Actividad Ángulo (°) Referencia
Salto hacia el agua en
competencia de nado
5–22 5
Salto con esquí –4 21
Saque de tenis 3–15 6
Lanzamiento de disco 15–35 9
Salto de altura 40–48 7
Vector de velocidad
de proyección
Ángulo de proyección
Altura de proyección
FIGURA 8-37
 Los factores que influencian la trayectoria de un pro-
yectil son la velocidad de proyección, el ángulo de proyección y la altura de proyección.

323. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 311
es menor a 45°. Si es importante la altura del proyectil, se
debería elegir un ángulo mayor a 45°. Este es el caso en acti­
vidades como el salto de altura.
Altura de proyección
La altura de proyección de un proyectil es la diferencia en la
altura entre la posición vertical de despegue y la posición
ver
tical de aterrizaje. Hay tres situaciones que afectan enorme­
mente la forma de la trayectoria. En cada caso, la trayectoria
es parabólica, per
o la forma de la parábola puede no ser por
completo simétrica; esto es, la primera mitad de la parábola
puede no tener la misma forma que la segunda mitad.
En el primer caso, el proyectil es liberado y aterriza a la
misma altura (Fig. 8
-40A). La forma de la trayectoria es simé­
trica, de modo que el tiempo que le toma al proyectil alcanzar el
ápex desde el punto de liberación es igual al que le toma al
el proyectil habrá viajado 13.7 m en el primer segundo,
27.4 m después de 2 segundos, 40.1 m después de 3 segun­
dos, y así sucesivamente.
El ángulo de pr
oyección afecta la magnitud relativa de las
velocidades horizontal y vertical. Si el ángulo de proyección es 40° y la velocidad de proyección es 13.7 m/s, el componente horizontal de la velocidad de proyección es el producto de la velocidad por el coseno del ángulo de proyección, o 13.7 m/s y el coseno de 40° o 10.49 m/s. El componente vertical es el producto de la velocidad de proyección por el seno del ángulo de proyección (o 13.7 m/s) y el seno de 40° (o 8.81 m/s).
Para comprender en general de qué forma el ángulo de
proyección afecta a los componentes de velocidad, considere que el coseno de 0° es 1 y disminuye a cero a medida que el ángulo se incrementa. Si se utiliza el coseno del ángulo para representar la velocidad horizontal, ésta disminuye a medida que el ángulo de proyección se incrementa de 0 a 90° (Fig. 8
-39). Además, el seno de 0° es cero, y se incrementa a 1 a
medida que el ángulo aumenta. Por consecuencia, si se uti­
liza el seno del ángulo para representar la velocidad vertical, ésta se incr
ementa conforme el ángulo aumenta de 0 a 90°
(Fig. 8
-39). Puede observarse que a medida que el ángulo
se acerca a los 90°, la velocidad horizontal se vuelve más pequeña y la velocidad vertical, más grande. A medida que el ángulo se acerca a los 0°, la velocidad horizontal se vuelve mayor y la velocidad vertical se reduce.
Sin embargo, a 45°, el seno y el coseno del ángulo son
iguales. Por tanto, para cualquier velocidad determinada, la velocidad horizontal es igual a la velocidad vertical. Parecería que 45° sería el ángulo de proyección óptimo dado que para cualquier velocidad, las velocidades vertical y horizontal son iguales. Esto es cierto bajo algunas circunstancias que se dis­
cutirán en relación con la altura de proyección. Generalmente, si
es crítico el rango máximo del proyectil, sería apropiado un
ángulo para optimizar la velocidad horizontal, o un ángulo menor a 45°. Por tanto, en actividades como el salto de longi­
tud y el lanzamiento de bala, el ángulo de proyección óptimo
Seno y coseno
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
01 0203040
Componente
vertical
Componente
horizontal
Seno
Coseno
50
Ángulo (grados)
60 70 80 90
FIGURA 8-39 Gráfica de los valores de seno y coseno a ángulos de
0 a 90°. Sen 45°, coseno 45°.
tiempo hacia
arriba hacia
el ápex
tiempo hacia
abajo desde el ápex
tiempo hacia arriba hacia el ápex
tiempo hacia arriba hacia el ápex
tiempo hacia abajo desde el ápex
tiempo hacia
abajo desde
el ápex
Ápex
Ápex
Ápex
Rango
Rango
Rango
−
−
−
A
B
C
FIGURA 8-40 Influencia de una altura de proyección cero (A),
una altura de proyección positiva (B) y una altura de proyección nega-
tiva (C) sobre la forma de la trayectoria de un proyectil.

324. 312 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
proyectil llegar al suelo desde el ápex. Si la pelota es pateada
desde la superficie del campo y aterriza sobre la superficie
del campo, la altura de proyección relativa es cero, de modo
que el tiempo hacia el ápex es igual al tiempo desde el ápex
hacia abajo.
En la segunda situación, el pr
oyectil es liberado desde
un punto más alto que la superficie sobre la que aterriza
(Fig. 8
-40B). La parábola es asimétrica, con la parte inicial
hasta el ápex siendo menor que la parte final. En este caso, el tiempo que le toma al proyectil alcanzar el ápex es menor al que le toma llegar al suelo desde el ápex. Por ejemplo, si un lanzador de bala suelta el tiro desde una altura de 2.2 m por encima del suelo, y la bala cae sobre el suelo, la altura de proyección es 2.2 m.
En el tercer caso, el proyectil es liberado desde un punto
por debajo de la superficie sobre la que aterriza (Fig. 8
-40C).
De nuevo, la trayectoria es asimétrica, pero ahora la parte inicial de la trayectoria hasta el ápex es mayor que la porción final. Por tanto, el tiempo que le toma al proyectil alcanzar el
ápex es mayor al que le toma aterrizar sobre el suelo desde
el ápex. Por ejemplo, si se lanza una pelota desde una altura
de 2.2 m y aterriza sobre un árbol a una altura de 4 m, la altura de pr
oyección es
-1.8 m.
Generalmente, cuando la velocidad de proyección y el
ángulo de proyección se mantienen constantes, entre más alto sea al punto de liberación, mayor será el tiempo de vuelo. Si el tiempo de vuelo es más prolongado, el rango es mayor. Además, para un rango máximo, cuando la altura de proyec­
ción relativa es cero, el ángulo óptimo es de 45°; cuando la altura de pr
oyección está por encima de la altura de aterrizaje,
el ángulo óptimo es menor a 45°, y cuando la altura de pro­
yección está por debajo de la altura de aterrizaje, el ángulo óptimo es mayor a 45°. En la figura 8
-38 se muestra el efecto
de los aterrizajes que son más bajos que los despegues.
OPTIMIZANDO LAS CONDICIONES DE PROYECCIÓN
Para optimizar las condiciones para la liberación de un pro­
yectil, se debe considerar el propósito del mismo. Como se discutió pr
eviamente, los tres factores principales que afectan
el vuelo de un proyectil están interrelacionados y afectan tanto la altura de la trayectoria como la distancia viajada. Aunque puede parecer intuitivo que, dado que tanto la altura del ápex como la longitud de la trayectoria del proyectil están afectadas por la velocidad de proyección, entonces aumentar la velocidad de proyección incrementaría ambos parámetros, esta percepción común es errónea. La elección de un ángulo de proyección apropiado dicta si la velocidad vertical o la velocidad horizontal aumentan al incrementar la velocidad de proyección. Además, el ángulo de proyección puede verse afectado por la altura de proyección.
La importancia relativa de estos factores se ilustra en el
siguiente ejemplo. Si un atleta lanza una bala a una velocidad de 14 m/s a un ángulo de 40° desde una altura de 2.2 m, la distancia del lanzamiento es de 22 m. Si se incrementa cada factor en un porcentaje determinado (en este caso 10%), mientras que los otros dos factores se mantienen constan­
tes, se puede calcular la importancia relativa de cada factor.
Incrementar la velocidad a 15.4 m/s resulta en un lanza­
miento de 26.2 m, incrementar el ángulo a 44° resulta en un lanzamiento
de 22 m, e incrementar la altura de proyección
a 2.4 m resulta en un lanzamiento de 22.2 m. Es claramente evidente que aumentar la velocidad de proyección incrementa el rango en el lanzamiento de forma más significativa que incrementar ya sea el ángulo o la altura de proyección. Sin embargo, los tres factores están interrelacionados, y cualquier cambio en uno de ellos resultará en un cambio en los otros.
Ecuaciones de aceleración
constante
Cuando un proyectil está viajando por el aire, sólo la gravedad
y la resistencia del aire actúan sobre él. Si se ignora la resistencia
del aire, se considera que sólo la gravedad actúa sobre el proyec­
til. La aceleración debida a la gravedad es constante, de modo
que el pr
oyectil sufre una aceleración constante. Utilizando los
conceptos de la sección anterior, se pueden determinar ecuacio­
nes de aceleración constante, o movimiento en proyectil, con
base en las definiciones de velocidad y aceleración. T
res de estas
expresiones involucran las interrelaciones de los parámetros
cinemáticos tiempo, posición, velocidad y aceleración. Estas
expresiones a menudo reciben el nombre de ecuaciones de
aceleración constante. La primera ecuación expresa la velocidad
final en función de la velocidad inicial, la aceleración y el tiempo:
v
f
= v
i
+ at
donde v
f
y v
i
se refieren a la velocidad final y la velocidad ini­
cial, a es la aceleración, y
t es el tiempo.
En la segunda ecuación, la posición final se expresa en fun­
ción de la posición inicial, la velocidad inicial, la aceleración y
el tiempo:
s
f
= s
i
+ v
i
t + ½at
2
donde v
i
es la velocidad inicial, t es el tiempo, y a es la ace­
leración. La variable en esta expresión puede referirse al caso
horizontal o ver
tical, y es el cambio en la posición o la distan­
cia que el objeto viaja desde una posición a otra. Esta ecuación
se deriva integrando la primera ecuación.
La última ecuación expr
esa la velocidad final en función
de la velocidad inicial, la posición final, la posición inicial y la
aceleración.
v
f
2
= v
i
2
+ 2a(s
f
− s
i
)
donde v
f
y v
i
se refieren a la velocidad final y la velocidad ini­
cial, s
f
y s
i
se refieren a la posición final y la posición inicial, y a
es la aceleración. Cada una de las variables cinemáticas en esta
expresión aparecen en una o ambas ecuaciones previas.
EJEMPLO NUMÉRICO
Las ecuaciones de aceleración constante utilizan parámetros
que son básicos para la cinemática lineal. Las tres ecuaciones

325. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 313
de aceleración constante proporcionan por tanto un método
útil para analizar el movimiento de un proyectil. Si se calcula
el rango de un proyectil, por ejemplo, se puede utilizar la
siguiente expresión:
uu )(
=
×× +× +vv vg h
g
Rango
sencos 2
xy
2
2
donde v es la velocidad de proyección, θ es el ángulo de pro­
yección, h es la altura de despegue de la pr
oyección y g es la
aceleración debida a la gravedad. Suponga que un lanzador
de bala suelta el tiro a un ángulo de 40° desde una altura de 2.2 m con una velocidad de 13.3 m/s. La figura 8
-41 ilustra
lo que se conoce sobre las condiciones del proyectil en el ins­
tante de la proyección, y la forma de la trayectoria basada en nuestra discusión pr
evia. Utilizando la ecuación anterior, se
puede calcular el rango de la siguiente forma:
Rango
13.3m/ssen40cos 40 10.19m/s
8.55m/s29.81m/s2.2m.
9.81m/s
176.89 0.6428 0.766
10.19 73.10 43.16
9.81
87.09 10.19 10.78
9.81
87.09 109.84
9.81
20.07m
2
22
2
() ()
=
×× +
×+
=
××
+× +
=
+×
=
+
=
Se puede resolver el mismo problema utilizando el método
del cuadro con las ecuaciones de aceleración constante (véase
Apéndice D).
Resumen
La biomecánica es una disciplina cuantitativa. Un tipo de aná­
lisis cuantitativo involucra la cinemática lineal o el estudio del
movimiento lineal con r
especto al tiempo. La cinemática lineal
involucra cantidades vectoriales como la posición, la veloci
­‑
dad y la aceleración, y cantidades escalares como el despla­
zamiento y la rapidez. El desplazamiento se define como el cambio en la posición.
La velocidad se define como el índice
de tiempo del cambio en la posición, y se calcula utilizando el método de primera diferencia central de la siguiente manera:

=
−
+−
v
ss
t2
ii11
La aceleración se define como el índice de tiempo del cam­
bio de velocidad y también se calcula utilizando el método de primera difer
encia central de la siguiente forma:

=
−
+−
a
vv
t2
i1 i1
El proceso para calcular la velocidad a partir de una
posición y tiempo, o la aceleración a partir de la velocidad y tiempo se denomina diferenciación. Calcular la derivada mediante diferenciación implica encontrar la pendiente de una línea tangente a la curva parámetro
-tiempo. El proceso
vy =−8.55 m/s
vy =−0
v
x =−10.2 m/s
Altura
A
2.2 m
v =−13.3 m/s
FIGURA 8-41
 Condiciones durante el vuelo
del lanzamiento. Las condiciones iniciales son
v 
13.3 m/s, ángulo de proyección 40°, y
altura de proyección 2.2 m.

326. 314 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
opuesto a la diferenciación se denomina integración. Se puede
calcular la velocidad como la integral de la aceleración, y la
posición como la integral de la velocidad. El método para cal­
cular el área bajo una curva de parámetro
-tiempo se denomina
suma de Riemann.
El movimiento en pr
oyectil involucra a un objeto que sufre
una aceleración constante debido a que es uniformemente ace­
lerado por la gravedad. El vuelo de un proyectil, la altura y la distancia, están afectados por condiciones en el punto de des­
pegue: el ángulo, la velocidad y la altura de proyección relativa. Hay tr
es ecuaciones que gobiernan la aceleración constante.
La primera expresa la velocidad final, v
f
, como función de la
velocidad inicial, v
i
, la aceleración, a , y el tiempo, t . Esto es:
v
f
= v
i
+ at
La segunda ecuación expresa la posición, s , como función de la
velocidad inicial, v
i
, la aceleración, a , y el tiempo, t . Esto es:
s = v
i
t + ½at

2
La tercera ecuación expresa la velocidad final, v
f
, como fun­
ción de la velocidad inicial, v
i
, la posición inicial, s
i
, la posición
final, s
f
, y la aceleración, a :
v
f
2
= v
i
2
+ 2a(s
f
− s
i
)
Estas ecuaciones pueden utilizarse para calcular el rango de
un proyectil. Sin embargo, una ecuación general para el rango de un proyectil es:
uu )(
=
×× +× +vv vg h
g
Rango
sencos 2
xy
2
2
REVISIÓN DE ECUACIONES PARA CINEMÁTICA LINEAL
Propósito Se cuenta con datos de Fórmula
Composición del vector, magnitud Componentes horizontal y vertical r
2
= x
2
+ y
2
Composición del vector, ángulo Componentes horizontal y vertical tan u = y/x
Resolución del vector, vertical Magnitud y dirección del vector y = r sen u
Resolución del vector, horizontal Magnitud y dirección del vector x = r cos u
Tiempo entre cuadros de video Cuadro de cámara, tasa de muestreo Tiempo (s) = 1/índice de
fotograma
Calcular la posición Posición inicial en relación al origen, velocidad cons-
tante (cero aceleración), tiempo
s = s
i
+ v
i
t
Calcular la posición Posición inicial en el origen, velocidad constante (cero
aceleración), tiempo
s = v
i
t
Calcular la posición Velocidad inicial, tiempo, aceleración constante s = v
i
t + ½at
2
Calcular la posición Velocidad inicial cero, tiempo, aceleración constantes = ½at

2
Calcular la velocidad promedio Desplazamiento y tiempo v = (x
2
− x
1
)/(t
2
− t
1
)
Calcular la velocidad promedio Velocidad inicial y final v = (v
i
+ v
f
) /2
Calcular la velocidad final V
elocidad inicial, aceleración constante y tiempo v
f
= v
i
+ at
Calcular la velocidad final Velocidad inicial cero, aceleración constante, tiempo v = at
Calcular la velocidad final Velocidad en ese momento = cero, aceleración cons- tante, posición inicial en relación al origen, posición final
)( )(=+ −vv ax x2
fi fi
2
Calcular la velocidad final Velocidad inicial cero, aceleración constante, posición inicial y final
v
f
2
= 2as
)( )(=−va xx2
fi
Calcular la aceleración Velocidad final y desplazamiento a = v
f
2
/2d
Calcular la aceleración promedio Velocidad y tiempo a = (v
2
− v
1
)/(t
2
− t
1
)
Calcular el tiempo Desplazamiento, aceleración constante
=td a(2/
Calcular el tiempo en el aire de un proyectil comenzando y aterrizando a la misma altura
Velocidad vertical, aceleración constante t = 2v
y
/a
Calcular la distancia de un proyectil Velocidad resultante, ángulo inicial de liberación, acele-
ración constante
s = r
2
sen 2u/a

327. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 315
22. ___ La aceleración horizontal de la cabeza de un palo de
golf al momento del impacto en un swing, es menor a la
aceleración horizontal máxima.
23. ___ La frecuencia de ciclo disminuye a medida que aumenta la velocidad de propulsión en la silla de ruedas.
24. ___ El rango de un proyectil se maximiza utilizando un ángulo de proyección menor a 45° si la altura del aterrizaje es menor a la altura de despegue.
25. ___ La velocidad horizontal de un lanzamiento de bala es reducida por la gravedad en 9.81 m/s por cada segundo que el peso está en el aire.
Opción múltiple
1. Convierta las coordenadas rectangulares (111, 222) a coor- denadas polares.
a. (192.3, 26.6°)
b. (192.3, 63.4°)
c. (248.2, 26.6°)
d. (248.2, 63.4°)
2. Convierta las coordenadas polares (202, 202°) a coordena- das rectangulares.
a. (−187.3, −75.7)
b. (−75.7, −187.3)
c. (81.6, 81.6)
d. (−187.3, 75.7)
3. La figura 8-11 muestra la trayectoria de un corredor. Si el corredor inicia y termina al final de cada bloque, y si cada bloque es un cuadrado con longitudes de 180 m, ¿cuál es la magnitud del desplazamiento resultante del corredor?
a. 3 600 m
b. 1 080 m
c. 894 m
d. 805 m
4. Un nadador completa 10 vueltas en una alberca de 50 m, finalizando donde comenzó. ¿Cuáles fueron la distancia lineal y el desplazamiento lineal?
a. Distancia = 500 m; desplazamiento = 500 m
b. Distancia = 500 m; desplazamiento = 0 m
c. Distancia = 0 m; desplazamiento = 0 m
d. Distancia = 0 m; desplazamiento = 500 m
5. Durante un saque de voleibol, la pelota abandona la mano con una velocidad inicial de 10 m/s a un ángulo de 41° respecto a la horizontal. ¿Cuáles son las velocidades horizontal y vertical de la pelota?
a. v
x
= 7.5 m/s; v
y
= 6.6 m/s
b. v
x
= 6.6 m/s; v
y
= 7.5 m/s
c. v
x
= 5.2 m/s; v
y
= 8.6 m/s
d. v
x
= 8.6 m/s; v
y
= 5.2 m/s
6. En el momento del despegue, las velocidades horizontal y vertical de un saltador de altura son 2.0 y 3.9 m/s, respec- tivamente. ¿Cuál es la velocidad resultante y el ángulo del despegue?
a. v = 19.2 m/s;
θ = 62.9°
b. v = 5.9 m/s;
θ = 27.1° c. v = 4.4 m/s;
θ = 62.9° d. v = 4.4 m/s;
θ = 27.1°
Verdadero o falso
1. ___ Utilizando digitalización, el cálculo de la abducción
y aducción del hombro durante un salto de mariposa es
un análisis cualitativo.
2. ___ Durante un salto de longitud, sólo ocurre movimiento traslacional.
3. ___ Los ejes x y y en un sistema de referencia rectangular 2D siempre están orientados de forma horizontal y verti- cal, respectivamente.
4. ___ En un sistema de referencia de coordenadas que se origina en la articulación del tobillo, los ejes del sistema de coordenadas siempre serán horizontal y vertical durante los movimientos hacia adelante, como al caminar.
5. ___ Un cuadro de referencia 2D tiene dos ejes y dos planos.
6. ___ La velocidad es un vector.
7. ___ La aceleración se define como la tasa de cambio de la velocidad en el tiempo.
8. ___ El desplazamiento y la distancia son cantidades escalares.
9. ___ La pendiente de una línea tangente a una curva de velocidad por tiempo indica la aceleración instantánea.
10. ___ Los vectores pueden restarse gráficamente tomando el opuesto de uno y colocando la cola sobre la cabeza del otro vector.
11. ___ El área bajo la gráfica de velocidad por tiempo repre- senta el desplazamiento.
12. ___ La aceleración negativa indica que la dirección del movi-
miento es alejándose del origen en la dirección negativa.
13. ___ El punto máximo en una gráfica de posición por tiempo indica el punto donde la velocidad también es máxima.
14. ___ El cambio en la velocidad es equivalente al área bajo una curva de aceleración por tiempo.
15. ___ Un valor positivo en una curva de velocidad por tiempo indica que la posición correspondiente puede ser positiva o negativa.
16. ___ La longitud de la zancada y la longitud del paso son sinónimos.
17. ___ Durante un sprint, se utiliza un mayor porcentaje del ciclo de marcha en apoyo en comparación con la caminata, debido a que se tienen que generar fuerzas más grandes.
18. ___ A velocidades de marcha más rápidas, uno incrementa primero la frecuencia del paso y luego la longitud de la zancada.
19. ___ La velocidad al correr es producto de la longitud de la zancada multiplicada por la frecuencia de la zancada; por tanto, al incrementarse una aumenta la velocidad.
20. ___ Las personas son más eficientes si incrementan la lon- gitud de la zancada en 10% más de la longitud preferida para una velocidad de carrera determinada.
21. ___ En un swing de golf, la cabeza del palo está cerca de su velocidad horizontal máxima cuando hace contacto con la pelota.
PREGUNTAS DE REPASO

328. 316 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
7. En un triángulo rectángulo en el cuadrante I con una hipo-
tenusa = 28.8 cm, lado X = 1.0 cm, encuentre la longitud
del lado Y y el tamaño de los otros dos ángulos.
a. Lado Y = 28.9 cm,
θ1 = 86.2°, θ2 = 3.9°
b. Lado Y = 26.9 cm,
θ1 = 86.0°, θ2 = 4.0° c. Lado Y = 28.7 cm,
θ1 = 86.2°, θ2 = 3.8° d. Lado Y = 30.7 cm,
θ1 = 86.5°, θ2 = 3.5°
8. Suponga que un individuo se mueve desde el punto s
1
(1,
0) al punto s
2
(1, 11), luego al punto s
3
(−4, 4) y finaliza en el
punto s
4
(2, −7). ¿Cuáles son los desplazamientos horizon-
tal, vertical, y resultante?
a. Horizontal = 11 unidades; vertical = 14 unidades; resul-
tante = 7.1 unidades
b. Horizontal = 1 unidad; vertical = −7 unidades; resultante
= 7.1 unidades
c. Horizontal = 0 unidades; vertical = 8 unidades; resultante
= 8 unidades
d. Horizontal = 1 unidad; vertical = 7 unidades; resultante
= 25 unidades
9. Combine los siguientes dos vectores de velocidad para encontrar el vector resultante. Vector A = 5.5 m/s a 210° y vector B = 10.7 unidades a 82°.
a. Resultante = 8.51 m/s; θ = 67.4°
b. Resultante = 8.51 m/s; θ = 112.6°
c. Resultante = 72.3 m/s; θ = 22.6°
d. Resultante = 72.3 m/s; θ = 112.6°
10. Un individuo corre 20 km en 89 minutos. ¿Cuál fue el pro- medio de velocidad en metros por segundo?
a. 0.27
b. 0.90
c. 3.75
d. 225
11. Un trineo acelera desde el reposo a una tasa constante de 3 m/s
2
. ¿Qué tan rápido va después de 3.5 segundos?
a. 6.5 m/s
b. 7 m/s
c. 9 m/s
d. 10.5 m/s
12. La velocidad inicial de una pelota de beisbol es 35 m/s a 10°. Fue soltada a una altura de 2.0 m. ¿Qué tan alto sobre el suelo y qué tan lejos horizontalmente está el objeto que lleva 1.12 segundos en vuelo?
a. Vertical = 2.66 m; horizontal = 38.61 m
b. Vertical = 0 m; horizontal = 38.61 m
c. Vertical = 0.66 m; horizontal = 6.81 m
d. Vertical = 2.66 m; horizontal = 6.81 m
13. Un saltador triple necesita una velocidad de 9.2 m/s para realizar un buen salto. Si está acelerando a 1.65 m/s
2
, ¿qué
tanto tiempo necesita para alcanzar dicha velocidad?
a. 4.58 segundos
b. 5.71 segundos
c. 3.50 segundos
d. 5.58 segundos
14. Un saltador con garrocha está intentando alcanzar una velocidad de 7 m/s al final de una pista de 14 m. ¿Qué tan rápido debe acelerar?
a. 0.50 m/s
2
b. 1.75 m/s
2
c. 2.00 m/s
2
d. 3.50 m/s
2
15. Si un gimnasta salta con una velocidad vertical de 9.81 m/s al realizar un salto con voltereta, ¿en qué parte de su trayec- toria estará su centro de masa 1.0 segundos después?
a. Acercándose al ápex
b. En el ápex
c. Descendiendo del ápex
d. Sobre el suelo
e. Falta más información
16. La velocidad vertical de despegue de un niño al saltar sobre una cama elástica es 5.3 m/s. Asumiendo que las alturas al momento del despegue y el aterrizaje son las mismas, ¿qué tanto tiempo está el niño en el aire?
a. 0.29 segundos
b. 0.54 segundos
c. 1.08 segundos
d. 1.85 segundos
17. Dos canicas tienen el mismo tamaño y masa. La canica A se suelta desde una altura de 9.81 m y a la canica B se le da una velocidad horizontal inicial de 9.81 m/s y una velo- cidad vertical de 0 m/s. ¿Qué canica hará contacto con el suelo primero?
a. La canica A
b. La canica B
c. Ambas canicas harán contacto con el suelo al mismo tiempo
Pr
eguntas 18 a 24: Un disco de 1 kg es lanzado con una velocidad
de 19 m/s a un ángulo de 35° desde una altura de 1.94 m. No tome en cuenta la resistencia del aire.
18. Calcule los componentes horizontal y vertical de la velocidad.
a. v
x
= 15.56 m/s, v
y
= 10.90 m/s
b. v
x
= 10.90 m/s, v
y
= 15.56 m/s
c. v
x
= 30.19 m/s, v
y
= 21.14 m/s
d. v
x
= 21.14 m/s, v
y
= 30.19 m/s
19. Calcule el tiempo hasta la altura pico.
a. 1.11 segundos
b. 1.59 segundos
c. 2.15 segundos
d. 2.22 segundos
20. Calcule la altura de la trayectoria desde el punto de liberación.
a. 6.06 m
b. 6.66 m
c. 17.5 m
d. 18.1 m
21. Calcule la altura total de la parábola.
a. 20.1 m
b. 19.5 m
c. 8.60 m
d. 8.00 m
22. Calcule el tiempo desde el ápex hasta el suelo.
a. 1.63 segundos
b. 1.28 segundos
c. 1.99 segundos
d. 2.02 segundos

329. CAPÍTULO 8 Cinemática lineal 317
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23. Calcule el tiempo total de vuelo.
a. 3.13 segundos
b. 3.10 segundos
c. 2.39 segundos
d. 2.74 segundos
24. Calcule el rango del lanzamiento.
a. 29.9 m
b. 42.6 m
c. 26.1 m
d. 37.2 m
25. Una pelota de beisbol abandona el bat a un ángulo de 46° a una altura de 1.2 m sobre el suelo, pasa por encima de una barda de 3 m que se encuentra a 125 m del plato de home. ¿Cuál es la velocidad inicial de la pelota (ignore la resistencia del aire)?
a. 34.9 m/s
b. 35.3 m/s
c. 35.0 m/s
d. 36.9 m/s

330. CINEMÁTICA
ANGULAR
CAPÍTULO
9
Después de leer este capítulo, el estudiante será capaz de:
1. Distinguir entre movimientos lineales, angulares y generales.
2. Determinar los ángulos relativos y absolutos.
3. Discutir las convenciones para el cálculo de ángulos de la extremidad inferior.
4. Discutir la relación entre cantidades cinemáticas de distancia y desplazamiento
angular, velocidad angular y aceleración angular.
5. Discutir la relación entre movimientos angulares y lineales, particularmente el des-
plazamiento, la velocidad y la aceleración.
6. Discutir los estudios de investigación que han utilizado un abordaje de cinemática
angular.
7. Resolver problemas cuantitativos que utilicen principios de cinemática angular.
OBJETIVOS
Movimiento angular
Medición de ángulos
Ángulo
Unidades de medición
Tipos de ángulos
Ángulo absoluto
Ángulo relativo
Ángulos de las articulares de la  extremidad inferior
Ángulo de la cadera Ángulo de la rodilla Ángulo del tobillo Ángulo del retropié
Representación de vectores de  movimiento angular
Relaciones de movimiento angular
Posición y desplazamiento angular
Velocidad angular Aceleración angular
Relación entre movimientos angulares
 y lineales
Desplazamientos lineales y angulares Velocidades lineales y angulares Aceleraciones lineales y angulares
Diagramas ángulo-ángulo
Cinemática angular al caminar y correr
Ángulos de la extremidad inferior
Movimiento del retropié
Cambios angulares clínicos
Cinemática angular en el swing de golf
Cinemática angular de la propulsión  en silla de ruedas
Resumen Pr
eguntas de repaso
ESQUEMA
318

331. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 319
Movimiento angular
El movimiento angular se da cuando todas las partes de
un cuerpo se mueven a través del mismo ángulo, pero no
experimentan el mismo desplazamiento lineal. La rama de
la cinemática que estudia el movimiento angular es la cine ‑
mática angular, la cual describe el movimiento angular sin
impor
tar las causas del movimiento. Imagine la rueda de una
bicicleta (Fig. 9-1). Elija cualquier punto cercano al centro de
la rueda y cualquier punto cercano al borde de la rueda. El
punto cerca del borde viaja una mayor distancia que el punto
cercano al centro a medida que la rueda gira. El movimiento
de la rueda es un movimiento angular.
El movimiento angular se da en torno a un eje de rotación,
esto es, una línea perpendicular al plano en el que ocurre la
rotación. Por ejemplo, la rueda de bicicleta gira sobre su eje,
el cual es el eje de rotación. El eje es perpendicular al plano de
rotación descrito por el borde de la rueda (Fig. 9-1).
Es crítico comprender el movimiento angular para enten-
der la forma en la que uno se mueve. Prácticamente todo el
movimiento humano involucra r
otación de segmentos corpo-
rales. Los segmentos rotan en torno a centros articulares que
for
man sus ejes de rotación. Por ejemplo, el segmento del
antebrazo rota en torno al codo durante la flexión y extensión
del codo. Cuando un individuo se mueve, los segmentos por
lo general experimentan tanto rotación como traslación. Las
combinaciones secuenciales de movimiento angular de múl-
tiples segmentos pueden resultar en movimiento lineal del
punto ter
minal del segmento, como se ve en el movimiento
de lanzamiento y muchos otros en los que las velocidades de
los extremos son importantes. Cuando ocurre una combina-
ción de rotación y traslación, se describe como movimiento
general. La figura 9-2 ilustra la combinación de movimientos

lineales y rotatorios. El gimnasta experimenta traslación a
medida que se mueve sobre el suelo. Al mismo tiempo, está
rotando. La combinación de rotación y traslación es común
en la mayoría de los movimientos humanos.
Medición de ángulos
ÁNGULO
Un ángulo está formado por dos líneas, dos planos, o una combinación que se intersecta en un punto llamado vértice (Fig. 9-3). En un análisis biomecánico, las líneas que se inter-
sectan generalmente son segmentos corporales. Si el eje lon-
gitudinal del segmento de la pierna es un lado de un ángulo, y el eje longitudinal del segmento del muslo es el otr
o lado, el
vértice es el centro de la articulación de la rodilla. Los ángulos pueden determinarse desde el sistema de coordenadas descrito en el capítulo 8. Las coordenadas de los puntos que descri-
ben los centros articulares determinan los lados y el vértice del
ángulo. Por ejemplo, en la rodilla puede construirse un
ángulo utilizando los segmentos del muslo y de la pierna. Las coordenadas que describen los centros de las articulaciones
Posición del rayo
#1
Posición del rayo
#2
Eje de rotación
FIGURA 9-1
 Rueda de una bicicleta como ejemplo de
movimiento de rotación. Los puntos A, B y C tienen la misma
cantidad de rotación, pero diferentes desplazamientos linea-
les, y C tiene el mayor desplazamiento.
Rotación
Traslación
FIGURA 9-2
 Un gimnasta completando una rueda de carro como
ejemplo de movimiento general. El gimnasta experimenta en forma simultánea tanto traslación como rotación.
Ángulo Vértice
Línea
Línea
FIGURA 9-3 Componentes de un ángulo. Nótese que las líneas
usualmente son segmentos y el vértice es el centr
o de la articulación.

332. 320 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
del tobillo y la rodilla definen el segmento de la pierna; las
coordenadas que describen los centros de las articulaciones de
la cadera y la rodilla definen el segmento del muslo. El vértice
del ángulo es el centro de la articulación de la rodilla.
La definición de un segmento colocando marcadores
sobre el sujeto a nivel de los centros de las articulaciones crea
una suposición técnicamente incorrecta de que el centro de
la articu
­lación en el vértice del ángulo no cambia durante
el movimiento. Debido a las asimetrías en la forma de las superficies articulares en la mayoría de las articulaciones, uno o ambos huesos que forman la articulación pueden despla-
zarse uno en relación al otro. Por ejemplo, aunque la rodilla a menudo se considera una ar
ticulación en bisagra, no lo es. En
la articulación de la rodilla, los cóndilos medial y lateral son asimétricos. Por tanto, a medida que la rodilla se flexiona y se extiende, la tibia rota sobre su eje largo y rota en torno a un eje a través de la rodilla de adelante hacia atrás. En consecuen-
cia, la localización del centro de la articulación cambia durante cualquier movimiento de
la rodilla. El centro de rotación de
una articulación en un instante determinado en el tiempo se denomina centro articular instantáneo (Fig. 9-4). Es difícil localizar este eje de rotación que se mueve sin técnicas especia-
les como mediciones con rayos X; por tanto, se debe realizar la suposición de un centr
o articular instantáneo estático.
UNIDADES DE MEDICIÓN
En el movimiento angular, se utilizan tres unidades para medir los ángulos. Es importante utilizar las unidades correctas para comunicar claramente los resultados de este trabajo y com-
parar los valores de estudio a estudio. También es esencial utilizar las unidades cor
rectas debido a que se pueden emplear
mediciones de ángulos en otros cálculos. La primera unidad, y la más comúnmente utilizada, es el grado. Un círcu
­lo, que
describe una rotación completa, transcribe un arco de 360° (Fig. 9-5A). Un ángulo de 90° tiene lados que son perpendi-
culares uno al otro. Una línea recta tiene un ángulo de 180° (Fig. 9-5B).
La segunda unidad de medición describe el númer
o de
rotaciones o revoluciones en torno a un círculo (Fig. 9-5A). Una revolución es una rotación de 360°. Por ejemplo, un
salto triple al patinar requiere que el patinador complete 3.5 revoluciones en el aire. El patinador completa una rotación de 1
260°. Esta unidad de medición es útil en las descripciones
cualitativas de los movimientos en el patinaje artístico, la gim-
nasia y los clavados, pero no en el análisis cuantitativo.
Aunque
el grado es el más utilizado, y la revolución tam-
bién se utiliza a menudo, la unidad más apropiada para la medición angular en biomecánica es el
radián. Un radián se
define como la medición de un ángulo en el centro de un
FIGURA 9-4 Centro de rotación instantáneo de la rodilla. (Adap-
tada de Nordin, M., Frankel, V. H. (Eds.) [1979]. Biomechanics of the
Musculoskeletal System, 2a. ed.. Philadelphia, PA: Lea & Febiger.)
Utilizando MaxTRAQ(®), importe el primer video incluido
en el programa del golfista. ¿Qué articulaciones utilizaría
usted para calcular el ángulo en el hombro derecho?
¿Cuál es el vértice del ángulo?
Inicio Final
180° = 0.5 revoluciones
o − radianes
fi = — = 1 radián
90° = 0.25 revoluciones
o −/2 radianes
360° = 1 revolución =
2− radianes
A
B
C
r
fi s
s
r
Eje de
rotación
D
i
r
e
c
c
i
ó
n

d
e
ro
ta
c
ió
n
FIGURA 9-5
 Unidades de medición angular. (A) Revolución.
(B) Líneas perpendiculares y rectas. (C) Radián.

333. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 321
círculo descrito por un arco igual a la longitud del radio
del círculo (Fig. 9-5C). Esto es:
θ  = s/r = 1 rad
donde
θ 5 1 rad, s 5 arco de longitud de r junto con el
diámetro, y r 5 radio del círculo. Dado que tanto s como r
tienen unidades de longitud (m), las unidades en el numera-
dor y el denominador se cancelan la una a la otra, y por tanto
el radián car
ece de dimensión.
En cálculos posteriores, el radián no se considera al deter-
minar las unidades del resultado del cálculo. Los grados
tienen
una dimensión y deben ser incluidos en la unidad del
producto de cualquier cálculo. Por tanto, es necesario utilizar
el radián como una unidad de movimiento angular en lugar
del grado en cualquier cálculo que involucre movimiento
lineal, ya que el radián carece de dimensión.
Un radián es equivalente a 57.3°. Para convertir un
ángulo a radianes, divida los grados del ángulo entre 57.3.
Por ejemplo:
°
°
=
72
57.3
1.26rad
Para convertir de radianes a grados, multiplique el ángulo
en radianes por 57.3. Por ejemplo:
0.67 rad 3 57.3° 5 38.4°
La medición angular en radianes es a menudo determinada
en múltiplos de pi (
p = 3.1416). Dado que en un círculo
completo hay 2
p
radianes, 180° se pueden representar como
p radianes, 90° como p/2 radianes, y así sucesivamente.
Aunque la unidad de medición angular en el Systéme
International d’Unités (SI) es el radián, y se debe utilizar esta unidad en los cálculos, los conceptos de movimiento angu-
lar presentados en lo que resta de este capítulo utilizarán el grado para una mayor facilidad de compr
ensión.
Tipos de ángulos
ÁNGULO ABSOLUTO
En biomecánica, generalmente se calculan dos tipos de ángu-
los. El primero es el ángulo absoluto, que es el ángulo de inclinación de un segmento corporal en r
elación con alguna
referencia fija en el entorno. Este tipo de ángulo describe la orientación de un segmento en el espacio. Se utilizan dos con-
venciones principales para calcular los ángulos absolutos. Una involucra colocar un sistema de coor
denadas en el extremo
proximal del segmento. Entonces se mide el ángulo en sen-
tido contrario al de las manecillas del reloj desde la horizontal der
echa. Sin embargo, la convención más frecuentemente
utilizada para calcular los ángulos absolutos coloca un sistema de coordenadas en el extremo distal del segmento (Fig. 9-6) Utilizando esta convención, el ángulo también se mide en sentido contrario al de las manecillas del reloj desde la hori-
zontal derecha. Los ángulos absolutos calculados utilizando estas dos convenciones están r
elacionados y proporcionan
información comparable. Sin embargo, al calcular ángulos absolutos, se debe establecer claramente qué convención se
va a utilizar. El ángulo absoluto en relación con la horizontal derecha también se conoce como ángulo de segmento.
Los ángulos absolutos se calculan utilizando la relación
trigonométrica de la tangente. La tangente se define con base en los lados de un triángulo rectángulo. Es el cociente del lado opuesto al ángulo en cuestión y el lado adyacente al ángulo. El ángulo en cuestión no es el ángulo recto del triángulo. Si se consideran las posiciones en coordenadas de los segmentos de la pierna y el muslo, se pueden calcular los ángulos absolutos tanto de la pierna como del muslo (Fig. 9-7).
Para calcular el ángulo absoluto de la pierna, se restan los
valores de coordenadas del extremo distal de los valores de coordenadas del extremo proximal, y el cociente de y respecto
a x define la tangente del ángulo:
FIGURA 9-6 Ángulos absolutos: El brazo “a”, el tronco “b”, el
muslo “c”, y la pierna “d” de un corredor.
cadera (1.14, 0.80)
rodilla (1.22, 0.51)
  pierna
  muslo
tobillo (1.09,0.09)
FIGURA 9-7
 Ángulos absolutos del muslo y la pierna definidos en
un sistema de coor
denadas.

334. 322 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
tan θ
pierna
= (y
proximal
2 y
distal
)/(x
proximal
2 x
distal
)
= (y
rodilla
2 y
tobillo
)/(x
rodilla
2 x
tobillo
) = (0.51 − 0.09)/(1.22 − 1.09)
= 0.42/0.13
= 3.23
A continuación, se deter
mina de nuevo el ángulo cuya
tangente es 3.23 utilizando ya sea las tablas trigonométricas
(véase Apéndice B) o una calculadora. Esto se llama encon-
trar la tangente inversa, y se escribe de la siguiente forma:
θ
pierna
= tan
–1
3.23
= 72.8
Por tanto, el ángulo absoluto de la pierna es de 72.8° con
respecto a la horizontal derecha. Esta orientación indica que
la pierna está colocada de tal forma que la rodilla se encuen-
tra más alejada del eje vertical (y )
del sistema de coordenadas
en comparación con el tobillo. Esto es, la articulación de la
rodilla está a la derecha de la articulación del tobillo (véase
Fig. 9-7).
De forma similar, para calcular el ángulo del muslo, se
sustituyen los valores de coordenadas:
tan
θ
muslo
= (y
cadera
− y
rodilla
)/(x
cadera
− x
rodilla
)
= (0.80 − 0.51)/(1.14 − 1.22)
= 0.29/−0.08
= −3.625
De nuevo, se determina el ángulo cuya tangente es − 3.625
de la siguiente forma:
θ
muslo
= tan
–1
−3.625
= −74.58°
Este ángulo está en el sentido de las manecillas del reloj
respecto a la horizontal izquierda debido a que nos hemos movido al segundo cuadrante con el valor de x negativo. Para
convertir el ángulo de modo que sea relativo a la horizontal derecha y en sentido contrario al de las manecillas del reloj, se le deben añadir 180°, resultando en un ángulo absoluto de 105.4° en relación con la horizontal derecha (Fig. 9-8).
Un ángulo absoluto del muslo de 105.4° en el segundo
cuadrante indica que el muslo está orientado de tal forma que la articulación de la cadera está más cerca del eje vertical (y )
y por encima del eje horizontal (x ) en el sistema de coorde-
nadas. En este caso, el muslo estaría orientado junto con la r
odilla a la derecha de la cadera en este sistema de referencia.
Cuando tanto x como y son negativas, el valor está en el tercer
cuadrante, y el ángulo se calcula en sentido contrario al de las
manecillas del reloj y relativo a la horizontal izquierda, de modo que aún se añaden 180° para ajustar el ángulo absoluto

de modo que sea relativo a la horizontal derecha. Por último, si sólo hay un valor de y negativo, el ángulo está en el cuarto
cuadrante y se mide en el sentido de las manecillas del reloj y relativo a la horizontal derecha, de manera que se deben añadir 360° para convertir el ángulo absoluto de modo que quede en relación con la horizontal derecha en sentido con-
trario al de las manecillas del reloj.
Los extr
emos de los segmentos del tronco, el muslo, la
pierna y el pie tanto para el contacto con el suelo como para el despegue de los dedos durante la marcha se ilustran gráfica-
mente en la figura 9-9. Los cálculos correspondientes de los
( )
Ángulo absoluto en relación
con la horizontal derecha
= −
2 + 180° ( – – – – – )
Ángulo absoluto en relación
con la horizontal derecha
Ángulo absoluto en relación
con la horizontal derecha
Ángulo absoluto en relación
con la horizontal derecha
FIGURA 9-8
 Para calcular los ángulos absolutos en relación a la
horizontal derecha se requieren ajustes cuando la orientación es tal
que las diferencias entre los extremos distal y proximal indican que
el segmento no está en el primer cuadrante.
1 600
1 400
1 200
1 000
800
600
400
200
0
mm
0 500 1 000 1 500
mm
FIGURA 9-9 Al graficar los extremos de los
segmentos y crear una figura de líneas, se pueden
observar claramente las similitudes o diferencias en
la posición. Las diferencias entre las fases de con-
tacto (negro) y el despegue de los dedos del pie
derecho (azul) son evidentes. Consulte el Apéndice
C, cuadro 1 y cuadro 76, respectivamente.

335. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 323
ángulos absolutos que se muestran en la tabla 9-1 utilizan las
convenciones previamente discutidas para convertir todos
los ángulos de modo que se midan en sentido contrario al
de las manecillas del reloj con respecto a la horizontal de­‑
recha. Por ejemplo, la orientación de la pierna en el contacto
con el suelo r
esulta en una posición de x negativa y una posi-
ción de y positiva, de modo que se añaden 180° al cómputo

final del ángulo para volverlo relativo a la horizontal derecha.
Sin embargo, en el caso del despegue de los dedos, tanto x
como y son positivas, de manera que no hay ajuste. De igual
forma, la orientación del pie al momento del contacto con el
suelo resulta en valores negativos de x y de y, colocándolo en
el tercer cuadrante, donde de nuevo se añaden 180°. Estos
ajustes proporcionan una referencia consistente para el cál-
culo de los ángulos absolutos.
Utilizando MaxTRAQ(®), importe el primer video incluido
en el programa de la mujer caminando (representando
el contacto del talón derecho). Digitalice el hombro
derecho, el trocánter mayor derecho, la rodilla derecha
y el tobillo derecho. Calcule los ángulos absolutos del
tronco, el muslo y la pierna.
ÁNGULO RELATIVO
El otro tipo de ángulo calculado en biomecánica es el ángulo
relativo (Fig. 9-10A). Éste es el ángulo entre los ejes lon-
gitudinales de dos segmentos, y también se le conoce como
ángulo
articular o ángulo intersegmentario. Un ángulo rela-
tivo (p. ej., el ángulo del codo) puede describir la cantidad
de flexión o extensión en la ar
ticulación. Sin embargo, los
ángulos relativos no describen la posición de los segmentos
o los lados del ángulo en el espacio. Si un individuo tiene un
ángulo relativo de 90° en el codo y se mantiene ese ángulo,
el brazo puede estar en un gran número de posiciones
(Fig. 9-10B).
Los ángulos relativos pueden calcularse utilizando la ley
de cosenos. Esta ley, simplemente un caso más general del
teorema de Pitágoras, describe la relación entre los lados de
un triángulo que no contiene un ángulo recto. Para nuestros
propósitos, el triángulo está formado por los dos segmentos
B y C y una línea, A , que une el extremo distal de uno de
los segmentos con el extremo proximal del otro (Fig. 9-11).
En la figura 9-11, se muestran las coordenadas de dos
segmentos que describen al muslo y a la pierna. Para calcular
el ángulo relativo en la rodilla (
θ), se calculan las longitudes
de a, b y c utilizando la relación pitagórica:
Centro de la
articulación
de la muñeca
Centro de la
articulación del codo
Centro de
la articulación
del hombro
Ángulo
relativo
FIGURA 9-10
 (A) Ángulo relativo del codo. (B) El mismo ángulo
relativo del codo con el brazo y el antebrazo en diferentes posiciones.
Cuadro
Tronco
x
=
(hombro
x
al
trocánter
mayor
x
)
Tronco
y
=
(hombro
y
al
trocánter
mayor
y
 
)
Ángulo abso- luto = arctan (y/x)
Muslo
x
=
(trocánter mayor
x
a la
rodilla
x
)
Muslo
y
=
(trocánter mayor
y
a la
rodilla
y
 
)
1 –3.95 523.08 = –89.57° +
180° = 90.43°
–210.15 317.14
76 10.92 532.10 = 88.82° –14.76 368.95
Ángulo absoluto = arctan (y/x)
Pierna
x
=
(rodilla
x
al
tobillo
x
)
Pierna
y
=
(rodilla
y

al tobillo
y
 
)
Ángulo absoluto = arctan (y/x)
Pie
x
= (talón
x

al met
x
)
Pie
y
= (talón
y

al met
y
 
)
Ángulo absoluto = arctan (y/x)
= –56.47° + 180°
= 123.53°
–113.03 377.88 = –73.35° + 180°
= 106.65°
–181.92 –67.95 = –0.48° + 180°
= 200.48°
=
–87.71° +
180° = 92.29°
313.49 218.66 = 34.90° –51.20 169.39 = –73.18° + 180°
= 106.82°
TABLA 9-1 Cálculo del ángulo absoluto al momento del contacto y del despegue de los dedos al caminar

336. 324 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
()
()
() ()
() ()
() ()
()
()
()
()
=− +−
=−
+−
=+
=
=− +−
=− +−
=+
=
=− +−
=− +−
=+
=
ax xy y
bx xy y
cx xy y
1.14 1.0910.800.09
0.0025 0.5041
0.71
1.14 1.22 0.80 0.51
0.0064 0.0841
0.30
1.22 1.09 0.51 0.09
0.0169 0.1764
0.44
ha ha
hk hk
ka ka
22
22
22
2 2
22
2 2
El siguiente paso es sustituir estos valores en la ley de cose-
nos y resolver el coseno del ángulo
u.
a
2
= b
2
1 c
2
2 2 3 b 3 c 3 cos u
cos θ = b
2
1 c
2
2 a
2
/2 3 b 3 c
cos
θ = 0.30
2
1 0.44
2
2 0.71
2
/2 3 0.30 3 0.44
cos
θ = 20.833
Para encontrar el ángulo
u, se puede determinar el ángulo
cuyo coseno es – 0.833 utilizando ya sea tablas trigonomé-
tricas (véase Apéndice B) o una calculadora con funciones
trigonométricas.
Este proceso, conocido como encontrar el
coseno inverso o arcos, se escribe de la siguiente forma:
u = cos
–1
2 0.833
u = 146.4
Por tanto, el ángulo relativo en la rodilla es 146.4°. En
este caso, la rodilla está ligeramente flexionada (180° repre-
sentan una extensión completa).
Utilizando MaxTRAQ(®), importe el tercer archivo de video
incluido en el programa de la mujer caminando (represen-
tando la fase media). Digitalice la cresta iliaca derecha, el
trocánter mayor derecho, la rodilla derecha y el tobillo dere-
cho. Calcule los ángulos relativos de la cadera y la rodilla.
Se puede calcular un ángulo relativo a partir de valores
absolutos para obtener un resultado similar a los cálculos uti-
lizando la ley de cosenos. Se puede calcular el ángulo relativo
entr
e dos segmentos restando el ángulo relativo del segmento
distal al del segmento proximal. En el ejemplo utilizando el
muslo y la pierna, otra opción son los siguientes cálculos:
θ
relativo
= θ
absoluto muslo
2 θ
absoluto pierna
θ
relativo
= 274.58° 2 72.8°
θ
relativo
= 147.4°
En situaciones clínicas, casi siempre se calcula el ángulo
relativo debido a que representa un indicador más práctico de la función y posición de la articulación. Sin embargo, en los análisis biomecánicos cuantitativos, se calculan con más frecuencia los ángulos absolutos ya que se utilizan en varios cálculos subsecuentes. Para importar el tipo de ángulo calcu-
lado, se debe utilizar un marco de referencia.
Desafor
tunadamente, en biomecánica se han utilizado
muchos sistemas de coordenadas y muchos más sistemas para definir ángulos, resultando en dificultad para comparar valores de estudio a estudio. Varias organizaciones, como la Canadian Society of Biomechanics y la International Society of Biomechanics, han estandarizado la representación de los ángulos para proporcionar consistencia en la investigación en biomecánica, en especial en el área de la cinemática de las articulaciones.
Ángulos de las articulaciones
de la extremidad inferior
Al discutir el ángulo de una articulación como la rodilla y el tobillo, es imperativo hacer una representación significativa de la acción de la articulación. Para los clínicos y otras per-
sonas interesadas en la función articular, es muy útil un uso especial de los ángulos absolutos para calcular los ángulos de

las articulaciones. Los ángulos articulares de la extremidad inferior pueden calcularse utilizando los ángulos absolutos de forma similar al procedimiento antes descrito. Winter (36) presentó un sistema de convenciones sobre los ángulos articulares de la extremidad inferior. Estas definiciones de ángulos de la extremidad inferior se utilizan sólo en el análi-
sis de plano sagital en dos dimensiones (2D). En el sistema de W
inter, se utilizan puntos digitalizados describiendo el
tronco, el muslo, la pierna y el pie para calcular los ángulos absolutos de cada uno (Fig. 9-12). Los ángulos articulares pueden ser calculados a partir de estos ángulos absolutos. En este tipo de análisis biomecánico, se asume que se está analizando una vista sagital del lado derecho. Esto es, el lado
tobillo (1.09, 0.09)
rodilla (1.22, 0.51)
cadera (1.14, 0.80)
FIGURA 9-11
 Coordenadas describiendo los centros de las articula-
ciones de la cadera, rodilla y tobillo y el ángulo relativo de la rodilla (u ).

337. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 325
derecho del cuerpo del sujeto está más cerca de la cámara, y
se considera que está en el plano x -y.
ÁNGULO DE LA CADERA
Con base en los ángulos absolutos calculados del tronco y el
muslo, el ángulo de la cadera es:
θ
cadera
= θ
absoluto del muslo
2 θ
absoluto del tronco
En este esquema, si el ángulo de la cadera es positivo, la
acción en la cadera es la flexión; pero si el ángulo es nega-
tivo, la acción es extensión. Si el ángulo es cero, el muslo y
el tr
onco están alineados de modo vertical en una posición
neutral. Por ejemplo, el ángulo de la articulación de la cadera
que representa la flexión y extensión para la fase de contacto
con el suelo al caminar (Tabla 9-1) sería:
θ
cadera
= θ
muslo
− θ
tronco = 123.53° − 90.43°
= 33.1°
El ángulo articular de 33.1° al momento del contacto
con el suelo indica que el muslo se está flexionando sobre la articulación de la cadera. En una caminata humana a un paso moderado, el ángulo de la cadera oscila entre ±35° en torno a los 0°; al correr, el ángulo de la cadera oscila entre ±45°.
ÁNGULO DE LA RODILLA
Utilizando el ángulo absoluto del muslo y la pierna, se puede definir el ángulo de la rodilla de la siguiente forma:
θ
rodilla
= θ
absoluto del muslo
− θ
absoluto de la pierna
En la locomoción humana, el ángulo de la rodilla siem-
pre es positivo (p. ej., con algún grado de flexión), y por lo r
egular varía de 0 a 50° a través de la zancada al caminar, y de
0 a 80° durante una zancada al correr. Dado que el ángulo de la rodilla es positivo, la rodilla siempre se encuentra en cierto grado de flexión. Si el ángulo de la rodilla se vuelve progresivamente mayor, la rodilla se está flexionando. Si
es progresivamente menor, la rodilla se está extendiendo. Un ángulo de
cero en la rodilla es una posición neutral, y
un ángulo negativo indica hiperextensión de la rodilla. El ángulo de la rodilla en la fase de contacto en el ejemplo de la caminata (Tabla 9-1) es:
θ
rodilla
= θ
muslo
− θ
pierna
= 123.53° − 106.65°
= 16.88°
ÁNGULO DEL TOBILLO
El ángulo del tobillo se calcula utilizando los ángulos absolu-
tos del pie y la pierna:
θ
articulación del tobillo
= θ
pierna
− θ
pie
+ 90°
Esto puede parecer más complicado que los demás cálcu-
los de los ángulos de la extremidad inferior. Sin añadir 90°, el
ángulo del tobillo oscilaría alr
ededor de los 90°, dificultando
su interpretación. El añadir 90° hace que el ángulo oscile
alrededor de los 0°. Por tanto, un ángulo positivo representa
dorsiflexión, y uno negativo representa flexión plantar.
El ángulo del tobillo en la fase de contacto con el suelo en
el ejemplo de la marcha (Tabla 9-1) es:
θ
tobillo
= θ
pierna
− θ
pie
+ 90°
= 106.65° – 200.48° + 90°
= −3.83°
Este valor indica que el tobillo está en flexión plantar al
momento del contacto con el suelo. El ángulo del tobillo por lo regular oscila en ± 20° durante una zancada normal al cami-
nar, y ±35°
durante una zancada al correr. En la figura 9-13 se
presentan los ángulos de la extremidad inferior calculados para una zancada al caminar utilizando la convención de Winter.
Utilizando MaxTRAQ(®), importe el primer archivo de
video incluido en el programa de la mujer caminando
(representando el contacto del talón derecho con el
suelo). Digitalice el hombro derecho, el trocánter mayor
derecho, la rodilla derecha y el tobillo derecho. Calcule
los ángulos absolutos del tronco, el muslo y la pierna
(esto se realizó en el ejercicio previo). Utilizando estos
ángulos absolutos, calcule los ángulos de la cadera y la
rodilla según la convención de Winter (36).
cresta iliaca
trocánter
mayor
cóndilo
tibial
maléolo
lateral
dedo del pie
cabeza del quinto
metatarsiano
talón
cóndilo
femoral
FIGURA 9-12
 Definición de la vista sagital de los ángulos absolu-
tos del tronco, el muslo, la pierna y el pie. (Tomada de Winter, D. A.
[1987]. The Biomechanics and Motor Control of Gait. Waterloo, ON:
University of Waterloo Press.)

338. 326 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Los ángulos articulares calculados utilizando el abordaje de
ángulo relativo (ley de cosenos) y los mismos ángulos calcu-
lados a partir de los ángulos absolutos utilizando la conven-
ción de Winter (36) tienen exactamente el mismo significado
clínico. En el abor
daje de ángulo relativo, el ángulo articular
calculado es el ángulo incluido entre los dos segmentos.
Utilizando el abordaje de ángulo absoluto, el ángulo articular
que se calcula es la diferencia entre los dos ángulos de los seg-
mentos. La interpretación de estos ángulos es exactamente la
misma. En la figura
9-14 se presentan ambos tipos de ángulos.
ÁNGULO DEL RETROPIÉ
Otro ángulo en la extremidad inferior que a menudo se calcula
en los análisis biomecánicos es el ángulo de la parte posterior
del pie. El movimiento de la articulación subastragalina en
un análisis 2D se considera que se da en el plano frontal. El
ángulo del retropié representa el movimiento de la articulación
subastragalina. Por tanto, el ángulo del retropié se aproxima a
la eversión e inversión del calcáneo en el plano frontal. La ever-
sión e inversión del calcáneo están entre los movimientos de
acción de pr
onación y supinación de la articulación subastra
­
galina. En la literatura de investigación, la eversión del cal­­‑
cá­­­neo a menudo se mide para evaluar la pronación, y la
in­versión del cal­cáneo se mide para determinar la supinación.
El ángulo del retropié se calcula utilizando los ángulos
absolutos de la pierna y del calcáneo en el plano frontal. Se colocan dos marcadores de segmento en la parte posterior de la pierna para definir el eje longitudinal de la pierna. También se colocan dos marcadores sobre el calcáneo (o en la porción posterior del zapato) para definir el eje longitudinal del cal-
cáneo (Fig. 9-15).
Los
investigadores han reportado que los marcadores colo-
cados sobre el zapato, en lugar de directamente sobre el calcá-
neo, no proporcionan una indicación real del movimiento del calcáneo (30). De hecho, se ha sugerido que el movimiento

del retropié calculado cuando los marcadores se colocan en el zapato es mayor que si éstos se colocan sobre el calcáneo para el mismo movimiento. Sin importar la posición de los
fase de apoyo
Porcentaje de la zancada
flexión plantar
dorsiflexión
extensión
extensión
flexión
flexión
fase de
balanceo
Ángulo (grados)
Ángulo (grados)
Ángulo (grados)
FIGURA 9-13 Gráficas de los ángulos de la cadera (A), la rodilla
(B) y el tobillo (C) al caminar.
a
b
c
d
e
f
FIGURA 9-14 Representaciones de los ángulos articulares utili-
zando los cálculos de ángulo relativo y ángulo absoluto. Los ángulos
a, c y e son calculados a partir de los ángulos absolutos; b, d y f uti-
lizan los cálculos de ángulo relativo. Ambas representaciones son las
mismas.

339. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 327
marcadores, se utilizan para calcular los ángulos absolutos de
la pierna y el talón; por tanto, el ángulo del retropié es:
θ
retropié
= θ
pierna
− θ
calcáneo
Con este cálculo, un ángulo positivo representa inversión
del calcáneo, un ángulo negativo representa eversión del cal-
cáneo, y un ángulo cero es la posición neutral.
Durante la fase de apoyo del ciclo de la mar
cha, el retro-
pié, según lo define el ángulo del retropié, está en una posi-
ción invertida en el contacto inicial del pie con el suelo. En
esta instancia, el ángulo del r
etropié es positivo. A partir de
ese momento y hasta la fase media de apoyo, el retropié se
mueve hacia una posición evertida; por tanto, el ángulo del
retropié es negativo. En la posición media de apoyo, el pie se
vuele menos evertido y se mueve hacia una posición invertida
en el despegue de los dedos. El ángulo del retropié se vuelve
menos negativo y de manera eventual positivo en el despe-
gue. La figura 9-16 es una representación de un ángulo típico
de la cur
va del ángulo del retropié durante la fase de apoyo
en una zancada al correr.
Representación de vectores
de movimiento angular
Representar los vectores de movimiento angular en forma
gráfica como líneas con flechas, como en el caso de la cine-
mática lineal, es difícil. Sin embargo, es esencial determinar la
dir
ección de la rotación en términos de una rotación positiva
o negativa. La dirección de rotación de un vector de movi-
miento angular se conoce como polaridad del vector
. La pola-
ridad de un vector de movimiento angular está determinada
por la
regla de la mano derecha. La dirección del vector de
movimiento angular se determina utilizando esta regla colo-
cando los dedos flexionados de la mano derecha en dirección
de la r
otación. El vector de movimiento angular se define
con una flecha de longitud apropiada que coincide con la
dir
ección del pulgar extendido de la mano derecha (Fig. 9-17).
La convención 2D generalmente utilizada es que todos los
segmentos rotan en sentido contrario al de las manecillas del
reloj respecto a la horizontal derecha y tienen una polaridad
positiva, y todos los segmentos que rotan en el sentido de las
manecillas del reloj tienen una polaridad negativa.
ángulo negativo ángulo cero
Ángulo del retropié = θ
calcáneo
– θ
pierna
ángulo positivo
PRONACIÓN NEUTRAL SUPINACIÓN
θ
pierna
θcalcáneo
θcalcáneo θcalcáneo
θpierna θpierna
FIGURA 9-15
 Definición de los ángulos absolutos de la pierna y el
calcáneo en el plano frontal. Estos ángulos se utilizan para formar
el ángulo del retropié del pie derecho.
despegue de los dedos
Porcentaje de apoyo
choque del pie
ángulo
máximo del
retropié
eversión
inversión
Á
ngulo (grados)
FIGURA 9-16 Una gráfica típica de ángulo-tiempo del retropié al
correr. Se indica el ángulo máximo del retropié.
FIGURA 9-17 Regla de la mano derecha utilizada para identificar la
polaridad de la velocidad angular de una patinadora artística durante un
giro. Los dedos de la mano derecha apuntan en dirección de la rotación,
y el pulgar derecho apunta en dirección del vector de velocidad angular.
El vector de velocidad angular es perpendicular al plano de rotación.

340. 328 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Relaciones de movimiento angular
Las relaciones discutidas en este capítulo sobre cinemática
angular son análogas de las comentadas en el capítulo 8 sobre
cinemática lineal. El caso angular es simplemente un análogo
del caso lineal.
POSICIÓN Y DESPLAZAMIENTO ANGULAR
La posición angular de un objeto se refiere a su localización
en relación con un sistema definido de referencia espacial. En
el caso de un sistema bidimensional donde el eje y represen
­‑
ta el movimiento vertical hacia arriba y hacia abajo y el eje x r
epresenta el movimiento de anterior a posterior, la posición
angular se describe en el plano x-y. Un sistema tridimensio -
nal (3D) añade un tercer eje, el eje z , en los planos medial y

lateral. Muchos clínicos utilizan planos para describir el posi-
cionamiento angular. Por ejemplo, si los ejes se colocan con
el origen en la articulación del hombro, la posición angular del brazo en el plano
x-y será una posición de flexión y extensión,
en el plano y-z de abducción y aducción, y en el plano x-z, de
rotación. Este sistema funciona bien para describir ángulos articulares, pero carece de precisión para describir movimien-
tos complejos. Los ángulos absolutos pueden ser calculados en r
elación con un sistema de referencia fijo colocado en una
articu
­lación, o a otro punto fijo en el entorno. Como se dis-
cutió anteriormente, el movimiento angular también puede calcu
­larse en relación con una línea o a un plano al que se le
permite moverse. Es común presentar ángulos articulares como los mostrados en la figura 9-13 para documentar las acciones de las articulaciones en un movimiento como el caminar.
Los conceptos de distancia y desplazamiento en el caso
angular deben diferenciarse uno del otro. Considere un pén-
dulo simple que se balancea en el plano x -y a través de un ar
co
de 70° (Fig. 9-18). Si el péndulo se balancea a través de un arco sencillo, la distancia angular es 70°, pero si se balancea a través de 1.5 arcos, la distancia angular es 105°. La distancia angular es el total de todos los cambios angulares medidos siguiendo su trayectoria exacta. Sin embargo, al igual que en el caso lineal, la distancia angular no es lo mismo que el desplazamiento angular.
El desplazamiento angular es la diferencia entre las posi -
ciones inicial y final del objeto que está rotando (Fig. 9-19).
En el ejemplo del péndulo, si se balancea a través de dos arcos completos, el desplazamiento angular es cero ya que su posición final es la misma que la posición inicial. El des-
plazamiento angular nunca sobrepasa los 360° o 2
π rad de
rotación, pero la distancia angular puede tener cualquier valor. Al discutir el desplazamiento angular, es necesario designar la dirección de la rotación. La rotación en sentido contrario al de las manecillas del reloj se considera positiva, y la rotación en el sentido de las manecillas del reloj es negativa. En un sistema de referencia 3D colocado sobre la articulación del hombro, el eje y positivo estaría dirigido hacia arriba, el eje x positivo iría
de posterior a anterior y el eje z positivo iría de medial a late-
ral. Los movimientos articulares positivos correspondientes en tor
no a estos ejes serían flexión/extensión (en torno al eje
x), rotación interna/externa (en torno al eje y), y abducción/
aducción (en torno al eje z ).
Si se calcula el ángulo absoluto de un segmento, theta
(
θ), para posiciones sucesivas en el tiempo, el desplazamiento
angular (Δ
θ) es:
Δ
u = u
final
− u
inicial
La polaridad, o signo del desplazamiento angular está de
­
terminada por el signo Δ
θ, y puede confirmarse con la regla
de la mano derecha.
VELOCIDAD ANGULAR
La velocidad angular y la rapidez angular son análogas a la
velocidad lineal y la rapidez lineal tanto en definición como en significado. La rapidez angular es una cantidad escalar y generalmente no es de importancia crítica en el análisis bio-
mecánico ya que no se utiliza en otros cálculos.
La velocidad angular
, representada con la letra griega
omega (
v), es una cantidad vectorial que describe el cociente
FIGURA 9-18 Un péndulo en movimiento ilustrando la distancia
angular a lo lar
go de 1.5 arcos de balanceo.
Desplazamiento
angular
Posición
final
Desplazamiento angular = 35° 2 0° = 35°
Posición
inicial
FIGURA 9-19 El desplazamiento angular es la diferencia entre la
posición inicial y la posición final.

341. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 329
del cambio en la posición angular sobre el cambio en el
tiempo. Si el ángulo medido es
u, entonces la velocidad
angular es:
v = Cambio en la posición angular/cambio en el tiempo
= (
u
final
– u
inicial
)/(tiempo
final
– tiempo
inicial
) = Δ
u/Δt
Si el ángulo inicial de un segmento es 34° a los 1
25
segundos, y el segmento se mueve a un ángulo de 62° a los 1.30 segundos, la velocidad angular sería:
v = Δu/Δt
= (62° − 34°)/(1.30 segundos 2 1.25 segundos)
= 28°/0.05 segundos
= 560°/segundo
La rapidez angular y la velocidad angular en general se
presentan en grados por segundo (°/s). Sin embargo, si se va a realizar algún otro cálculo utilizando velocidad angular, las unidades deben ser radianes por segundo (rad/s).
En el ejemplo previo, la velocidad angular promedio se
calculó durante el intervalo de 1.25 a 1.30 segundos. De acuerdo con la discusión en el capítulo previo, la velocidad angular representa la pendiente de una secante sobre una grá-
fica de posición-tiempo durante este intervalo. La velocidad angular instantánea r
epresenta la pendiente de una tangente
a una gráfica de posición angular-tiempo, y se calcula como un límite:
Límite
v = du/dt
dt → 0
Por tanto, la velocidad angular es la primera derivada de
la posición angular.
Al igual que en el caso lineal, la dirección de una pendiente
en un perfil de ángulo-tiempo determina si la velocidad angular es positiva o negativa, y la inclinación de la pendiente indica la tasa de cambio de la posición angular. Si
θ
final
es
mayor que
θ
inicial
, entonces v es positiva (p. ej., la pendiente
es positiva), pero si
θ
final
es menor que θ
inicial
, v es negativa
(p. ej., la pendiente es negativa). Ambas situaciones pueden confirmarse utilizando la regla de la mano derecha. Si no hay cambio en el ángulo, la pendiente es cero y
v es cero.
El método utilizado para calcular la velocidad angular durante
una serie de cuadros en un análisis cinemático es el método de primera diferencia central. Este método calcula la velocidad angular en el mismo instante en el que están disponibles los datos de posición angular. Para la velocidad angular, esta fórmula es:
v
i
= (u
i+1
– u
i–1
)/(t
i+1
– t
i–1
)
donde u
i
es el ángulo en el instante t
i
. La tabla 9-2 representa
los datos del ángulo absoluto del muslo recopilados de una fase
de apoyo al caminar (véase Apéndice C). La frecuencia del
TABLA 9-2 Cálculo de la posición angular, velocidad y aceleración del muslo
durante la fase de apoyo al caminar
Número
de cuadro
Tiempo
(segundos)
GT Rodilla (R)
Ángulo del
muslo (°)
Velocidad del
muslo (°/s)
Aceleración del
muslo (°/s/s)x y x y
 1 0.0000 –127.4 817.4 81.5499.7 123.33
 2 0.0083 –114.7 817.6 92.8499.2 123.09 –29.52
 3 0.0166 –101.3 818.0 104.7 498.8 122.84 –31.33 –326.51
 4 0.0249 –87.5 818.6 116.9 498.6 122.57 –34.94 –471.69
 5 0.0332 –73.4 819.5 129.2 498.5 122.26 –39.16 –435.54
v
6
= (u
7
– u
5
)/(t
7
– t
5
)=
 6 0.0415 –59.1 820.6 141.5 498.6 121.92 –42.17 –507.83
 7 0.0498 –44.9 822.0 153.6 498.8 121.56 –47.59 –689.16
 8 0.0581 –30.7 823.7 165.4 499.0 121.13 –53.61 –762.05
a
9
= (v
10
– v
8
)/(t
10
– t
8
)=
 9 0.0664 –16.7 825.6 176.8 499.3 120.67 –60.24 –907.23
10 0.0747 –2.8 827.7 187.6 499.6 120.13 –68.67 –1052.41
11 0.0830 11.0 829.9 197.9 499.9 119.53 –77.71 –1161.45
u
12
= 180 + atan([GT
y
– K
y

]/[GT
x
– K
x
])=
12 0.0913 24.6 832.3 207.5 500.1 118.84 –87.95 –1088.55
13 0.0996 38.0 834.8 216.4 500.2 118.07 –95.78 –980.12
14 0.1079 51.2 837.4 224.8 500.3 117.25 –104.22 –943.98
15 0.1162 64.3 840.1 232.5 500.4 116.34 –111.45
16 0.1245 77.1 842.7 239.7 500.3 115.40

342. 330 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
fotograma de la cámara fue de 120 cuadros por segundo, y se
presenta cada tercer cuadro a partir del contacto con el suelo
(cuadro 0) hasta el despegue de los dedos (cuadro 76). El
tiempo entre cada cuadro es de 1/120
 0.0083 segundos;
por tanto, el tiempo entre tres cuadros es de 0.0249 segun-
dos. Utilizando el método de primera diferencia central, la velocidad angular se calcula a par
tir de la posición angular
absoluta para cada cuadro. Luego de que se han calculado, los valores típicamente se grafican para observar el patrón de movimiento (Fig. 9-20). El resultado del cálculo y la gráfica de cinemática angular del muslo indican que durante la mayor parte de la fase de apoyo, el muslo se mueve en el sentido de las manecillas del reloj con respecto a la rodilla. En el momento del choque del talón, el muslo está en flexión extrema de la cadera que se reduce a medida que el tronco se lleva sobre la extremidad de apoyo, moviendo el muslo en el sentido de las manecillas del reloj (velocidad angular nega-
tiva). El muslo está alineado verticalmente en el cuadro 39, y el tr
onco continúa moviéndose sobre la extremidad, forzando
al muslo a continuar su rotación en el sentido de las mane-
cillas del reloj en torno a la articulación de la rodilla. Al final de la fase de apoyo (cuadr
o 63), el movimiento del muslo se
revierte, y comienza un movimiento en sentido contrario al de las manecillas del reloj para prepararse para el despegue de los dedos (velocidad angular positiva).
Consulte los datos sobre la marcha en el Apéndice C.
Utilizando el método de primera diferencia central, calcule
la velocidad angular de la parte inferior de la pierna utili-
zando los ángulos absolutos de la posición del segmento
y la gráfica de velocidad angular.
ACELERACIÓN ANGULAR
La aceleración angular es el cociente del cambio en la velo-
cidad angular con respecto al tiempo, y se simboliza con la
letra griega alfa (
a).
Aceleración angular = Cambio en la velocidad angular/
     cambio en el tiempo
a = (
v
final
− v
inicial
)/(tiempo
final
– tiempo
inicial
) a = Δ
v/Δt
Para facilitar la comprensión, los biomecanicistas por lo
general presentan sus resultados en grados/segundo al cua-
drado (°/s
2
), pero la unidad más apropiada para la aceleración
angular son los radianes por segundo al cuadrado (rad/s
2
).
Al igual que en el caso lineal, la aceleración angular es la
derivada de la velocidad angular, y representa la pendiente de una línea (ya sea una secante para la aceleración angular pro-
medio, o una tangente para la aceleración angular instantánea). Si a es la pendiente de una secante a un per
fil de velocidad
angular-tiempo, representa una aceleración promedio durante un intervalo. Si a es la pendiente de una tangente, se ha calcu-
lado la aceleración angular instantánea. Esto también implica que la pendiente puede ser positiva (
v
final
  v
ω
inicial
), negativa
(
v
final
 v
inicial
), o cero (v
final
5 v
inicial
). La dirección del vector
de aceleración angular puede confirmarse utilizando la regla de la mano derecha. La aceleración angular instantánea se calcula de la siguiente forma:
Límite a = d
v/dt
dt → 0
De nuevo, en un análisis cinemático, el método usual
para calcular la aceleración angular es el método de primera diferencia central. La fórmula para la aceleración angular con este método es:
a
i
= (v
i+1
− v
i−1
)/(t
i+1
− t
i−1
)
donde

i
es la velocidad angular en el instante t
i
. En la tabla
9-2 se presenta la aceleración angular del muslo para los cua-
dros seleccionados en la fase de apoyo al caminar.
Como en el caso de la aceleración lineal, el signo o pola-
ridad de la aceleración angular no indica la dirección de la r
otación. Por ejemplo, la aceleración angular positiva puede
significar un aumento en la velocidad angular en la dirección positiva o una disminución de la velocidad angular en la dirección negativa. Además, la aceleración angular negativa puede indicar una disminución de la velocidad angular en la dirección positiva o un aumento de la velocidad angular
en la dirección negativa. En la tabla 9-2 se presentan la posición angular
, la velocidad y la aceleración del muslo, con
140
120
100
80
60
40
20
Segmento angular (grado) Velocidad angular (grado/s)
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
Fase de apoyo (s)
A
0
200
150
100
50
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
Fase de apoyo (s)
B
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
Fase de apoyo (s)
2000
1000
0
500
1500
Aceleración angular grado/s/s
0
C
FIGURA 9-20 Representaciones gráficas del ángulo absoluto
(A), velocidad angular (B) y aceleración angular (C) del muslo en
función del tiempo para la fase de apoyo de la marcha (datos del
Apéndice C).

343. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 331
Dado que r
1
es más largo que r
2
, la distancia viajada por
s
1
debe ser mayor a s
2
. Por tanto, los puntos más distales de
un segmento viajan una distancia mayor que los puntos más
cercanos al eje de rotación. El valor para la expresión de r se
conoce como radio de rotación, y se refiere a la distancia de
un punto determinado al eje de rotación.
Considere que el cambio en el ángulo, Δ
u, es muy
pequeño; entonces la longitud del arco, Δ s, puede aproxi-
marse a una línea recta. Por tanto, se puede establecer una
r
elación entre el desplazamiento angular y lineal. Esto es,
cuando r es el radio de rotación:
Desplazamiento lineal 5
Radio de rotación 3 desplazamiento
angular
o
Δs = r Δ
u
o utilizando cálculo (p. ej., cuando du es muy pequeño):
ds = r d
u
Por ejemplo, si el segmento del brazo de una longitud de
0.13 m rota en torno al codo con una distancia angular
de 0.23 rad, la distancia lineal que la muñeca viajará es:
Δs = r Δ
u
Δs = 0.23 rad × 0.13 m
Δs = 0.03 m
Δs tiene una unidad de longitud de metros (m), que es
la unidad correcta ya que se trata de una distancia lineal. Nótese que los radianes carecen de dimensión, de modo que el producto de radianes por metro resulta en unidades de metro.
VELOCIDADES LINEALES Y ANGULARES
La relación entre las velocidades lineal y angular es similar a la relación entre desplazamientos lineal y angular. En el ejemplo de la sección anterior, el brazo, con una longitud r , rota en
torno al codo. El desplazamiento lineal de la muñeca es el producto de la distancia r , el radio de rotación, y el despla-
una gráfica correspondiente en la figura 9-20. La aceleración
angular del muslo es negativa (incr
ementando la veloci
­‑
dad angular en la dirección negativa) durante la parte de la
fase
de apoyo donde la velocidad angular del muslo es nega-
tiva. La aceleración sigue siendo positiva (aumentando la
velocidad angular en la dir
ección positiva) en las etapas finales
de la fase de apoyo, donde la velocidad angular del muslo
cambia de negativa a positiva (cambio de dirección).
Articulación del hombro
Antebrazo
Brazo
FIGURA 9-21 Relación entre los desplazamientos lineal y angular.
Relaciones entre movimientos
angulares y lineales
En muchos movimientos humanos, los movimientos de los
segmentos que constituyen el movimiento son angulares, en
tanto que el resultado del movimiento es lineal. Por ejem-
plo, un pitcher lanza una bola de beisbol que viaja en forma
lineal.
Sin embargo, los movimientos de los segmentos del
pitcher que resultan en el lanzamiento son rotacionales. Por
ejemplo, cuando es necesario conocer el movimiento lineal
de la mano, uno debe saber que depende del movimiento
angular de los segmentos de la extremidad superior. Este
ejemplo sugiere una relación mecánica entre los movimien-
tos lineales y angulares.
DESPLAZAMIENTOS LINEALES Y ANGULARES
Cuando se define la medida angular de un ángulo, el radián,
se observa que:
u = s/r
donde u es el ángulo subtendido por un arco de longitud s que
es igual al radio del círculo. Al rearreglar esta ecuación, la lon-
gitud del ángulo puede ser presentada de la siguiente forma:
s
= r
u
Suponga que el antebrazo, con una longitud de r
1
, rota en
torno a la articulación del codo (Fig. 9-21). El arco descrito por la rotación —la distancia que se mueve la muñeca— es Δs
1
y el ángulo es Δ θ. La distancia lineal que viaja la muñeca
se describe como:
Δs
1
= r
1
Δu
Por tanto, se puede describir la distancia lineal que se mueve
cualquier punto del segmento si se conocen la distancia de ese punto al eje de rotación y el ángulo a través del cual rota el segmento. Suponga que otro punto sobre el brazo se marca como s
2
con una distancia de r
2
al eje de rotación. La distancia
que este punto viaja durante el mismo movimiento angular es:
Δs
2
= r
2
Δu
Consulte los datos de la marcha en el Apéndice C.
Utilizando el método de primera diferencia central,
calcule y grafique la aceleración angular de la pierna.

344. 332 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
zamiento angular del segmento. Diferenciando esta ecuación
con respecto al tiempo, tenemos que:
ds = r d
u
ds/dt = r d u/dt
v = r
v
Por tanto, la velocidad lineal de un punto en un cuerpo
que rota es el producto de la distancia entre ese punto y el eje de rotación y de la velocidad angular del cuerpo. El vec-
tor de velocidad lineal en esta expresión es instantáneamente tangente a la trayectoria del objeto y se denomina
velo
­‑
cidad tangencial o v
T
(Fig. 9-22). Esto es, el vector de
veloci
­dad lineal se comporta como una tangente, tocando la
trayectoria de la curva en sólo un punto. Por tanto, el vector de velocidad lineal siempre es perpendicular al segmento
que rota.
Por ejemplo, si el segmento con longitud
r = 0.13 m rota
con una velocidad angular de 2.4 rad/s, la velocidad de la muñeca es:
v
T
= r
v
v
T
= 0.13 m × 2.4 rad/s
v
T
= 0.31 m/s
La velocidad lineal se expresa en metros por segundo, lo
que resulta en esta instancia del producto de metros por radia-
nes por segundo, ya que los radianes carecen de dimensión.
La r
elación entre velocidad lineal y velocidad angular es una
pieza de información crítica en varios movimientos humanos, en particular en aquellos en los que la persona lanza o golpea un objeto. Para incrementar la velocidad lineal de la pelota, por ejemplo, un jugador de fútbol puede ya sea incrementar la velocidad angular de los segmentos de la extremidad infe-
rior, o aumentar la longitud de la extremidad extendiendo las ar
ticulaciones, o ambas, para obtener el rango máximo
de una patada. Para un individuo, la principal alternativa es incrementar las velocidades angulares de estos segmentos. Por ejemplo, Plagenhoef (23) reportó velocidades del pie antes del impacto con la pelota de 16.33 a 24.14 m/s para varios tipos de patadas en el mismo individuo. Dado que las longitudes de los segmentos no cambiaron de forma signifi-
cativa, si la velocidad del pie cambiaba, la velocidad angular cier
tamente debió variar para cada tipo de patada.
Sin embargo, en algunas actividades, la longitud del radio
(r) puede cambiar. Por ejemplo, en el golf los palos tienen
varias longitudes y lofts de cabeza según la distancia que uno desea que viaje la pelota (Fig. 9-23). El loft es el ángulo for -
mado entre la cara del palo y el eje central de la varilla. Por ejemplo, el hier
ro dos es más largo que el hierro nueve, y tiene
un loft diferente en la cabeza, siendo más grande en el hierro
nueve que en el hierro dos. Si ambos palos tuviesen el mismo loft, el tiro con un hierro dos iría más lejos que el tiro con un hierro nueve, dada la misma velocidad angular en el swing, como ocurre con los golfistas más expertos. Los golfistas a menudo utilizan el mismo palo, pero varían la longitud, r, al
sujetar el palo más cerca de la parte media del cuerpo del palo. Utilizando esta técnica, el golfista puede realizar el swing con la misma velocidad angular pero cambia la longitud, variando por tanto la velocidad lineal de la cabeza del palo.
ACELERACIONES LINEALES Y ANGULARES
Nótese que el vector de velocidad lineal calculado a partir del producto del radio y la velocidad angular es tangente
al trayecto curvo y puede denominarse como velocidad tan-
gencial. Como se estableció antes:
v
T
= rv
Eje de
rotación
Radio de rotación
Trayectoria
Segmento
que rota
FIGURE 9-22 Velocidad tangencial de un segmento que rota en
diferentes instantes en el tiempo. La velocidad tangencial es perpen-
dicular al radio de rotación.
FIGURA 9-23 Comparación de las longitudes de los palos de golf,
un hierr
o dos (izquierda) y un hierro nueve.

345. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 333
Si se determina la derivada del tiempo de esta expresión,
la relación expresa la aceleración tangencial en términos del
radio de rotación y la aceleración angular. La expresión de la
derivada es:
a
T
= ar
donde a
T
es la aceleración tangencial, r es el radio de rotación,
y
 es la aceleración angular. La aceleración tangencial, similar
al vector de velocidad tangencial, es un vector tangente a la curva y perpendicular al segmento que rota (Fig. 9-24). En cualquier actividad en la que la persona gira para propulsar el objeto (p. ej., en un lanzamiento de disco), el propósito es lanzar el objeto tan lejos como sea posible. Por tanto, para comprender esta actividad, es necesario entender la velocidad y la aceleración tangenciales. La frecuencia de tiempo del cambio en la velocidad tangencial del objeto a lo largo de su trayectoria curva es la aceleración tangencial. El pico de velocidad tan
­
gencial se alcanza idealmente justo antes de liberar el objeto,
en cuyo instante la aceleración tangencial debe ser cero.
Imagine a un pitcher de sóftbol utilizando un lanza-
miento bajomano; se puede obtener más información sobre otr
o componente de la aceleración lineal que actúa durante
un movimiento rotacional. A medida que el pitcher mueve el brazo hasta el punto de liberación del lanzamiento, la pelota sigue una trayectoria curva. Dado que el brazo del pitcher está unido al hombro, la pelota debe seguir una trayectoria curva producida por la rotación del brazo. Por tanto, para continuar esta trayectoria, la pelota se mueve ligeramente hacia adentro y hacia abajo en cada instante en el tiempo has
­
ta que es liberada (Fig. 9-25). Esto es, la pelota se acelera de for
ma gradual hacia abajo y hacia adentro hacia el hombro,
o el eje de rotación.
Se han discutido dos componentes de la aceleración pro-
ducida por la rotación de un segmento: uno tangencial al tra-
yecto del segmento y uno a lo largo del segmento hacia el eje de r
otación. Estas dos aceleraciones son necesarias para que la
pelota en la mano del pitcher continúe su trayectoria curva. El movimiento hacia adelante es el resultado de la aceleración tangencial que ya ha sido discutido. Sin embargo, la acelera
­
ción hacia el eje o centro de rotación, se denomina acele­
ración centrípeta (Fig. 9-26). El adjetivo centrípeta significa
“que busca el centro”. La aceleración centrípeta también se
conoce como aceleración radial. Cualquiera de estos nom -
bres es correcto, aunque durante el resto de esta discusión, se utilizará el tér
mino aceleración centrípeta.
Para derivar la fórmula para aceleración centrípeta, la ace-
leración lineal resultante del extremo de un segmento, como la muñeca, de un segmento que r
ota es:
a
v
t
d
d
==
Debido a que el segmento está rotando, la velocidad
lineal es:
v
T
= vr
Sustituyendo esto en la ecuación de aceleración, la acele-
ración es:
a
= d(
vr)/dt
Si se aplican ciertas reglas computacionales para cálculo,
esta ecuación se convierte en:
a =
v × dr/dt + d v/dt × r
Eje de
rotación
Radio de rotación
Trayectoria
Segmento
que rota
FIGURA 9-24 Aceleración tangencial de un segmento que se
balancea. Es perpendicular al segmento que se balancea.
Eje de
rotación
Radio de rotación
hacia abajo
hacia abajo hacia abajo
hacia adentro
hacia adentro
hacia
adentro
trayectoria
de la muñeca
Dirección del swing
Segmento que rota
FIGURA 9-25
 Direcciones de los componentes de aceleración de la
muñeca de un pitcher de beisbol durante el swing hacia abajo del brazo
hasta el momento en el que se libera la pelota. La muñeca se acelera hacia
adentro hacia el hombro, y hacia abajo en forma tangencial a la trayectoria
de la muñeca. Estos dos vectores son perpendiculares uno al otro.
Eje de
rotación
Radio de
rotación
Trayectoria
del extremo
del segmento
Dirección
de rotación
Segmento
que rota
FIGURA 9-26
 Aceleración tangencial (a
T
) y aceleración centrípeta
(a
C
), que son perpendiculares una a la otra. La aceleración tangen
­‑
cial acelera el extr
emo del segmento hacia abajo, y la aceleración
centrípeta acelera el extremo hacia el centro de rotación. El resultado
es un movimiento a lo largo de una trayectoria curva.

346. 334 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Debido a que dr /dt es la velocidad lineal, y d v/dt es la
aceleración angular de los segmentos, esta expresión es:
a =
vv + ar
La velocidad lineal, v , es igual a vr, de modo que la expre-
sión para la aceleración lineal del extremo del segmento es:
a
=
vvr + ar
o
a =
v
2
r + ar
Recuerde que la aceleración resultante tiene dos compo-
nentes que son perpendiculares uno al otro. Esta expresión
ilustra estos dos componentes. Esta explicación r
equiere el
uso de cálculo de vectores y es mucho más complicada en
la derivación que lo que aquí se presenta. La adición del
signo (+) en esta expresión significa adición de un vector.
Previamente se determinó que
αr era la aceleración tangencial,
de modo que v
2
r es la aceleración centrípeta. La expresión
para aceleración centrípeta es:
a
C
= v
2
r
La aceleración centrípeta también puede expresarse de la
siguiente forma en función de la velocidad tangencial y el radio de rotación. Esto es, si v = vr es sustituida en la ecua-
ción de aceleración centrípeta, la ecuación se vuelve:
a
v
r
C
2
==
De esta expresión, se puede observar que la aceleración
centrípeta se incrementará si la velocidad tangencial aumenta o si el radio de rotación disminuye. Por ejemplo, la diferencia usual entre una pista de carreras bajo techo y una pista al aire libre es que la pista bajo techo es más pequeña, y por tanto tiene un radio más pequeño. Si un corredor intentara mante-
ner la misma velocidad en la vuelta de la pista bajo techo que la que mantiene en la pista al air
e libre, la aceleración centrí-
peta tendría que ser mayor para que el corredor pudiera dar la
vuelta. Generalmente, el corredor no puede dar la vuelta
a la misma velocidad que en una pista al aire libre, de modo que los tiempos de carrera en las pistas bajo techo son algo más lentos que en las pistas al aire libre.
Debido a que las aceleraciones centrípeta y tangencial son
componentes de la aceleración lineal, deben ser perpendicu-
lares una a la otra. Se puede construir el vector de aceleración de estos componentes. La aceleración r
esultante (Fig. 9-27)
se calcula utilizando la relación pitagórica:
aa a
T
2
C
2
=
=++
Al calcular ya sea la aceleración tangencial o la aceleración
centrípeta, las unidades de velocidad angular y de acelera­‑
ción angular son radianes por segundo, y radianes por segundo al cuadrado, r
espectivamente. Las unidades de ace-
leración lineal (metros por segundo al cuadrado) sólo pueden r
esultar cuando se utiliza una unidad basada en radianes
en los cálculos.
Diagramas ángulo-ángulo
En la mayoría de las representaciones gráficas del movimiento humano, usualmente algún parámetro (p. ej., la posición, el ángulo o la velocidad) se grafica en función del tiempo. En ciertas actividades, como en la locomoción, los movimientos de los segmentos son cíclicos; esto es, son repetitivos, con el final de un ciclo al comienzo del siguiente. En estos casos, un diagrama ángulo
-ángulo puede ser útil para representar la
relación entre dos ángulos durante el movimiento. Un dia-
grama ángulo-ángulo es la gráfica de un ángulo en función de otr
o. Esto es, un ángulo se utiliza para el eje x y el otro para el
eje y. En un diagrama ángulo-ángulo, un ángulo es usualmente
un ángulo relativo (ángulo entre dos segmentos) y el otro
es un ángulo absoluto (ángulo relativo al marco de referencia). Para que la gráfica ángulo-ángulo sea r
epresentativa, debe
existir una relación funcional entre los ángulos (Fig. 9-28). Por ejemplo, mientras que al estudiar a un individuo corriendo, la
relación entre la vista sagital de los ángulos del tobillo y de
la rodilla puede ser significativa, la relación entre el ángulo
del codo y el ángulo del tobillo puede no serlo.
Un problema con este tipo de diagrama es que no se puede
representar el tiempo fácilmente en la gráfica. Sin embargo, se puede representar colocando marcadores en la curva ángulo-án-
gulo para representar cada instante en el tiempo en el que se cal-
cularon los datos. Estas marcas se colocan a intervalos iguales y pr
oporcionan una indicación de la distancia angular a través de la
que se ha desplazado cada articulación en intervalos iguales. Por tanto, está representada la velocidad angular del movimiento, ya que entre más lejos estén las marcas en la curva, mayor es la velocidad del movimiento. Por el contrario, entre más cercanas estén las marcas, menor es la velocidad (Fig. 9-29).
Los diagramas ángulo-ángulo han demostrado ser útiles
en el estudio de la relación entre el ángulo del retropié y el de la rodilla (1, 34). Esta relación se basa en los movimientos anatómicos relacionados de las articulaciones subastragalina y de la rodilla. Durante la fase de apoyo de la marcha, la
Dirección
de rotación
Segmento
que rota
FIGURA 9-27
 Vector de aceleración lineal resultante (a
R
) confor-
mado por los componentes de aceleración centrípeta y tangencial.

347. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 335
rodilla se flexiona al momento del contacto del pie con el
suelo y continúa flexionándose hasta la parte media de la fase
de apoyo. Al mismo tiempo, el pie aterriza en una posición
invertida y de inmediato comienza a evertirse hasta la parte
media de la fase de apoyo. Tanto la flexión de la rodilla
como la eversión subastragalina se asocian con rotación tibial
interna. Después de la fase media, la rodilla se extiende y
la articulación subastragalina se invierte. Estas dos acciones
resultan en rotación externa de la tibia; ambas se presentan
en la figura 9-29 con el ángulo de la rodilla expresado como
un ángulo relativo y la inversión y eversión de la articulación
substragalina expresadas como un ángulo absoluto.
La figura 9-30, un diagrama ángulo-ángulo presentado
en un artículo por Van Woensel y Cavanagh (34), ilustra la
relación entre el ángulo de la rodilla y el del retropié al utilizar
diferentes tipos de zapato. Uno de los tres pares de zapatos
utilizados en este estudio estaba específicamente diseñado
para forzar al corredor a pronar durante el apoyo, otro, para
forzarlo a supinar durante el apoyo, y el tercer par eran zapa-
tos neutrales.
En muchos estudios de investigación se pr
esentan diagra-
mas ángulo-ángulo, pero no se utilizan para la cuantificación
del movimiento. Sin embar
go, más recientemente, los investi-
gadores han comenzado a utilizar lo que se conoce como una
técnica modificada de codificación de vector para cuantificar

las gráficas ángulo-ángulo (12). Esta técnica se utiliza para
determinar el ángulo entre cada par de puntos contiguos
durante un ciclo (Fig. 9-31). El movimiento relativo entre
estos puntos ha sido utilizado como una medida de coordi-
nación entre los ángulos que representan ya sea segmentos o
ar
ticulaciones (12, 24).
Utilizando los datos de la marcha en el Apéndice C,
calcule los ángulos absolutos del muslo y la pierna para
el cuadro que denota el contacto del pie derecho con el
suelo y los tres cuadros siguientes. Considerando estos
ángulos absolutos, calcule el movimiento relativo entre
el muslo y la pierna utilizando la técnica modificada de
codificación de vector.
Tobillo
DD
DD
CP
CP
Muslo
Rodilla
Rodilla
FIGURA 9-28 Diagramas ángulo-ángulo del ángulo de la rodilla en
función del ángulo del muslo (A) y del ángulo de la rodilla graficado
en función del ángulo del tobillo (B) para una zancada completa al correr
de un individuo que corre a 3.6 m/s. DD, despegue de los dedos; CP,
contacto del pie. (Adaptada de Williams, K. R. [1985]. Biomechanics of
running. Exercise and Sports Sciences Reviews, 14.)
Flexión de la rodilla en grados
Ángulo de pronación en grados
FIGURA 9-29 Diagrama ángulo-ángulo de la flexión de
la
rodilla en función del ángulo de pronación subastraga-
lino para un individuo corriendo a 6 min/milla en una cami- nadora. Los puntos en la curva indican intervalos iguales. (Adaptada de Bates, B. T., et al. [1978, otoño]. Foot func- tion during the support phase of running. Running, 24:29.)

348. 336 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Cinemática angular al caminar
y correr
Muchos investigadores han reportado la forma en la que varían
los ángulos en la extremidad inferior durante la zancada al
caminar y al correr, en particular durante la parte de apoyo
de la zancada. Un análisis de cinemática angular al caminar y
correr típicamente incluye una presentación gráfica de las accio-
nes de la articulación en función del tiempo. Aunque algunos
investigador
es han estudiado patrones de velocidad angular y
aceleración angular tanto al correr como al caminar, el principal
foco de investigación han sido las características de las posicio-
nes y desplazamientos angulares en eventos críticos durante el ciclo de locomoción. T
anto al caminar como al correr, el mayor
rango de movimiento ocurre en el plano sagital, y los movi-
mientos de los segmentos en este plano a menudo se utilizan para describir las características de la mar
cha. El cálculo de los
ángulos en el plano sagital puede realizarse mediante un análisis 2D. Sin embargo, el movimiento en los otros planos puede ser tan crítico para una marcha exitosa, aunque obtener estos ángulos requiere un análisis tridimensional.
Ángulos de la extremidad inferior
Los patrones de cinemática angular de las articulaciones en los planos sagital, frontal y transverso al caminar, correr o realizar un sprint, se muestran en la figura 9-32. Aunque existen dife-
rencias evidentes en la magnitud donde los desplazamientos angular
es se incrementan con la velocidad de locomoción, los
patrones son similares entre las velocidades de locomoción con algunas diferencias en la organización temporal. La única excepción es en la articulación del tobillo, donde hay cada vez menos flexión plantar al momento del choque del talón con-
forme la velocidad de locomoción aumenta hasta un punto, en la car
rera a muy alta velocidad, en donde la flexión plantar
puede incluso estar ausente (6).
A medida que se hace contacto con el suelo tanto al caminar
como al correr, una respuesta de carga absorbe el peso corporal. La cinemática angular que acompaña esta respuesta son la fle-
xión de la cadera, flexión de la rodilla y dorsiflexión del tobillo. Confor
me el cuerpo continúa sobre el pie en la parte media de
la fase de apoyo, estos movimientos continúan hasta las etapas terminales de dicha fase, donde se da una reversión hacia exten-
sión de la cadera, extensión de la rodilla y flexión plantar.
El ángulo de flexión de la cadera en el contacto inicial con

el suelo al correr y caminar ha sido reportado en un rango de 35 a 40°, y de 45 a 50°, respectivamente (17, 21, 22). En las fases tempranas de contacto, la cadera se aduce en un rango reportado de 5 a 10°, y de 8 a 12° al caminar y correr, de manera respectiva. Luego del contacto con el suelo, la cantidad de flexión de la cadera se reduce en el transcurso de la fase de apoyo hasta el despegue de los dedos, en el cual se ha reportado
Ángulo de la rodilla (grados)
Ángulo del retropié (grados)
CP
CP
CP
Inversión
Valgo
Eversión
Neutral
Varo
FIGURA 9-30 Diagrama ángulo-ángulo de la rodilla-retropié de un
individuo con tres tipos de zapatos para correr. CP, contacto del pie.
El zapato en varo tiene una cuña medial, la cual media la pronación
del retropié; el zapato en valgo tiene una cuña lateral, que incrementa
la pronación del retropié, y el zapato neutral es un zapato para correr
normal. (Adaptada de Van Woensel, W., Cavanagh, P. R. [1992]. A per-
turbation study of lower extremity motion during running. Internatio-
nal Journal of Sports Biomechanics, 8:30-47.)
Y
X
Ángulo 1 (grados)
01 02 0304 05 06 0
16
14
12
10
8
6
4
2
0Á
ngulo 2 (grados)
FIGURA 9-31 Representación de la técnica modificada de codificación de vector. El ángulo entre cada
par de puntos contiguos se calcula en relación a la horizontal derecha.

349. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 337
un rango de extensión de la cadera de 0 a 3° al caminar, y de 3 a
5° al correr (17, 21, 22). También hay movimiento de la cadera
hacia abducción en el momento del despegue de los dedos en
el rango de 2 a 5° tanto al caminar como al correr. Cuando
la extremidad no está en contacto con el suelo en la fase de
balanceo, los valores máximos de flexión de la cadera se repor-
tan en el rango de 35 a 50° al caminar, y de 55 a 65° al correr.
La abducción de la cadera en la por
ción inicial de la fase de
balanceo es similar al caminar y al correr, y se reporta en un ran
­‑
go de 3 a 8°. La aducción de la cadera en la parte final de la fase de
balanceo varía más entre la caminata y la carrera, y está en
un rango de 0 a 5°, y de 5 a 15°, respectivamente (17, 21, 22).
El ángulo de la rodilla está en flexión en el contacto con el
suelo, y en la literatura se ha reportado que está en un rango de 10 a 15° en la caminata (17, 21, 22) y de 21 a 40° (1, 5, 8, 9, 17, 21, 22) en la carrera. Luego del contacto con el suelo, la rodilla se flexiona a valores que van de 20 a 25° al caminar, y de 38 a 60° al correr, y la flexión aumenta a medida que lo hace la velocidad (1, 2). La flexión de la rodilla ayuda a bajar el nivel del cuerpo en la fase de apoyo. La flexión máxima de la rodilla se presenta en la parte media de la fase de apoyo, tras lo cual la rodilla se extiende hasta el despegue de los dedos. No se alcanza una extensión completa en el momento del des-
pegue; los valores están en un rango de 10 a 40° al caminar, y de 18 a 40° al cor
rer, dependiendo de la velocidad (4, 8, 17,
21, 22). Los valores más grandes de extensión al momento del despegue generalmente se asocian con mayores velocidades. En la fase de balanceo, la flexión de la rodilla es importante para acortar el balanceo de la pierna antes de que la flexión de la cadera lleve la extremidad hacia adelante. El rango de flexión de la rodilla al caminar y al correr se ha reportado entre 50 a 65°, y de 100 a 125°, respectivamente (17, 21, 22).
De nuevo, aunque varía la magnitud de los ángulos de la rodi-
lla en estos instantes específicos en el tiempo durante la fase de apoyo al cor
rer, el perfil de la curva no varía. El perfil del ángulo
de la articulación de la rodilla parece ser relativamente estable e inmune a la distorsión por influencias como la forma del zapato para correr (9, 34) y el dolor muscular de inicio tardío (10).
Al caminar, el tobillo se flexiona en forma plantar en un rango
reportado de 5 a 6° al momento del choque del talón, y se mueve a 10 a 12° de dorsiflexión antes de regresar a 15 a 20° de flexión plantar al momento del despegue de los dedos. Durante la fase de balanceo al caminar, el pie continúa hasta un rango de flexión plantar de 18 a 20° y luego se dorsiflexiona en un rango reportado de 2 a 5° en anticipación del siguiente choque del talón. A medida que la velocidad de locomoción se incrementa, hay menos flexión plantar en el momento del choque del talón, hasta que se da el movimiento de dorsiflexión en el contacto con el suelo. Dependiendo de la velocidad, el rango de dorsiflexión reportado en el momento del choque del talón al correr es de 10 a 17°, incrementándose a 20 a 30° en la porción media de la
fase de apoyo y después moviéndose hacia flexión plantar al mo
­
mento del despegue de los dedos (rango 10 a 20°). La flexión
plantar continúa hacia las fases iniciales de balanceo (rango 15 a 30°), y luego se mueve, al igual que al caminar, hacia dorsiflexión en el rango reportado de 10 a 15° (17, 21, 22).
En la cinemática angular de las articulaciones de la extremi-
dad interior, tanto al caminar como al correr, hay alteraciones en r
espuesta a cambios en el entorno. Por ejemplo, cuando se
corre sobre una superficie dura, algunos individuos hacen un ajuste cinemático al momento del impacto respondiendo con más flexión inicial de la rodilla al momento del contacto (7). El caminar cuesta arriba conduce a varios ajustes en la extremidad inferior. Por ejemplo, al incrementar el grado de 0 a 24%, los
15
5
Grados
Abducción-aducción de la cadera
% del ciclo de la marcha % del ciclo de la marcha
85
65
45
25
5
Grados
Flexión-extensión de la cadera
% del ciclo de la marcha
Rotación de la cadera
30
10
Grados
% del ciclo de la marcha
Flexión-extensión de la rodilla
105
75
45
15
Grados Grados
% del ciclo de la marcha
40
20
0
Flexión plantar-dorsiflexión
FIGURA 9-32 El análisis de la marcha comúnmente incluye un registro de la cinemática lineal durante el ciclo, incluyendo la fase de
apoyo (porcentaje del ciclo hasta la línea vertical) y la fase de balanceo (porcentaje del ciclo después de la línea vertical). Las diferencias
y similitudes en la cinemática angular entre el caminar (línea remarcada), correr (línea con guiones), y el hacer un sprint (línea punteada)
se vuelven aparentes cuando se grafican comparativamente. (Adaptada de Novacheck, T. F. [1995]. Instructional Course Lectures. Park
Ridge, IL, 44:497-506 one another. (Adapted from Novacheck, T. F. [1995]. Instructional Course Lectures. Park Ridge, IL, 44:497–506).

350. 338 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
ajustes en la extremidad inferior comienzan en el choque del
talón, con un aumento de 22% en la dorsiflexión, un incre-
mento de 31% en la flexión de la rodilla, y un aumento de
23% en la flexión de la cadera (16). Durante la fase de apoyo,

hay ajustes desiguales en las tres articulaciones de la extremi
­‑
dad inferior, en los que la articulación de la cadera sufre el mayor in
­cremento en el rango de movimiento (+59%), seguida
del tobillo (+20%) y una disminución (–12%) en el rango de movimiento de la rodilla (16). El ajuste primario al caminar cuesta abajo durante la fase de apoyo ocurre en la articulación de la rodilla, donde hay un aumento de hasta 15° en la fle
­‑
xión de la rodilla en la porción inicial de la fase de apoyo (15). Los ajustes de movimiento en la fase de balanceo se dan en la

cadera y el tobillo, con menores flexiones de la cadera y plantar.
MOVIMIENTO DEL RETROPIÉ
Varias investigaciones han descrito el ángulo de la parte poste-
rior del pie durante la fase de apoyo al caminar y al correr. Se ha
postulado que el movimiento excesivo del retropié al correr
provoca varias lesiones en la extremidad inferior, aunque hay poca evidencia que relacione directamente el movimiento exce-
sivo del retropié con la lesión (5, 20). De hecho, aún no se ha deter
minado una definición clínica válida de lo que representa
un movimiento excesivo del retropié. Desde un punto de vista funcional, es necesaria la eversión del calcáneo ya que le permite al pie asumir una posición plana sobre el suelo. Típicamente se han reportado en la literatura valores máximos del ángulo del retropié de –6 a –17° en la parte media de la fase de apoyo (5, 11) al correr, y en el rango de –9.2 a –12.9° al caminar (14, 26). Este amplio rango en los valores máximos puede ser atribuible a diferencias en la estructura anatómica del pie de los individuos, así como a la influencia del calzado. Se ha reportado que se dan ángulos más extremos del retropié en la parte media de la fase de apoyo al correr cuando los sujetos calzan zapatos para correr en comparación con zapatos de entrenamiento (11). También se han reportado ángulos más extremos de eversión del retropié en los corredores que utilizan zapatos con una entresuela muy
suave en comparación con un zapato con una entresuela
más firme (9). Aunque en el movimiento el ángulo del retro-
pié se relaciona con el ángulo de la rodilla por la acción de la r
otación tibial, esto es, la diferencia del ángulo de la rodilla, alta-
mente variable y puede ser influenciado por muchos factores.
La acción simultánea
de estos dos ángulos en la extremi-
dad inferior ha sido tema de muchas investigaciones. Dado que la r
otación tibial interna acompaña a la flexión de la rodi-
lla y a la eversión de la articulación subastragalina, y ambas alcanzan un máximo en la fase de apoyo, se ha sugerido que

el desacoplamiento temporal de estas acciones articulares es un posible mecanismo de lesión en la extremidad inferior (1). Hamill y colaboradores (9) ilustraron que el ángulo del retropié podría modificarse con un zapato para correr con una entresuela muy suave, pero el ángulo de la rodilla no. Estos investigadores reportaron que en un zapato con una entresuela suave, el ángulo máximo del retropié ocurre en forma más temprana durante el periodo de apoyo en com-
paración con la flexión máxima de la rodilla. La articulación subastragalina también per
manece al máximo mientras la
rodilla comienza a extenderse. Por tanto, ellos suponen que esto puede derivar en la aplicación de una acción de torsión
sobre la tibia por las diferentes velocidades a las que rota la tibia en la parte inicial y tardía de la fase de apoyo. Dado que la tibia es una estructura rígida y puede ser difícil de torcer, puede continuar rotando hacia adentro sobre la rodilla, aun cuando debería rotar hacia afuera. Esta acción indeseable sobre la rodilla puede posiblemente generar dolor en el corre-
dor. Si estas acciones se repiten con cada contacto del pie con
el suelo, y el corredor tiene múltiples contactos del pie
con el suelo, el individuo puede sufrir una lesión en la rodilla que le impida entr
enar. A este tipo de lesión a menudo se le
conoce lesión por sobreuso. Es resultado de la acumulación
de estrés en lugar de a un solo estrés traumático de alto nivel.
CAMBIOS ANGULARES CLÍNICOS
La locomoción también está influenciada por varias condicio-
nes y limitaciones médicas funcionales. Por ejemplo, la marcha al caminar de un individuo con enfer
medad de Parkinson usual-
mente consta de pasos rápidos y pequeños y un menor rango de movimiento en las ar
ticulaciones de la extremidad inferior. Un
flexor del muslo tenso (p. ej., el músculo psoas) en individuos con parálisis cerebral puede limitar la extensión de la cadera durante la fase de apoyo (28). Esto causa un aumento en la inclinación pélvica (2°). Ajustes específicos en la cinemática de las articulaciones en los individuos con hemiplejía pueden mos-
trar una reducción en el rango de movimiento en la articulación de la r
odilla, con incrementos en el rango de movimiento en el
tobillo y un movimiento excesivo de la cadera y la rodilla en la fase de balanceo. Por último, los individuos con lesión en una extremidad típicamente compensan por el dolor en el miembro lesionado alterando el rango de movimiento en ambas extremi-
dades, de modo que puedan incrementar el tiempo que pasan sobr
e la extremidad que no presenta dolor.
Cinemática angular en el swing
de golf
En el capítulo 8, se comentó que la velocidad lineal y la trayecto-
ria de la cabeza del palo de golf son determinantes importantes
de un tiro de golf exitoso. Estos dos componentes de la cinemá-
tica lineal del swing
son el resultado de una serie de movimientos
angulares; por tanto, la cinemática angular del swing de golf es
comúnmente el principal enfoque en la enseñanza y evaluación
del golf. El swing de golf puede ser descrito utilizando un
modelo de doble péndulo, donde un eslabón es el brazo que
rota en torno al hombro, y el segundo eslabón es el palo y
la muñeca, donde ésta actúa como bisagra en torno a la cual rota
el palo (18). Se ha sugerido un ter
cer eslabón entre el hombro y
lo que se ha denominado el eje central a medida que el cuerpo
rota en torno a un eje vertical (31). Para propósitos de esta
introducción al swing de golf, el enfoque principal será en las
características del doble péndulo del swing.
En un swing de golf, el brazo izquierdo (para un golfista
diestro) establece el plano del swing (31). El plano del swing
es un plano elíptico alrededor del cuerpo que lleva la cabeza
del palo a hacer contacto con la pelota desde la parte interior,
donde la cara del palo finaliza en una posición perpendicular
a la trayectoria de vuelo de la pelota. El swing es un pivote en
torno a un eje que corre a través de la base del cuello con la

351. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 339
La rotación de la cadera y las piernas inician este movimiento
a medida que se impulsan hacia adelante, bajando el hombro
derecho y el cuerpo del palo. La posición de impacto debe
duplicar la posición de abordaje inicial, con el brazo izquierdo
y el palo formando una línea vertical recta y la cara del palo via-
jando en línea recta hacia la pelota (Fig. 9-34E). Si se pueden
obtener estas posiciones angular
es dentro del contexto de un
swing fluido, la pelota viajará lejos y en forma precisa.
La interacción de los eslabones del brazo y el palo se mues-
tra en las curvas de desplazamiento, velocidad y aceleración
en la fase del
swing hacia abajo ilustrada en la figura 9-34. El
desplazamiento del segmento del brazo en el swing hacia abajo
es de 100 a 270°, y el desplazamiento del palo en relación al
brazo es de 50 a 175°. A medida que se incrementa el desplaza-
miento del hombro en las fases iniciales, el ángulo de la muñeca
per
manece constante hasta que se desbloquea en las etapas
tardías del swing hacia abajo (18). Este desbloqueo se incre -
menta dramáticamente entre 80 y 100 ms antes del impacto
confor
me el palo se alinea con las manos (19). La interacción
entre los segmentos del brazo y del palo aumenta la velocidad y
la aceleración del palo al momento del impacto. Esto se ilustra
en la gráfica de velocidad angular, donde la velocidad del brazo
se mueve a través de un rango de 250°/s, incrementándose a
800°/s y reduciendo la velocidad a 500°/s al momento del
impacto. El efecto resultante sobre el segmento del palo es
un aumento de la velocidad desde cero al inicio hasta 2
300 a
4 000°/s al momento del impacto (18, 19). Las aceleraciones
angulares del palo son mínimas al comienzo del swing hacia abajo y se incrementan con rapidez a valores que se acercan a los 10 000°/s/s en un punto donde la aceleración angular del brazo se reduce a cero y comienza la aceleración negativa (18).
Utilizando MaxTRAQ(®), importe los primeros dos
archivos de video del golfista incluido en el programa.
Digitalice el hombro derecho, hombro izquierdo, codo
derecho, codo izquierdo y la muñeca izquierda en cada
cuadro. Calcule los ángulos absolutos de la parte superior
e inferior del brazo.
cabeza en posición estática (29). Muchos golfistas principian-
tes intentan crear un plano vertical de swing llevando el palo
dir
ectamente hacia atrás y después hacia adelante. Cuando la
cabeza del palo baja para hacer contacto con la pelota en este
plano de swing, nunca queda parejo respecto a la pelota y le
da un giro a la misma al hacer contacto con ella.
Las posiciones angulares del palo en varias fases del swing
son buenos predictores de un buen swing. Una vista frontal
del swing de golf proporciona una buena perspectiva para eva-
luar la posición del palo (Fig. 9-33). En la primera etapa del
swing
, el golfista aborda la pelota. Esta posición al comienzo
del swing debe ser la misma que la posición al momento del
impacto. Establece la posición del brazo y del hombro que
llevará al palo a un alineamiento preciso para el impacto (29).
El palo y el brazo izquierdo deben formar una línea recta, y la
cara del palo debe estar dirigida hacia abajo en una línea per-
pendicular respecto a la pelota en una línea recta (Fig. 9-34A).
A medida que el palo inicia el
swing hacia atrás, hay una fase
inicial donde se lleva la cabeza del palo hacia arriba lejos de
la pelota. Esto se inicia con un desplazamiento del peso hacia
atrás que permite un mayor rango de movimiento sobre la
cadera y aplana el arco del swing. Se prefiere un movimiento
largo: el palo viaja en un arco amplio, y la muñeca no permite
el movimiento del palo hasta que las manos están a la altura
del pecho. Esto incrementa la distancia que recorrerá el palo
a medida que los hombros se rotan alejándose del blanco. Al
final de esta fase, el brazo izquierdo debe quedar horizon
­
tal con respecto al suelo, y el palo, vertical y perpendicular
al brazo (Fig. 9-34B). Siguiendo hacia la parte superior
del swing
hacia atrás, la parte superior del cuerpo ha rotado
para permitir que el palo quede paralelo al suelo y a la línea final de contacto con la pelota. El codo derecho se flexiona
al final del swing hacia atrás para reducir la longitud y permitir más aceleración. El brazo izquier
do continúa estando derecho
y vertical. Esta posición asegura que la cabeza del palo viajará directamente alineada con la pelota al momento del contacto (Fig. 9-34C). Desde la parte superior del swing hacia atrás, el swing hacia abajo comienza a medida que el cuerpo del palo y el brazo derecho bajan en una sola pieza hasta una posición a medio camino hacia abajo, donde el brazo izquierdo está de nuevo paralelo al suelo y el palo está vertical (Fig. 9-34D).
FIGURA 9-33 Las posiciones angulares críticas en las fases representando el abordaje (A), movimiento hacia arriba
(B), parte superior del swing hacia atrás (C), swing hacia abajo (D), e impacto (E) determinan el éxito del swing de golf.

352. 340 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Cinemática angular de la
propulsión en silla de ruedas
Las características cinemáticas angulares del tronco y las accio-
nes articulares del hombro, codo y muñeca son el foco de
muchas investigaciones en r
elación con la propulsión en silla
de ruedas. Tanto la cinemática lineal como la angular están
restringidas debido a que la mano debe seguir al aro (32). Sin
embargo, las diferencias en la posición de la mano sobre el aro,
así como diferentes posiciones del asiento y otros ajustes, pue-
den alterar de manera considerable la cinemática angular. En la
figura
9-35 se muestra una figura de líneas ilustrando las posi-
ciones angulares sagitales de los segmentos del brazo, antebrazo
y la mano durante la pr
opulsión en silla de ruedas. Se muestran
las posiciones angulares para varias posiciones de contacto con
el aro que comienzan desde -15° con respecto al centro del aro
y continúan, en incrementos de 15°, hasta +60°.
Se ha reportado que el rango de movimiento en las arti-
culaciones del codo y el hombro es en promedio de 55 a
62° de flexión y extensión del codo, de 60 a 65° de flexión

y extensión del hombro, 20° de abducción y aducción del
hombro, 36° de rotación interna y externa del hombro, 35°
0
0.0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
1
2
3
4
5
DESPLAZAMIEN TO ANGULAR (rad)
300
(°)
200
100
TIEMPO (s)
Brazo
Palo
en relación
con el brazo
Impacto
0
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
40
30
20
10
VELOCIDAD ANGULAR (rad/s)
(°/s − 10
3
)
TIEMPO (s)
Impacto
20
15
10
5
Brazo
Palo
en relación
con el brazo
.05 .10 .15 .20 .25
150
100
50
0
ACELERACIÓN ANGULAR (rad/s
2
)
TIEMPO (s)
Impacto
10
5 Brazo
Palo
en relación
con el brazo
(°/s
2
) − 10
3
FIGURA 9-34
 Un modelo utilizado para estudiar el swing de golf
es el doble péndulo. Los datos sobre desplazamiento, velocidad y
aceleración del brazo (línea con guiones) y el movimiento del palo en
relación con el brazo (línea marcada) ilustran las características úni-
cas del movimiento de cada segmento. (Adaptada de Milburn, P. D.
[1982]. Summation of segmental velocities in the golf swing. Medicine
& Science in Sports & Exercise, 14:60-64.)
FIGURA 9-35
 Posiciones angulares de la extremidad superior
durante la propulsión en silla de ruedas a 1.11 m/s. (Adaptada de Van der Helm, F. C. T., Veeger, H. E. J. [1996]. Quasi-static analysis of mus- cle forces in the shoulder mechanism during wheelchair propulsion. Journal of Biomechanics, 29:39-52.)

353. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 341
Resumen
Casi todos los movimientos humanos deliberados involucran
la rotación de segmentos en torno a ejes que pasan a través
de los centros de las articulaciones; por tanto, es necesario el
conocimiento de la cinemática angular para comprender
el movimiento humano. Los ángulos pueden medirse en gra-
dos, revoluciones o radianes. Si se va a utilizar una medición
angular en cálculos posterior
es, se debe utilizar el radián. Un
radián es igual a 57.3°.
Los ángulos pueden definirse como relativos o absolutos, y
ambos pueden ser utilizados en las investigaciones biomecáni-
cas. Un ángulo relativo mide el ángulo entre dos segmentos,
per
o no puede determinar la orientación de los segmentos en
el espacio. Un ángulo absoluto mide la orientación de un seg-
mento en el espacio en relación con el eje horizontal derecho
colocado
en el extremo distal del segmento. Al presentar los
resultados de cualquier análisis biomecánico, se debe estable-
cer claramente la forma en la que se definirán los ángulos.
Las
cantidades cinemáticas de la posición angular, despla-
zamiento angular, velocidad angular y aceleración angular
tienen la misma r
elación entre ellas que sus análogos linea-
de flexión y extensión de la muñeca, y de 68 a 72° de flexión cubital y radial de la muñeca (13, 25). También se ha repor-
tado un valor aproximado de 37° de pronación y supinación (3). El tr
onco contribuye a la propulsión en silla de ruedas
mediante flexión en la fase de propulsión y extensión en la fase de recuperación luego de que la mano suelta el aro (33). La velocidad y aceleración angulares durante la propulsión en silla de ruedas no han sido estudiadas de forma extensa, pero los valores reportados se aproximan a los 300°/s para la extensión del codo, aun a velocidades bajas (1.11 m/s) (35).
Si la propulsión se hace con una palanca en lugar de con la
mano sobre el aro, la cinemática angular cambia, requiriendo un mayor rango de movimiento en el codo, menos extensión del hombro, más rotación del hombro y más abducción del hombro (13). De igual forma, también se observan cambios dependientes de la velocidad en el desplazamiento angular. Se ha reportado que con una mayor velocidad de propulsión,
el desplazamiento del tronco se incrementa y el desplaza-
miento del hombro disminuye (27). El impulsarse cuesta ar
riba también afecta la cinemática angular, resultando en
mayor desplazamiento del tronco y en un aumento en el des-
plazamiento del brazo sobre el hombro. Por último, los ajus-
tes sobre el asiento también influencian la cinemática angular, según la dir
ección y el nivel de alteración (13).
les. Por tanto, la velocidad angular se calcula utilizando el método de primera diferencia central de la siguiente forma:
v
i
= (u
i+1
− u
i−1
)/2Δt
De igual forma, la aceleración angular se define del
siguiente modo:
v
i
= (v
i+1
− v
i−1
)/2Δt
Las técnicas de diferenciación e integración aplican a las
cantidades angulares de la misma forma que a las cantida-
des lineales. La velocidad angular es la primera derivada de la posición angular con r
especto al tiempo, y la aceleración
angular es la segunda derivada. El concepto de la pendiente de una secante y una tangente también aplica en cinemática angular para distinguir entre cantidades promedio e instantá-
neas. La integración implica el área bajo la curva. Por tanto, el ár
ea bajo una curva de velocidad-tiempo es el promedio del
desplazamiento angular, y el área bajo una curva de acelera-
ción-tiempo es la velocidad angular promedio.
Resulta difícil r
epresentar los vectores de movimiento
angular de la forma en que se representan los vectores de movimiento lineal. Para determinar la dirección del vector
de movimiento angular, se utiliza la regla de la mano derecha. Generalmente, las r
otaciones en sentido contrario al de las
manecillas del reloj son positivas, y aquella en el sentido de las manecillas del reloj, negativas.
En este capítulo se definieron los ángulos de la extremidad
inferior en una vista sagital utilizando un sistema sugerido por Winter (36). En esta convención, los ángulos del tobillo, la rodilla y la cadera se definieron utilizando los ángulos absolu-
tos de los segmentos del pie, la pierna, el muslo y la pelvis. El ángulo del r
etropié mide el movimiento relativo de la pierna
y el calcáneo en el plano frontal, y se calcula a partir de los ángulos absolutos del calcáneo y la pierna.
Existe una relación entre los movimientos lineales y angulares.
Cantidades comparables de las dos formas de movimiento pueden relacionarse cuando se considera el radio de rotación. La velocidad lineal del extremo distal de un segmento que rota se denomina velocidad tangencial, y se calcula de la siguiente manera:
v
T
= vr
donde v es la velocidad angular del segmento, y r es la longi-
tud del segmento. La derivada de la velocidad tangencial, la aceleración tangencial, es:
a
T
= ar
donde a es la aceleración angular del segmento que rota. El
otro componente de la aceleración lineal del extremo del seg
­
mento que rota es la aceleración centrípeta o radial. Ésta se
expresa de la siguiente forma:
a
C
= v
2
r
Los componentes de aceleración tangencial y centrípeta
son perpendiculares uno al otro.
Una herramienta útil en biomecánica es la presentación
del movimiento angular en diagramas ángulo-ángulo. Estos diagramas en general presentan ángulos de articulaciones que están relacionadas de manera funcional desde un punto de vista anatómico. Sin embargo, en este tipo de gráfica el tiempo sólo puede representarse de forma indirecta. En los últimos tiempos, se han cuantificado las gráficas de ángulo-ángulo con el uso de una técnica modificada de codificación de vector (12).
Utilizando MaxTRAQ(®), importe los archivos de video
incluido en el programa de la persona en la silla de rue-
das. Digitalice el hombro derecho, codo derecho y la
muñeca derecha durante cinco cuadros después de la fase
de propulsión inicial. Calcule los ángulos absolutos de la
parte superior e inferior del brazo, la velocidad angular
y la aceleración angular. Nótese que el tiempo entre los
cuadros es de 0.0313 segundos.

354. 342 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Revisión de ecuaciones de cinemática angular
Propósito Se cuenta con datos de Fórmula
Ángulo relativo entre dos segmentos
utilizando la ley de cosenos
Longitud de los segmentos a y b y distancia
entre el extremo de a y b (longitud c ) u = arccos(b
2
+ c
2
− a
2
)/(2 × b × c)
Ángulo absoluto Extremos-componentes horizontal y vertical
u = arctan ([y
proximal
– y
distal
]/
[x
proximal
– x
distal
])
Calcular la posición Posición de inicio en relación al origen,
velocidad constante (cero aceleración) y
tiempo
u = u
inicial
+ v
inicial
t
Calcular la posición Posición de inicio en el origen, velocidad
constante (cero aceleración) y tiempo
u = v
i
t + ½at
2
Calcular la posición Velocidad inicial, tiempo, aceleración constante u = 1/2at
2
Calcular la posición Velocidad inicial = cero, tiempo, aceleración
constante u = v
2
/2 × a
Calcular el desplazamiento finalVelocidad angular final; aceleración angular
constante
v = (u
2
−
u
1
)/(t
2
− t
1
)
Calcular la velocidad promedio Desplazamiento y tiempo
v = (v
inicial
+ v
final
)/2
Calcular la velocidad promedio Velocidad inicial y final
v
f
= v
inicial
+ at
Calcular la velocidad final Velocidad inicial, aceleración constante y tiempo
v = at
Calcular la velocidad final
Velocidad inicial = cero, aceleración constante y tiempo
()=+ −vv auu 2
inicial
2
inicial
Calcular la velocidad final Velocidad en el instante = cero, aceleración constante, posición inicial en relación al origen, posición final v
f
2
= 2au
Calcular la velocidad final
Velocidad inicial = cero, aceleración constante, posición inicial y final
()=−va uu2
inicial
Calcular la aceleración final Velocidad final y desplazamiento a = v
final
2
/2u
Calcular la aceleración promedioVelocidad y tiempo a = (
v
2
− v
1
)/(t
2
− t
1
)
Calcular la aceleración promedioDesplazamiento, tiempo a = 2
u/t
2
Calcular el tiempo Desplazamiento, aceleración constante
=vu a2/
Calcular la distancia lineal Radio, desplazamiento angular s = r u
Calcular la velocidad lineal (tangencial)Radio, velocidad angular v = r v
Calcular la aceleración lineal
(tangencial)
Radio, aceleración angular a = ra
Aceleración centrípeta Radio, velocidad angular a
C
= v
2
r
Aceleración centrípeta Radio, velocidad lineal tangencial a
C
= v
2
/r
PREGUNTAS DE REPASO
Verdadero o falso
1. ____ Una articulación del tobillo con una velocidad angu- lar de −2.4 rad/s está sufriendo flexión plantar.
2. ____ El sujetar más abajo el palo de golf incrementa las velocidades angular y tangencial de la cabeza del palo.
3. ____ Al correr, hay flexión de la cadera, extensión de la rodilla y dorsiflexión del tobillo durante el contacto inicial con el suelo.
4. ____ Al jugar boliche, la velocidad angular del brazo en torno al hombro es cero si se balancea a una velocidad angular constante.
5. ____ Los puntos a 1 y 40 cm del centro de un carrusel tienen las mismas velocidades angular y tangencial.
6. ____ La aceleración centrípeta es proporcional al inverso de la distancia de un objeto respecto al eje de rotación.
7. ____ El ángulo de segmento entre el tronco y el brazo en abducción hacia un costado es de 90°.
8. ____ Un radio y un radián son la misma cosa.
9. ____ El ángulo absoluto del tronco al estar de pie erguido es de 90°.
10. ____ En general, el ángulo de flexión de la rodilla es mayor al contacto del pie con el suelo al correr en compa- ración con al caminar.

355. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 343
11. ____ Las aceleraciones tangencial y centrípeta siempre
son paralelas la una a la otra en el movimiento angular.
12. ____ Los ángulos relativos no proporcionan información sobre la orientación del cuerpo o los segmentos en el espacio.
13. ____ La velocidad tangencial de un punto en una palanca está en función de la longitud del radio y la velocidad angular.
14. ____ Para calcular la velocidad angular al patear una pelota, la longitud del muslo es el radio de rotación en torno a la cadera.
15. ____ El desplazamiento angular sólo puede estar en un rango de 0 a 2π, pero la velocidad angular puede ser negativa o positiva hasta el infinito.
16. ____ En la primera mitad de la fase de apoyo, el retropié pasa de eversión a inversión en la mayoría de los corredores.
17. ____ La ley de cosenos le permite a uno calcular los ángu- los de un segmento que no están en ángulos rectos uno respecto al otro.
18. ____ Excepto por los pocos individuos que pueden hiperex- tender sus rodillas, la articulación de la rodilla está siempre flexionada, y por tanto en un ángulo relativo positivo.
19. ____ Si la rodilla derecha rota en sentido contrario al de las manecillas del reloj en torno al pie, cuando está sobre el piso, la velocidad angular es positiva.
20. ____ Los ángulos articulares relativos siempre se calculan como el ángulo del segmento proximal menos el ángulo del segmento distal.
21. ____ La mayor parte del movimiento en un axel triple en el patinaje artístico ocurre en el plano transverso.
22. ____ Un swing de golf se modela mejor como un péndulo
simple, con el brazo, la muñeca y el palo rotando todos en torno al hombro.
23. ____ Para los movimientos cíclicos, el tiempo se grafica sobre el eje x y el ángulo del segmento se grafica sobre el eje y .
24. ____ Los radianes, grados y revoluciones son unidades apropiadas para la distancia y el desplazamiento angular.
25. ____ La regla de la mano derecha se utiliza para determi- nar si se utiliza una horizontal derecha o izquierda para medir los ángulos de los segmentos.
Opción múltiple
Preguntas 1 a 4: Un palo de hockey de 1.1 m de largo com- pleta un swing en 0.15 segundos a través de un rango de 85°.
Asuma una velocidad angular uniforme.
1. ¿Cuál es la velocidad angular promedio del palo?
a. 12.8 rad/s
b. 567°/s
c. 10.9 rad/s
d. 623°/s
2. ¿Cuál es la distancia lineal que se movió el extremo del palo?
a. 94 m
b. 77 m
c. 1.6 m
d. 1.3 m
3. ¿Cuál es la velocidad tangencial en el extremo del palo?
a. 624 m/s
b. 10.9 m/s
c. 12.0 m/s
d. 14.1 m/s
4. ¿Cuál es la aceleración tangencial en el extremo del palo?
a. 145 m/s
2
b. 132 m/s
2
c. 36.3 m/s
2
d. 72.6 m/s
2
5. Durante un ejercicio de flexión del codo, el ángulo relativo en el codo es de 103° a los 0.67 segundos, y de 89° a los 0.75 segundos. ¿Cuál es la velocidad angular promedio del codo?
a. −5.0°/s
b. 5.0°/s
c. −175°/s
d. 175°/s
6. Una jugadora de sóftbol sólo es capaz de balancear el bat a 600°/s. ¿Puede incrementar la velocidad de la pelota que
golpea sin más entrenamiento o utilizando un bat diferente?
a. Sí, sujetando el bat más cerca del extremo proximal, de
modo que el radio de rotación se incremente.
b. Sí, sujetando el bat más cerca del extremo distal de
modo que el radio de rotación disminuya.
c. No, tendrá que incrementar la velocidad angular o
aumentar la masa del bat.
d. La velocidad angular no afecta la velocidad tangencial de la pelota después del impacto.
7. Una patinadora está rotando durante un giro a una veloci- dad angular constante de 3.6 rad/s durante 3.9 segundos. ¿Cuál es su aceleración angular?
a. 14 rad/s
2
b. 0.92 rad/s
2
c. 0 rad/s
2
d. 1.1 rad/s
2
8. Un trompo está girando a 5.6 rev/s y comienza a desacelerar a 0.66 rev/s
2
. ¿Qué tanto tiempo le tomará al objeto detenerse?
a. 0.12 segundos
b. 3.7 segundos
c. 6.6 segundos
d. 8.5 segundos
9. La fase de pateo de una patada de despeje se tarda 0.25 segundos e incluye flexión de la cadera (89°) y extensión de la rodilla (100°). Si el muslo tiene 0.70 m de longitud y la pierna 0.68 m de longitud, ¿cuál es la velocidad tangen- cial del pie que resulta de estos movimientos?
a. 4.7 m/s
b. 9.1 m/s
c. 4.3 m/s
d. 18.2 m/s
10. Un lanzador de disco rota a través de los últimos 50° de un giro en 0.12 segundos. La distancia desde su hombro hasta su mano es de 1.00 m, y la distancia desde el eje de rotación hasta el centro del disco es de 1.17 m. Calcule la velocidad lineal promedio del disco.

356. 344 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
a. 488 m/s
b. 416 m/s
c. 7.27 m/s
d. 8.51 m/s
11. Un objeto está girando a una velocidad angular constante
de 1 000°/s. Si gira durante 2.0 segundos, ¿cuál es la dis-
tancia angular recorrida?
a. 2,000 rad
b. 34.9 rad
c. 500 rad
d. 8.73 rad
12. Un lanzador de martillo suelta el martillo después de haber alcanzado una velocidad angular de 16.2 rad/s. Si el martillo está a 180 cm del eje de rotación, ¿cuál es la velo- cidad lineal del martillo al momento de ser soltado?
a. 29.2 m/s
b. 11.1 cm/s
c. 2 916 m/s
d. 9.00 m/s
13. Calcule el ángulo relativo en la rodilla y los ángulos absolu- tos del muslo dadas las siguientes posiciones en m: cadera (2.000, 1.905), rodilla (2.122, 1.642), y tobillo (1.897, 1.210).
a. Abs = −65.1°; rel = −52.4°
b. Abs = 114.9°; rel = −127.6°
c. Abs = 114.9°; rel = 52.4°
d. Abs = 24.9°; rel = 37.6°
14. Durante la fase de apoyo de la marcha, el ángulo absoluto del muslo tiene las siguientes velocidades angulares:
Cuadro Tiempo (s)
Velocidad
angular (rad/s)
38 0.6167 1.033
39 0.6333 1.511
40 0.6500 1.882
41 0.6667 2.190
Calcule la aceleración angular en el cuadro 39.
a. 25.49 rad/s
2
b. 18.44 rad/s
2
c. 22.22 rad/s
2
d. 20.33 rad/s
2
15. Un patinador en hielo rotando en torno a un eje vertical
disminuye su velocidad angular de 450°/s a 378°/s en 9.6
segundos. Encuentre la aceleración angular.
a. −7.5 rad/s
2
b. −0.13 rad/s
2
c. 7.5°/s
2
d. −72°/s
2
16. Un gimnasta desea completar tres revoluciones mientras está en el aire durante 1.77 segundos. ¿Qué tan rápido debe rotar en promedio?
a. 1.69 rad/s
b. 10.65 rad/s
c. 33.4 rad/s
d. 18.8 rad/s
17. La rueda de una bicicleta completa 1.5 revoluciones con una velocidad angular promedio de 18 rad/s. Usted coloca su mano sobre la rueda para alentarla a una tasa de 500°/s
2
. ¿Qué
tanta distancia angular recorre la rueda antes de detenerse?
a. 1 064°
b. 2 152°
c. 9.43 rad
d. 28.0 rad
18. ¿Qué de lo siguiente es verdadero en relación a los pedales de un ciclista?
a. La velocidad angular es cero si su aceleración angular es cero.
b. El desplazamiento angular siempre es igual a la distancia
angular recorrida.
c. La distancia angular siempre es mayor o igual al despla-
zamiento angular.
d. La aceleración centrípeta siempre apunta lejos del eje de
rotación.
19. Un carrusel tiene un radio de 3.0 m. El niño A corre alre- dedor, empujándolo a una velocidad de 4.0 m/s. Al niño B le toma 4.71 segundos completar una revolución cuando empuja el carrusel. ¿Qué niño empuja más rápido?
a. El niño A
b. El niño B
c. Los dos empujan igual
d. No hay suficiente información
20. Un clavadista acelera durante una voltereta a 802°/s. ¿Cuál es el desplazamiento angular durante 0.16 segundos?
a. 20.5°
b. 64.2°
c. 128°
d. 10.3°
21. Un individuo está corriendo alrededor de una vuelta con un radio de 17 m a 6.64 m/s. ¿Cuál es la aceleración centrípeta del corredor?
a. 2.59 m/s
2
b. 2.56 m/s
2
c. 0.39 m/s
2
d. 114 m/s
2
22. La velocidad angular final de un swing de golf fue de 400°/s con una aceleración angular constante de 501°/s
2
.
¿Qué tan lejos rotó el palo?
a. 101°
b. 319°
c. 160°
d. 200°
23. Un ciclista promedió 99 rpm durante una carrera. ¿Cuál fue su velocidad angular en radianes por segundo?
a. 5.18
b. 622
c. 99
d. 10.36
24. Una pitcher de sóftbol lanza la pelota a una velocidad angular de 35.28 rad/s. La pelota viaja 12.5 m hacia la bateadora en 0.372 segundos. ¿Cuál es la distancia desde su hombro hasta la pelota?

357. CAPÍTULO 9 Cinemática angular 345
a. 1.05 m
b. 0.95 m
c. 0.92 m
d. 1.02 m
25. En la fase de liberación en el boliche, el brazo y el antebrazo
del jugador viajan a través de 0.24 y 0.28 rad, respectivamente,
en 0.03 segundos. La longitud del brazo es 0.82 m y la del ante-
brazo 0.51 m. ¿Qué porcentaje de la contribución a la velocidad
tangencial de la bola proviene de la rotación del antebrazo?
a. 42%
b. 58%
c. 35%
d. 65%
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358. Después de leer este capítulo, el estudiante será capaz de:
1. Definir fuerza y discutir las características de una fuerza.
2. Componer y resolver fuerzas de acuerdo con operaciones con vectores.
3. Expresar las tres leyes del movimiento de Newton y su relevancia para el movimiento
humano.
4. Diferenciar entre una fuerza de contacto y una de no contacto.
5. Discutir la ley de gravitación de Newton y de qué forma afecta al movimiento humano.
6. Discutir los siete tipos de fuerzas de contacto y cómo afecta cada una al movimiento
humano.
7. Representar en un diagrama de cuerpo libre las fuerzas que actúan sobre el cuerpo
humano.
8. Definir la relación impulso-momento.
9. Definir la relación trabajo-energía.
10. Discutir los conceptos de trabajo interno y externo.
11. Discutir las fuerzas que actúan sobre un objeto a medida que se mueve a lo largo de
una trayectoria curva.
12. Discutir las relaciones entre fuerza, presión, trabajo, energía y poder.
13. Discutir los estudios de investigación que utilizaron un abordaje de cinemática lineal.
OBJETIVOS
Fuerza
Características de una fuerza
Composición y resolución de fuerzas
Leyes del movimiento
Primera ley: ley de inercia
Segunda ley: ley de aceleración
Tercera ley: ley de acción-reacción
Tipos de fuerzas
Fuerzas de no contacto
Fuerzas de contacto
Representación de las fuerzas
 que actúan sobre un sistema
Análisis utilizando las leyes  del movimiento de Newton
Aplicaciones especiales de la fuerza
Fuerza centrípeta Presión
Cinética lineal de la locomoción
Cinética lineal del swing de golf
Cinética lineal de la propulsión
 en silla de ruedas
Resumen Pr
eguntas de repaso
ESQUEMA
346
CINEMÁTICA LINEAL
CAPÍTULO
10

359. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 347
fuerza y la punta de la flecha apunta en la dirección en la que
se está aplicando la fuerza. En el Sistema Internacional (SI) de
medición, la unidad de fuerza es el newton (N), aunque para
comparación de valores, las fuerzas a menudo se representan
en la literatura como el índice de fuerza sobre peso corporal
(PC) o fuerza sobre masa corporal. En la tabla 10-1 se pre-
sentan valores de fuerza pico de muestra para una variedad
de movimientos, expresados en función del PC.
En los capítulos 8 y 9, hemos discutido la cinemática lineal y angular. La cinemática se definió como la des-
cripción del movimiento sin importar la causa del mismo. El movimiento descrito fue traslacional (lineal), r
otacional
(angular), o una combinación de movimiento lineal y rota-
cional (general). En este capítulo, el tema de estudio son las causas del movimiento. Por ejemplo, ¿de qué for
ma
nos impulsamos hacia adelante al correr? ¿Por qué un
corredor se inclina en la curva de una pista? ¿Qué mantiene a
un avión en el aire? ¿Por qué las pelotas de golf adquieren efecto de chanfle? ¿Cómo hace un pitcher para lanzar una

bola curva? La búsqueda del conocimiento sobre las causas del movimiento data de la Antigüedad, y las respuestas a algunas de estas preguntas fueron sugeridas por personajes notables como Aristóteles y Galileo. La culminación de estas explicaciones fue proporcionada por el gran científico sir Isaac Newton, quien está considerado como uno de los más grandes pensadores en la historia de la humanidad por sus teorías sobre la gravedad y el movimiento. De hecho, las leyes del movimiento descritas por Newton en su famoso libro Principia Mathematica (1687) conforman la piedra angular de la mecánica del movimiento humano (14). La rama de la mecánica que estudia las causas del movimiento es la cinética.
La cinética estudia las fuerzas que actúan sobre un sistema. Si el movimiento es lineal, entonces se denomina cinética lineal. La base para comprender la cinética del movimiento lineal es el concepto de fuerza.
Fuerza
La fuerza es un concepto muy difícil de definir. De hecho, generalmente definimos el término fuerza describiendo lo
que puede hacer una fuerza. De acuerdo con los principios de Newton, los objetos se mueven cuando actúa sobre ellos una fuerza mayor que la resistencia al movimiento ejercida por el objeto. Una fuerza involucra la interac-
ción de dos objetos y produce un cambio en el estado
de movimiento de un objeto al empujarlo o jalarlo. La fuerza puede pr
oducir movimiento, detener un movimiento, acelerar
o cambiar la dirección del objeto. En cada caso, la aceleración del objeto cambia, o bien se impide que cambie. Por tanto, una fuerza puede conceptualizarse como una interacción, un empujón o tirón entre dos objetos, que puede causar que uno de ellos se acelere ya sea en forma positiva o negativa. Por ejemplo, un empujón sobre el suelo generado por una extensión forzada de la rodilla y la cadera puede ser suficiente para hacer que el cuerpo se acelere hacia arriba y despegue del suelo,esto es, que salte.
CARACTERÍSTICAS DE UNA FUERZA
Las fuerzas son vectores, y como tales tienen las características de un vector, incluyendo magnitud y dirección. La magnitud es la cantidad de fuerza que se está aplicando. También es necesario establecer la dirección de una fuerza ya que la direc-
ción de la misma puede influenciar su efecto, por ejemplo, si la fuerza está jalando o empujando. Los vector
es, como se
describieron en el capítulo 8, usualmente se representan como flechas, donde la longitud de la flecha indica la magnitud de la
TABLA 10-1 Fuerzas máximas que
actúan sobre el cuerpo
Actividad
Fuerza relativa
(N/PC)
Salto vertical, pico vertical
 Salto desde posición en cuclillas
1.4–8.3 (34) Contramovimiento 2.2 (62)
Saltar sobre un pie 1.5–5.4 (26)
Aterrizar sobre una superficie dura desde 0.45 m5–7 (61)
Desmontar de unas barras horizontales 8.2–11.6 (61)
Aterrizaje sobre una sola pierna, salto con volte-
reta hacia atrás 9.3–10.6 (63)
Aterrizaje al recuperar un rebote en baloncesto1.3–6.0 (77)
Salto vertical, superficie dura > 3 (48)
Salto vertical, superficie blanda 2 (48)
Salto triple, fuerzas verticales
 Salto en una pierna 7–10 (65)
 Paso 8–12 (65)
 Salto 7.1–12.2 (65)
Salto triple, fuerzas anteroposteriores
 Salto en una pierna 2.1–3.3 (65)
 Paso 1.7–3.2 (65)
 Salto 1.7–3.9 (65)
Salto de tiro en baloncesto, distancia de enceste
de dos puntos
 Vertical
2.6 (29)
 Horizontal 0.5 (29)
Caminando (vertical) 121.5
 Fuerzas compresivas en la articulación
del tobillo 3–5.5 (66)
 Fuerzas de reacción en la articulación
del tobillo 3.9–5.2 (66)
 Fuerzas de reacción en la articulación
subastragalina 2.4–2.8 (66)
Correr (vertical) 2–3.5 (70)
 Fuerza hueso sobre hueso en la articulación
del tobillo 13 (70)
 Fuerza en el tendón rotuliano 4.7–6.9 (70)
 Fuerza r 7.0–11.1 (70)
 Fuerza en la fascia plantar 1.3–2.9 (70)
Fuerza en el tendón de Aquiles
 Caminar
3.9 (34) Correr 7.7 (34)
Fuerzas pico que actúan sobre la cadera
 Caminar
2.8–4.8 (7) Trotar 5.5 (7)
 Tropezar 7.2 (7)
Fuente entre paréntesis.

360. 348 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Las fuerzas tienen otras dos características con igual impor-
tancia, el punto de aplicación
y la línea de acción. El punto
de aplicación de una fuerza es el punto específico donde se
aplica la fuerza a un objeto. Esto es muy importante ya que el
punto de aplicación más a menudo determina si el movimiento
resultante es lineal o angular, o ambos. En muchos casos, una
fuerza es representada por un punto de aplicación en un punto
específico, aunque puede haber muchos puntos de aplicación.
Por ejemplo, el punto de aplicación de una fuerza muscular es
el centro de la unión del músculo al hueso, o la inserción del
músculo. En muchos casos, el músculo no está unido a un solo
punto en el hueso, sino que está unido a varios puntos, como
en el caso del músculo deltoides, con forma de abanico. Sin
embargo, al resolver problemas mecánicos, se considera que
está unido a un solo punto. Otros puntos de aplicación son el
punto de contacto entre el pie y el suelo para actividades como
saltar, caminar y correr, el contacto de la mano con la pelota
en un lanzamiento en el beisbol, y el punto de contacto entre
la raqueta y la pelota en el tenis.
La línea de acción de una fuerza es una línea recta de lon-
gitud infinita en la dirección en la que está actuando la fuerza.
Se puede asumir que una fuerza pr
oduce la misma acelera
­-
ción del objeto si actúa en cualquier punto a lo largo de esta línea de acción. Por tanto, si la fuerza que viene desde el suelo

en la última fase de salto de un saltador triple tiene una línea de acción dirigida a 18° con respecto a la horizontal, el sal­
tador acelera hacia adelante y hacia arriba en esa dirección. La
orientación de la línea de acción generalmente está dada con respecto a un sistema de coordenadas x , y. La orientación de
la línea de acción en este sistema se representa como una posi-
ción angular, y se conoce como el ángulo de aplicación. Este ángulo se designa con la letra griega theta (
θ). En la figura
10-1A se ilustran las cuatro características de una fuerza: mag-
nitud, dirección, punto de aplicación y línea de acción, para una fuerza muscular
, y en la figura 10-1B para el despegue
en un salto de altura.
COMPOSICIÓN Y RESOLUCIÓN DE FUERZAS
Las fuerzas son cantidades vectoriales que tienen tanto mag-
nitud como dirección. Como se presentó en la discusión de
los
vectores cinemáticos en el capítulo 8, un vector de fuerza
puede descomponerse en componentes perpendiculares, o
varias fuerzas pueden integrarse en un solo vector. Esto es,
un vector de fuerza puede calcularse de forma que represente
el efecto neto de todas las fuerzas en el sistema. De forma
similar, dada una fuerza resultante, esta fuerza puede des-
componerse en sus componentes horizontal y vertical. Para
hacer cualquiera de estos cálculos, se aplican los principios

trigonométricos presentados en el Apéndice B.
Se deben definir varios tipos de sistemas de fuerza ya sea
para componer o descomponer sistemas de fuerzas múltiples.
Cualquier sistema de fuerzas que actúan en un solo plano
se conoce como coplanar, y si actúan en un solo punto, se
denominan concurrentes. Cualquier ser de fuerzas coplanares
concurrentes puede ser sustituido por una sola fuerza, o la
resultante, produciendo el mismo efecto que las fuerzas múl-
tiples. El proceso de encontrar esta fuerza única se denomina
composición de vector
es de fuerza.
Cuando los vectores de fuerza actúan sobre una sola línea,
se dice que el sistema es colineal. En este caso, se utiliza la
adición de vectores para componer las fuerzas. Considere el
sistema de fuerza en la figura 10-2A. Los vectores de fuerza
a, b y c actúan todos en la misma dirección, y pueden ser
reemplazados por una sola fuerza, d , la cual es la suma de a ,
b y c. Por tanto:
d = a + b + c
= 5 N + 7 N + 10 N
= 22 N
El vector de fuerza d tendría el mismo efecto que los otros
tres vectores de fuerza. Sin embargo, en la figura 10-2B,
dos de los vectores de fuerza, a y b, están actuando en una

dirección, en tanto que el vector c lo hace en la dirección
opuesta. Por tanto, el vector de fuerza d es la suma algebraica
de estos tres vectores de fuerza:
d = a + b – c
= 5 N + 7 N – 4 N
= 8 N
FIGURA 10-1
 Características de una fuerza para una fuerza muscular interna (A) y una fuerza externa
generada sobre el suelo en el salto de altura (B).
A B
Ángulo
de tiro
Vector (magnitud
y dirección)
Línea de
aplicación
Punto de
aplicación
Vector (magnitud
y dirección)
Línea de
aplicación
Ángulo
Punto de
aplicación

361. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 349
= 10 × 0.7071
= 7.07
Vector B
y = 6 sen 0°
= 6 × 0.0
= 0
x = 6 cos 0°
= 6 × 1.00
= 6.00
Vector C
y = 5 sen 30°
= 5 × 0.50
= 2.50
x = 5 cos 30°
= 5 × 0.866
= 4.33
Vector D
y = 7 sen 270°
= 7 × –1.00
= –7.00
x = 7 cos 270°
= 7 × 0.0
= 0
Para encontrar la magnitud del vector resultante, los com-
ponentes horizontal y vertical de cada vector se suman y se
r
esuelven utilizando el teorema de Pitágoras:
El vector de fuerza d aún representa el efecto neto de estos
vectores de fuerza. En ambos ejemplos, están presentes sets
de vectores de fuerza colineal.
Cuando los vector
es de fuerza no son colineales, sino
coplanares, aún pueden componerse para determinar la fuerza
resultante. De manera gráfica, esto puede realizarse exacta-
mente de la misma manera que se describió en el capítulo 8
en
la sección de suma de vectores. Considere la figura 10-2C.
Los vectores de fuerza a y b no son colineales, pero pueden
sumarse para determinar su efecto neto. Con la flecha del
vector a colocada en la cola del vector b , el vector compuesto
resultante c es la distancia entre la cola de a y la flecha de b .
Este procedimiento se ilustra en la figura 10-2D con múltiples
vectores.
También se pueden combinar múltiples vectores utilizando
funciones trigonométricas. Como se presentó en el capítulo 8,
esto involucra descomponer primero cada vector en sus com-
ponentes utilizando resolución. Después de que han sido
r
esueltos en componentes vertical y horizontal, se suman los
componentes ortogonales para cada vector, y se compone el
vector resultante. Para ilustrar esto, a los cuatro vectores mos-
trados en la figura 10-2D se les asignarán valores de longitud
10 y
θ = 45° para el vector A , longitud 6 y θ = 0° para el
vector B, longitud 5 y
θ = 30° para el vector C , y longitud 7
y
θ = 270° para el vector D . El primer paso es resolver cada
vector en componentes vertical y horizontal.
Vector A
y = 10 sen 45°
= 10 × 0.7071
= 7.07
x = 10 cos 45°
FIGURA 10-2 Suma de vectores
de fuerza.

362. 350 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Leyes del movimiento
La publicación de Principia Mathematica en 1687 por sir
Isaac Newton (1642 a 1727) sorprendió a la comunidad cien-
tífica de aquel entonces (14). En ese libro, introdujo sus tres
leyes del movimiento, las cuales utilizamos para explicar varios

fenómenos. Aunque estas leyes han sido reemplazadas por la
teoría de la relatividad de Einstein, aún podemos utilizar los
principios básicos de Newton como la base de la mayoría de
los análisis del movimiento humano en biomecánica. Las tres
leyes del movimiento de Newton han demostrado cómo y
cuándo una fuerza crea un movimiento, y cómo se aplica a
todos los diferentes tipos de fuerza previamente identificados.
Su obra ha proporcionado el vínculo entre causa y efecto.
Para comprender por completo la naturaleza subyacente del
movimiento, es necesario comprender la causa del mismo, no simplemente la descripción del resultado. Esto es, se deben comprender por completo las fuerzas que causan el movi-
miento. Los enunciados de estas leyes están tomados de una traducción del libr
o Principia Mathematica de Newton (14).
PRIMERA LEY: LEY DE INERCIA
Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movi-
miento uniforme en línea recta, a menos que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas aplicadas sobr
e él (14).
La inercia de un objeto se utiliza para describir su resisten-
cia al movimiento y está directamente relacionada a la masa del
objeto. La masa es una cantidad escalar, es la medida de la
cantidad de materia que constituye a un objeto y se expresa en kilogramos. La masa de un objeto es constante, sin importar dónde se mida, de modo que es la misma ya sea que se calcule en la Tierra o en la Luna. Entre mayor es la masa de un objeto, mayor es su inercia, y por tanto mayor es la dificultad para moverlo o cambiar su posición actual.
Para que un objeto se mueva, se debe vencer la inercia
del mismo. Newton sugirió que un objeto en reposo (es de
­-
cir, con velocidad cero) permanecería en reposo. Esto parece obvio. Una silla en una habitación tiene velocidad cer
o ya
que no se está moviendo. Adicionalmente, un objeto mo
­
viéndose a una velocidad constante continuará haciéndolo
en línea recta. Este concepto no es tan obvio dado que las instancias prácticas de los individuos en la superficie de la Tierra rara vez experimentan un movimiento con una velo-
cidad constante. Si se considera que una velocidad constante r
esulta en una aceleración de cero, al igual que lo hace una
velocidad de cero, entonces puede entenderse cómo esta ley aplica en ambos casos. En consecuencia, la inercia de estos objetos los obligaría a mantener su estado a una velocidad constante. La primera ley del movimiento de Newton puede expresarse como:
Si
ΣF = 0 entonces Δv = 0
Nótese que Σ F se refiere a la fuerza neta, y toma en consi-
deración a todas las fuerzas que actúan sobre el objeto.
Para vencer la iner
cia de dichos objetos se requiere una
fuerza neta externa mayor a la inercia del objeto. Por ejemplo, si una barra con peso tiene una masa de 70 kg, para levantar
­-
la se debe ejercer una fuerza mayor a 686.7 N, o el producto de la aceleración debida a la gravedad (9.81 
m/s
2
) y 70 kg. Si
se somete un objeto a una fuerza externa que pueda vencer la iner
cia, el objeto será acelerado. Para hacer que se mueva
un objeto, la fuerza externa debe acelerarlo positivamente. Por otr
o lado, para hacer que el objeto deje de moverse, la fuerza
externa debe acelerarlo negativamente. Dado que la masa
del cuerpo determina la inercia, un individuo con una ma
­yor
masa debe generar fuerzas externas de mayor magnitud para vencer la inercia y acelerar.
SEGUNDA LEY: LEY DE ACELERACIÓN
El cambio en el movimiento es proporcional a la fuerza apli-
cada, y se realiza en la dirección de la línea recta en la que se aplicó la fuerza (14).
Cx y
C 16.40 2.57
268.96 6.61
275.57
16.60
22
22
=+
=+
=+
=
=
Para encontrar el ángulo del vector resultante, se utiliza la
función trigonométrica tangente:
tancomponente y/componente x
arctan
2.57
16.40
arctan0.1567
8.91
)(
=
=






=
=°
)
)
)
Las características del vector resultante (R = 16.60, θ =
8.91°) pueden confirmarse claramente al examinar la resul-
tante obtenida combinando los vectores de manera gráfica
utilizando el método de cabeza a cola.
Consulte los datos sobre fuerza de reacción del suelo
(FRS) al caminar en el Apéndice C: utilizando la fuerza
pico anteroposterior (F
y
) y la fuerza vertical (F
z
) para el
cuadro 21, calcule la fuerza resultante y el ángulo de aplicación de fuerza en este punto.
Componentes
horizontales
Componentes
verticales
Vector A
 7.07 7.07
V
ector B
 5.00 0.00
V
ector C
 4.33 2.50
V
ector D
 0.00 −7.00
Suma (∑) 16.40 2.57

363. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 351
TERCERA LEY: LEY DE ACCIÓN-REACCIÓN
Para toda acción siempre hay una reacción opuesta de la
misma magnitud; o, las acciones mutuas de dos cuerpos una
sobre otra siempre son iguales y dirigidas a partes contrarias.
Esta ley ilustra que las fuerzas nunca actúan de forma aisla
­-
da, sino siempre en pares. Cuando dos objetos interactúan,
la fuerza ejercida por el objeto A sobre el objeto B es contra-
rrestada por una fuerza igual y opuesta ejercida por el objeto B sobr
e el objeto A. Estas fuerzas son iguales en magnitud pero
opuestas en dirección. Esto es:
ΣF
A sobre B
= −ΣF
B sobre A
Además, la fuerza (la acción), y la contrafuerza (la reac-
ción) actúan sobre diferentes objetos. El resultado es que estas
dos fuerzas no pueden cancelarse la una a la otra
ya que actúan sobre, y pueden tener un efecto diferente en los objetos. Por ejemplo, una persona que ater
riza luego de un
salto ejerce una fuerza sobre la Tierra, y la Tierra ejerce una fuerza igual y opuesta sobre la persona. Debido que la Tierra tiene más masa que la persona, el efecto sobre el individuo es mayor que el efecto sobre la Tierra. Este ejemplo ilustra que aunque la fuerza y la contrafuerza son iguales, pueden no necesariamente tener resultados comparables.
En los movimientos humanos, se genera una fuerza de acción
sobre el suelo o sobre un instrumento, y la fuerza de reac
­-
ción por lo regular produce el movimiento deseado. Como se muestra en la figura 10-3, el saltador hace contacto con el suelo

y genera una gran fuerza hacia abajo debido a que la aceleración del cuerpo combinada con las fuerzas generadas por los segmen-
tos corporales al momento del contacto, y la fuerza de reacción r
esultante hacia arriba controlan el aterrizaje.
Tipos de fuerzas
Las fuerzas que existen en la naturaleza y afectan la forma
en la que los humanos se mueven pueden clasificarse en varias for
mas. El esquema de clasificación más común es describir
las fuerzas como de contacto o de no contacto (11). Una
fuerza de contacto involucra las acciones, empujes o tirones
La segunda ley de Newton genera una ecuación que rela-
ciona todas las fuerzas que actúan sobre un objeto, la masa del
mismo y su aceleración. Esta r
elación se expresa como:
ΣF = ma
Esta ecuación también puede utilizarse para definir la uni-
dad de fuerza, el newton. Al sustituir las unidades de masa y
aceleración del lado der
echo, puede observarse que:
=
=
Fma
Newton
kg-m
s
2
donde kg-m es kilogramo-metros. En esta ecuación, la fuerza es la fuerza neta que actúa sobre el objeto en cuestión, esto es, la suma de todas las fuerzas involucradas.
Al sumar todas las fuerzas que actúan sobre un objeto, es
necesario considerar la dirección de las mismas. Si las fuerzas se contrarrestan una a la otra en forma exacta, la fuerza neta es cero. Si la suma de las fuerzas es cero, la aceleración tam-
bién será cero. Este caso también lo describe la primera ley de Newton. Si la fuerza neta pr
oduce aceleración, el objeto
acelerado viajará en una línea recta a lo largo de la línea
de acción de la fuerza neta.
El r
econfigurar la ecuación descrita por la segunda ley de
Newton permite definir otro concepto importante en biome-
cánica. La aceleración se definió previamente como el cocien
­-
te del cambio en la velocidad sobre el cambio en el tiempo, o dv/d
t. Al sustituir esta expresión en la ecuación de la segunda
ley, tenemos que:
Fm
v
t
d
d
∑=
o
F
mv
t
d
d
∑=
El producto de la masa por la velocidad en el numera-
dor del lado derecho de esta ecuación se conoce como el momento de un
objeto. El momento es la cantidad de movi-
miento de un objeto. Por lo regular se representa con la letra p y su unidad es kilogramo-metr
os por segundo. Por ejemplo,
si un jugador de fútbol americano tiene una masa de 83 kg y está corriendo a 4.5 m/s, su momento es:
p = masa × velocidad
= 83 kg × 4.5 m/s
= 373.5 kg-m/s
Por tanto se puede replantear la segunda ley de Newton de
la siguiente forma:
F
p
t
d
d
∑=
Esto es, la fuerza es igual al cociente del cambio en el
momento sobre el cambio en el tiempo. Para modificar
el momento de un objeto, se debe aplicar sobre él una fuerza exter
na. El momento puede aumentar o disminuir, pero en
cualquier caso se requiere una fuerza externa.
Fuerza vertical (N)
contacto del talón
contacto del antepié
Tiempo (s)
3 000
2 000
1 000
0
0.00 0.75 1.50
PC
FIGURA 10-3 FRS vertical durante el aterrizaje tras un salto.

364. 352 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
un individuo y su PC no son la misma cosa. Mientras que el PC
es una fuerza y la unidad apropiada es en newton, la masa cor-
poral es una cantidad escalar cuya unidad es el kilogramo. Para
deter
minar el PC de una persona, simplemente multiplique
la masa por la aceleración debida a la gravedad (9.81 m/s
2
).
Dado que el peso es una fuerza, tiene los atributos de una
fuerza. Como vector, tiene una línea de acción y un punto de
aplicación. Se considera que el PC total de un individuo tiene
un punto de aplicación en el centr
o de masa, y una línea
de acción que va del centro de masa al centro de la Tierra.
Dado que la Tier
ra es tan grande, esta línea de acción va direc-
tamente hacia abajo, hacia el centro de la Tierra.
El
punto de origen del vector de peso se denomina cen-
tro de gravedad. Éste es un punto en torno al cual todas las
par
tículas del cuerpo están distribuidas de forma uniforme.
Otro término utilizado de forma intercambiable con el centro
de gravedad es el centro de masa, un punto en torno al cual
la masa de un segmento o cuerpo está distribuida de manera
uniforme. Difieren en que el centro de gravedad se refiere sólo
a la dirección vertical debido a que es la dirección en la que
actúa la gravedad, mientras que el centro de masa no depende
de una orientación vertical. En el capítulo 11 se presentan los
cálculos tanto para el centro de masa como para el centro de
gravedad.
El valor para g, la aceleración debida a la gravedad,
depende del cuadrado de la distancia hasta el centro de
la Tierra. Debido al giro sobre su eje, la Tierra no es por
completo esférica; está ligeramente aplanada en los polos,
resultando en una distancia más corta hasta el centro de la
Tierra en los polos que en el ecuador. Por ello, los puntos
sobre la Tierra no son todos equidistantes a su centro, y la
aceleración por la gravedad, g, no tiene el mismo valor en
todos lados. La latitud (la posición en la Tierra con respecto
al ecuador) en la que se realiza un salto largo, por ejemplo,
puede tener un efecto significativo sobre la distancia saltada.
Otro factor que afecta el valor de g es la altitud. Entre mayor
es la altitud, menor es el valor de g. Si uno se pesara y se
deseara un peso mínimo, el lugar óptimo para hacerlo sería
en la montaña más alta sobre el ecuador de la Tierra.
FUERZAS DE CONTACTO
Dado que las fuerzas de contacto son las que resultan de
la interacción directa entre dos objetos, el número de dichas
fuerzas es considerablemente mayor que la única fuerza de no
contacto que se ha discutido. Las siguientes fuerzas de con-
tacto se consideran fundamentales en el movimiento humano:
fuerza de r
eacción del suelo (FRS), fuerza de reacción articu
­
lar, fricción, resistencia del fluido, fuerza de inercia, fuerza
muscular y fuerza elástica.
Fuerza de reacción del suelo
En casi todo el movimiento humano terrestre, en algún punto hay una FRS ejercida sobre el individuo. Esta es la fuerza de reacción que ejerce la superficie sobre la que uno se está moviendo. La superficie puede ser la arena de una playa, el piso de un gimnasio, una acera de concreto o el pasto de un jardín. Si un individuo se balancea desde una barra alta, la superficie de la barra ejerce la fuerza de reacción. Todas las superficies
ejercidos por un objeto en contacto directo con otro. Estas son las fuerzas involucradas, por ejemplo, cuando un bat golpea una pelota de beisbol o al hacer contacto con el suelo. Por otro lado, las fuerzas de no contacto son aquellas que actúan a la distancia. Como el nombre lo indica, éstas son fuerzas ejercidas por objetos que no están en contacto directo uno con otro, y pueden de hecho estar separados por una dis
­-
tancia considerable.
FUERZAS DE NO CONTACTO
En la investigación del movimiento humano, la fuerza de no contacto más familiar, y la más importante, es la fuerza de gravedad. Cualquier objeto soltado desde una altura determi-
nada caerá libremente hacia la superficie de la Tierra impul-
sado por la gravedad. Sir Isaac Newton, en su libro Principia Mathematica (1687), intr
odujo su teoría de la gravedad (14).
Con la ley de gravitación, Newton identificó a la gravedad como la fuerza que hace que los objetos caigan hacia la Tierra, que la Luna orbite alrededor de la Tierra, y que los planetas giren alrededor del Sol. Esta ley establece: “La fuerza de gra­
vedad es inversamente proporcional al cuadrado de la distan-
cia entre objetos que se atraen y proporcional al producto de sus masas”.
En términos algebraicos, la ley es descrita con la siguiente
ecuación:
F
Gmm
r
12
2
=
donde G es una constante gravitacional universal, m
1
es la
masa de un objeto, m
2
es la masa de otro objeto, y r es la dis
­
tancia entre los centros de masa de los objetos.
El valor constante de G fue estimado por Newton y deter-
minado de forma precisa por Cavendish en 1798. El valor de G es 6.67
× 10
–11
N-m
2
/kg
2
.
La atracción gravitacional de un objeto de tamaño relati-
vamente pequeño hacia otro de tamaño similar es en extremo baja, y por tanto puede ser ignorada. En biomecánica, los

objetos de mayor atención son la Tierra, el cuerpo humano, y los proyectiles. En estos casos, la masa de la Tierra es conside-
rable, y la gravedad es una fuerza muy importante. La fuerza de atracción de la Tier
ra sobre el objeto es el peso del objeto.
Esto se establece como:
WF
Gm M
r
g
Tierraobjeto
2==
−
La fuerza de gravedad hace que un objeto se acelere hacia
la Tierra a una razón de 9.81 m/s
2
. Newton determinó, a
través de sus teorías sobre el movimiento, que:
W = ma
donde m es la masa del individuo y a es la aceleración debida
a la gravedad. Por tanto:
W = mg
donde g es la aceleración debida a la gravedad. En consecuen-
cia, el PC es el producto de la masa del individuo y la acele
­
ración por la gravedad. Por tanto, es aparente que la masa de

365. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 353
10-5 se muestra la configuración experimental típica de una
plataforma de fuerza para recopilar los datos en el Apéndice
C. El dispositivo mide las fuerzas del pie sobre la superficie o
la fuerza de un individuo que sólo está parado sobre la pla-
taforma. Las plataformas de fuerza se han utilizado desde la
década de 1930 (28), per
o se volvieron más prominentes en
la investigación biomecánica en la década de 1980.
Aunque las fuerzas se miden en newtons, los datos de la
FRS generalmente se obtienen dividiendo el componente de
fuerza entre el PC del individuo, lo que resulta en unidades
por PC. Otras veces, la FRS puede medirse dividiendo la
fuerza entre la masa corporal, resultando en una unidad de
newton por kilogramo de masa corporal.
Consulte en el Apéndice C los datos de FRS al caminar.
Localice las fuerzas máximas (N) vertical (F
z

), antero-
posterior (F
y

), y mediolateral (F
x
). Reporte las fuerzas
pico en unidades establecidas con el PC y con la masa corporal (N/kg).
Los datos de la FRS han sido utilizados en muchos estudios
para investigar una gran variedad de actividades. Sin embargo,
la mayoría de los estudios ha lidiado con la carga o el impacto
sobre el cuerpo durante los aterrizajes, ya sea por saltos o
durante la fase de apoyo de la marcha. Por ejemplo, se han
estudiado las FRS durante la fase de apoyo al correr (17, 19),
caminar (36) y los aterrizajes después de saltar (27, 53).
con las que interactúa un individuo proporcionan una fuerza
de reacción. El individuo empuja contra el suelo con fuerza, y
el suelo empuja de regreso contra el individuo con una fuerza
igual en la dirección opuesta (ley de Newton de acción-re-
acción). Estas fuerzas afectan a ambas partidas (el suelo y el
individuo) y no se cancelan aunque son iguales en magnitud

pero opuestas en dirección. Además, la FRS cambia en magni-
tud, dirección y punto de aplicación durante el periodo que el
individuo está en contacto con la super
ficie.
Consulte en el Apén­dice C los datos sobre FRS al cami-
nar. Calcule la fuerza resultante utilizando los datos de
F
y
(anteroposterior) y F
z
(vertical) de los cuadros 18, 36 y
60. ¿De qué forma cambia la dirección de la aplicación
de fuerza durante la fase de apoyo?
Al igual que todas las fuerzas, la FRS es un vector, y puede
ser resuelto en sus componentes. Para propósitos de análisis,
comúnmente se descompone en sus componentes. Éstos son
ortogonales uno respecto al otro sobre un sistema de coorde-
nadas tridimensional (Fig. 10-4). Los componentes usualmente
se denominan
F
z
vertical (arriba-abajo), F
y
anteroposterior (ade-
lante-atrás) y F
x
, mediolateral (de lado a lado). Sin embargo,
para reportar datos tridimensionales, algunos investigadores
nombran los ejes como F
y
(vertical), F
x
(anteroposterior) y F
z

(mediolateral). En este libro se utilizará la primera convención
dado que es el sistema más comúnmente utilizado. Tal vez
sea mucho más claro representar los componentes de la FRS
como F
vertical
, F
anteroposterior
y F
mediolateral
. Sin importar la convención
utilizada, a los componentes anteroposterior y mediolateral se
les denomina componentes de cizallamiento, ya que actúan en
forma paralela a la superficie del suelo.
Los biomecanicistas registran los componentes de la FRS
utilizando una plataforma de fuerza. Una plataforma de
fuerza es una escala de medición sofisticada usualmente inser-
tada en el suelo donde se desempeña el individuo. En la figura
Fz
vertical
F
y
anteroposterior
F
x
mediolateral
Dirección del movimiento
FIGURA 10-4 Componentes de la FRS. El origen del sistema
de coordenadas de la plataforma de fuerza está en el centro de la
plataforma.
FIGURA 10-5 Una configuración de laboratorio típica de una pla-
taforma de fuerza.

366. 354 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Este valor refleja la aceleración del centro de masa. Muchos
investigadores han relacionado el componente vertical de la
FRS con la función del pie durante los aterrizajes. Debido a que
que la FRS actúa sobre el centro de masa, la relación entre un
componente de FRS y la función del pie es débil a lo mucho.
Fuerza de reacción articular
En muchas instancias en los análisis biomecánicos, se exami-
nan los segmentos, ya sea de manera individual o uno a la vez
en un or
den lógico. Cuando se lleva a cabo un análisis de la
fuerza de reacción articular, el segmento se separa en las articu­
laciones, y se deben considerar las fuerzas que actúan sobre las
mismas. Por ejemplo, si uno está de pie y sin moverse, el mus­
lo ejerce una fuerza hacia abajo sobre la pierna a través de la
articulación de la rodilla. De forma similar, la pierna ejerce una fuerza hacia arriba de igual magnitud sobre el muslo (Fig. 10-7). Esta es la fuerza neta que actúa a través de la articula-
ción y se conoce como fuerza de reacción articular. En la mayoría
de los análisis, se desconoce la magnitud de la fuerza,
pero puede ser calculada con los datos cinemáticos y cinéticos apropiados, además de los datos antropométricos que descri-
ben las dimensiones del cuerpo.
Existe cierta confusión sobre si la fuerza de reacción articular
es la fuerza de la superficie ósea distal de un segmento actuando sobre la superficie ósea proximal del segmento contiguo. Sin embargo, la fuerza de reacción articular refleja esta fuerza hueso sobre hueso a través de una articulación. La fuerza hueso a hueso real es la suma de las fuerzas de los músculos que se contraen de manera activa y que actúan sobre la articulación y de la fuerza de reacción articular. Debido a que se desconoce la fuerza generada por los músculos que se contraen activa-
mente, la fuerza hueso a hueso es difícil de calcular, aunque
En la figura 10-3 se pr
esenta una curva del componente
vertical del contacto de un solo pie de un individuo que aterriza
después de dar un salto. Sólo se presenta el componente verti-
cal debido a que es de mucha mayor magnitud que los demás
componentes, y debido a que el principal inter
és en los aterri-
zajes ha sido el efecto de los impactos sobre el cuerpo humano.
En la cur
va de aterrizaje, el primer pico representa el contacto
inicial del antepié con el suelo. El segundo pico es el contac
­-
to del talón con la superficie. Por lo regular, el segundo pico es mayor que el primer
o. Sin embargo, algunos individuos aterri-
zan con el pie plano y tienen sólo un pico de impacto. Cuando el individuo queda en r
eposo sobre la superficie, la curva de
fuerza vertical se asienta en el PC del individuo. Aunque la magnitud del componente vertical en el momento del impacto al correr es tres a cinco veces el PC, el componente vertical al aterrizar puede ser tanto como 11 veces el PC, dependiendo de la altura desde la que cae la persona (27, 53).
Cabe destacar que la FRS es la suma de los efectos de
todas las masas de los segmentos por la aceleración debida a la gravedad. Esto es, la suma del producto de las masas y las aceleraciones de cada segmento. Esta suma refleja el centro de masa del individuo. Por consecuencia, la FRS actúa en el cen-
tro de masa del cuerpo total (Fig. 10-6). Al dividir una fuerza entr
e la masa, el resultado sería la aceleración. Por ejemplo,
la ecuación que relaciona la FRS vertical con la aceleración se establece en la segunda ley de Newton de la siguiente manera:
ΣF = ma
Al dividir ambos lados de la ecuación entre la masa cor-
poral (m ):
a
= ΣF/m
FIGURA 10-6 El vector de FRS actúa a través del centro de masa
del cuerpo.
Fuerza
compresiva
Fuerza de
reacción ar
ticular
Fuerza de cizallamiento
FIGURA 10-7 Fuerza de reacción articular de la rodilla con sus
componentes de cizallamiento y compresivo.

367. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 355
F
sMAX
≤ m
s
N
donde
µ
s
es el coeficiente estático de fricción. Sin embargo,
en algún punto, la fuerza es lo suficientemente grande y la
fuerza de fricción estática no puede impedir el movimiento
del bloque. Esta relación sólo significa que si un bloque que
pesa 750 N está sobre una superficie con un
µ
s
de 0.5, se
necesitará 50% de la fuerza normal de 750 N, o 375 N, de una
fuerza horizontal para generar movimiento entre el bloque
y la mesa. Un
µ
s
de 0.1 requeriría una fuerza horizontal de
75 N para generar movimiento, y un
µ
s
de 0.8 requeriría una
fuerza horizontal de 600 N. Como puede verse, entre más
pequeño sea el coeficiente de fricción, menor será la fuerza
horizontal que se requiera para generar movimiento.
A medida que el bloque se desliza sobre la superficie de la
mesa, constantemente se están formando y rompiendo enla-
ces moleculares. Por tanto, después de que las dos superficies
comienzan a moverse en r
elación una a la otra, se vuelve de
alguna forma más fácil mantener el movimiento. El resultado es
una fuerza de fricción deslizante que se opone al movimiento.
La fricción de deslizamiento y la de r
odamiento son tipos de
fricción cinética. La fricción cinética se define como:
F
k
= m
k
N
donde
µ
k
es el coeficiente dinámico de fricción o el coeficiente
de fricción durante el movimiento. Se ha encontrado, de forma
experimental, que
µ
k
es menor a µ
s
, y depende de la velocidad
relativa del objeto. Sin embargo, a velocidades de un centíme-
tro por segundo,
µ
k
es relativamente constante. La figura 10-9
ilustra la relación fricción-fuerza externa.
Aunque la fricción traslacional es importante en el movi-
miento humano, también se debe considerar la fricción
rotacional
. La fricción rotacional es la resistencia a los movi-
mientos de rotación o de torsión. Por ejemplo, las suelas de los
zapatos de un jugador de baloncesto que r
ealiza un pivoteo
interactúan con la superficie del suelo para resistir el giro del
pie. Por supuesto, el jugador debe ser capaz de realizar este
movimiento durante un partido, de modo que la fricción rota-
cional debe permitir este movimiento sin influenciar las otras
características friccionales del zapato. Un jugador de baloncesto

ejecutando un pivoteo de 180° con un zapato convencional
se han realizado cálculos sofisticados para estimar las fuerzas
hueso a hueso (91).
Fricción
La fricción es una fuerza que actúa de forma paralela a la
interface entre dos superficies que están en contacto durante
el movimiento o el movimiento inminente de una superficie a
medida que se mueve sobre la otra. Por ejemplo, el peso de un
bloque que yace sobre una mesa horizontal jala al bloque hacia
abajo, presionándolo contra la superficie de la mesa. Por otro
lado, la mesa ejerce una fuerza hacia arriba sobre el bloque que
es perpendicular o normal a la superficie. Para mover el blo
­-
que en forma horizontal, se debe ejercer sobre el bloque una fuerza horizontal de suficiente magnitud. Si esta fuerza es

demasiado pequeña, el bloque no se moverá. En este caso, la mesa evidentemente ejerce una fuerza horizontal igual y opuesta a la fuerza sobre el bloque. Esta interacción, la fuerza friccional, se debe a la unión de moléculas del bloque y la mesa en los sitios donde las superficies están en contacto muy cercano. La figura 10-8 ilustra este ejemplo.
Aunque parece que el área de contacto afecta a la fuerza de
fricción, éste no es el caso. La fuerza de fricción es proporcio-
nal a la fuerza normal entre las superficies. Esto es:
F
f
= mN
donde
µ es el coeficiente de fricción y N es la fuerza normal
o la fuerza perpendicular a la superficie. El coeficiente de fric-
ción se calcula a través de la siguiente ecuación:
F
N
f
=m
El coeficiente de fricción es un número sin dimensión. La
magnitud de este coeficiente depende de la naturaleza de las super
ficies que conforman la interface. Entre mayor es la mag-
nitud del coeficiente de fricción, mayor es la interacción entre las moléculas de las super
ficies.
Siguiendo con el ejemplo del bloque sobre la mesa, si se
aplica una fuerza que se incrementa en forma constante sobre el bloque, la mesa también ejerce una fuerza opuesta que se incre-
menta y que resiste al movimiento. En el punto donde la fuerza de tir
o está en su máximo y no ocurre movimiento, la fuerza de
resistencia se denomina fuerza de fricción estática máxima (F
sMÁX
). Antes de que haya movimiento, se puede establecer que:
Dirección del movimiento inminente
Fuerza
de fricción
Superficie
de la mesa
Fuerza de tiro
Peso del bloque
FIGURA 10-8
 Fuerzas que actúan sobre un bloque que se está
jalando sobre la superficie de una mesa.
Fuerza de fricción
Estática
Instante de movimiento
Dinámica
Fuerza aplicada
FIGURA 10-9
 Representación teórica de la fuerza de fricción en
función de la fuerza aplicada. La fuerza aplicada se incrementa con
la fuerza de fricción hasta que ocurre el movimiento.

368. 356 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
el uso de un dispositivo de trineo de tiro (2). Este dispositivo,
ilustrado en la figura 10-10, involucra a un objeto de una
masa conocida y a un medidor de fuerza. La superficie móvil,
usualmente algún tipo de calzado, se coloca por debajo de la
masa. El medidor jala la masa hasta que se mueve, y se mide
la fuerza en el instante en el que se produce el movimiento.
Entonces puede calcularse el coeficiente de fricción utilizando
la masa conocida y la fuerza registrada por el medidor. Este
tipo de medición se conoce como medición de prueba de
materiales; no involucra a sujetos humanos.
Es difícil medir el coeficiente de fricción estático o ciné-
tico de forma precisa sin contar con equipo sofisticado. Sin
embar
go, ambos pueden medirse con una plataforma de fuerza.
Los componentes de cizallamiento F
y
y F
x
son, de hecho, las
fuerzas friccionales en las direcciones anteroposterior y medio-
lateral, respectivamente. Si se conoce la fuerza normal, se puede
estimar el coeficiente de fricción dinámico. Por lo r
egular, esto
se lleva a cabo utilizando el componente vertical (F
z
) como la
fuerza normal. Por tanto, el coeficiente de fricción puede deter-
minarse con la ecuación:
F
F
y
z
=m
Varios investigadores han diseñado instrumentos para medir
tanto la fricción traslacional como la rotacional. El dispositivo desarrollado en el Laboratorio de Ciencias Deportivas, de Nike, es uno de ellos (Fig. 10-11). Ha sido utilizado para medir las características de fricción de muchos tipos de zapatos deportivos.
En general, la magnitud del coeficiente de fricción depende
de los tipos de materiales que constituyen las superficies en contacto y la naturaleza de dichas superficies. Por ejemplo, un zapato con suela de goma tendrá un coeficiente de fricción más alto que uno con suela de cuero. Los zapatos para trotar sobre una pista artificial registran coeficientes friccionales estáticos y dinámicos en el rango de 0.7 a 1.1, y de 0.7 a 1.0, de manera respectiva (59). Esto se compara con los zapatos de fútbol americano sobre cancha artificial, para los que los coeficientes de fricción estático y dinámico están en el rango de 1.1 a 1.6,
y de 1.0 a 1.5, respectivamente (59). La rugosidad o la suavi-
dad de las superficies de contacto también afecta al coeficiente de fricción. De for
ma intuitiva, una superficie rugosa tiene un
mayor coeficiente de fricción que una lisa. La adición de lubri-
cantes, humedad o polvo sobre una superficie también afecta en gran for
ma las características de fricción. Para determinar el
coeficiente de fricción, se deben considerar todos estos factores.
para baloncesto sobre un piso de duela tendrá un valor de
fricción rotacional 4.3 veces mayor que si el individuo com-
pletara el mismo movimiento en calcetas (78). La medición de
la fricción r
otacional no genera un coeficiente de fricción. Los
valores utilizados para comparar la fricción rotacional se basan
en el valor de resistencia a la rotación, usualmente medido en
una plataforma de fuerza. Por ejemplo, los valores de fricción
rotacional para un zapato tenis sobre una superficie artificial o
sobre pasto sintético han mostrado estar en un rango de 15.8
a 21.2 N-m (newton-metros) y 17.1 a 21.2 N-m, en forma
respectiva (59). La fricción traslacional y la fricción rotacional
no son independientes una de la otra.
La fricción es una influencia complicada pero importante
en el movimiento humano. El sólo cruzar una habitación
requiere un coeficiente de fricción apropiado entre la sue
­-
la del zapato y la superficie del suelo. En las actividades de la vida diaria, uno puede intentar ya sea incr
ementar o disminuir
el coeficiente de fricción, dependiendo de la actividad. Por ejemplo, los patinadores prefieren el hielo fresco debido a que tiene un coeficiente de fricción bajo. Por otro lado, un golfista utiliza un guante para incrementar el coeficiente de fricción y tener un mejor agarre sobre el palo.
Muchos tipos de atletas utilizan zapatos con tacos para
aumentar el coeficiente de fricción y tener mejor tracción sobre la superficie de juego. Valiant (76) sugirió que un
µ
s

de 0.8 proporciona suficiente tracción para los movimientos atléticos, y que un coeficiente de fricción más alto puede ser inseguro. En ciertas situaciones, los zapatos con tacos de hecho resultan en demasiada fricción traslacional y/o rotacio-
nal. Este parece ser el caso en las canchas artificiales. Muchas lesiones, como los desgar
ros de ligamentos cruzados, han sido
relacionadas a demasiada fuerza de fricción sobre un terreno de juego artificial.
Cuando el coeficiente de fricción es demasiado pequeño,
hay riesgo de resbalarse. En el sitio de trabajo, los resbalones y las caídas son frecuentes y a menudo provocan lesiones serias. Cohen y Compton (20) reportaron que 50% de 120 682 casos de compensación para trabajadores en el estado de Nueva
York de 1966 a 1970 fueron causados por resbalones. En Inglater
ra, Buck (12) citó estadísticas de 1982 en las que 14%
de los accidentes en la industria de la manufactura fueron resultado de tropezones y resbalones. Por tanto, el coeficiente de fricción es un criterio muy importante en el diseño de cual-
quier superficie sobre la que la gente se desempeña, ya sea en el sitio de trabajo o en actividades atléticas.
El coeficiente de fricción estático de los materiales sobr
e
diferentes superficies ha sido medido de manera exitosa con
Dirección del movimiento inminente
Fuerza
de tiro
Resorte del medidor de fuerza
Peso conocido
Material
de prueba
Superficie Fuerza normal
FIGURA 10-10 Dispositivo de trineo de tiro que
mide la fuerza aplicada. El peso conocido consti-
tuye la fuerza normal, y el medidor de resorte mide
la fuerza horizontal de resistencia del peso conocido.
El coeficiente de fricción se calcula por el índice del
medidor de resorte respecto al peso conocido.

369. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 357
es la resistencia que le presenta al objeto. La densidad del aire
se ve en particular afectada por la humedad, la temperatura,
y la presión. La viscosidad es una medida de la resistencia del
fluido al flujo. Por ejemplo, el agua es más viscosa que el aire,
y por tanto la resistencia del agua es mayor que la del aire. Los
gases como el aire se vuelven más viscosos a medida que se
eleva la temperatura.
Conforme un objeto pasa a través de un fluido, lo altera.
Esto aplica tanto para el agua como para el aire. El grado de
alteración depende de la densidad y la viscosidad del fluido.
Entre mayor es la alteración al fluido, mayor es la energía que
se transmite del objeto al fluido. Esta transferencia de energía
del objeto en movimiento al fluido se denomina resistencia del
fluido. La fuerza de resistencia resultante del fluido puede resol-
verse en dos componentes, elevación y arrastre (Fig. 10-12).
Resistencia de los fluidos
En muchas actividades, el movimiento humano está afectado
por el fluido en el que éstas se realizan. Tanto el aire (gas)
como el agua (líquido) se consideran fluidos. Por tanto, el
movimiento de un corredor se ve afectado por el movimiento
del aire, y el de un nadador por el agua o la interface aire-
agua. Los proyectiles, ya sea humanos u objetos, también se
ven afectados por el aire. Por ejemplo, cualquiera que haya
lanzado una pelota de golf al aire, comprenderá los efectos del
viento sobre la pelota.
Densidad y viscosidad
Las dos propiedades de un fluido que más afectan a los obje-
tos que pasan a través de él son la densidad y la viscosidad
del fluido. La densidad se define como la masa por unidad de

volumen. Por lo regular, entre más denso es un fluido, mayor
EVALUADOR DE TRACCIÓN
SOPORT E DE MOVIMIENTO
LINEAL (4)
LVT
FORMA
DE PIE
POTENCIÓMETRO
ANGULAR
ACTUADOR
ROTATO RIO
CILINDRO
DE AIRE
PLATAFORMA
DE FUERZA
FIGURA 10-11
 Dispositivo para evaluar
mecánicamente las características de fricción
traslacional y rotacional de las suelas de los
zapatos deportivos. Este dispositivo fue desa-
rrollado por el Laboratorio de Investigación
Deportiva de Nike.
Componente de elevación
Dirección de movimiento
Vector de
resistencia
del fluido
Componente
de arrastre
FIGURA 10-12 Vector de resistencia
del fluido con sus componentes de eleva-
ción y arrastre.

370. 358 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
de motor, por ejemplo, la turbulencia por detrás de la lancha
se llama estela. La estela de un objeto que se mueve a través
de un fluido es una región de baja presión. El flujo separado
ocurre a una velocidad relativamente lenta si el objeto es
grande y tiene una superficie rugosa, o bajo cualquier condi-
ción en la que el fluido no se pegue a la superficie del objeto.
Cuando el fluido hace contacto con la par
te frontal del
objeto, se forma un área de presión relativamente alta. El
área turbulenta por detrás del objeto es un área de presión
más baja que la presión al frente del objeto. Entre mayor es
la turbulencia, menor es la presión por detrás del objeto. El
diferencial neto de presión entre las partes frontal y trasera del
objeto retrasa el movimiento del objeto a través del fluido. Al
aumentar la velocidad de flujo, el punto en el que la capa limí-
trofe se separa de la superficie del objeto se mueve más hacia el
fr
ente del mismo, resultando en un diferencial de presión aún
más grande y en una mayor resistencia. El arrastre que resulta
de este diferencial de presión se llama arrastre de forma. En
un flujo parcialmente turbulento, hay tanto arrastre de forma
como de fricción. A medida que la estela aumenta, el arrastre
de forma domina.
A medida que la velocidad relativa del objeto y el fluido
aumenta, la capa limítrofe entera se vuelve turbulenta. Este tipo
de flujo de fluido se denomina flujo turbulento (Fig. 10-13C).
Componente de fuerza de arrastre
El arrastre es un componente de la resistencia de los fluidos que
siempre actúa para oponerse al movimiento. La dirección del
arrastre es siempre directamente opuesta a la dirección del vector
de velocidad, y actúa para retardar el movimiento del objeto a
través del fluido. En la mayoría de los casos, arrastre es sinónimo
de resistencia del aire. La magnitud del componente de arrastre
puede determinarse mediante la siguiente ecuación:
FC Av
1
2
arrastre d
2= r
donde C
d
es una constante, el coeficiente de arrastre; A es el
área frontal proyectada del objeto; la letra griega rho (
ρ) es
la viscosidad del fluido; y v es la velocidad relativa del objeto,
esto es, la velocidad del objeto en relación con el fluido. La magnitud del componente de arrastre está en función de
la naturaleza del fluido, la naturaleza y forma del objeto y la velocidad del objeto a través del fluido.
Se deben considerar dos tipos de ar
rastre. El arrastre
como resultado de la fricción entre la superficie del objeto y el fluido se denomina arrastre de superficie o arrastre vis-
coso. Cuando un objeto se mueve a través de un fluido, éste interactúa con la super
ficie del objeto, literalmente pegándose
a su superficie. La capa de fluido resultante se conoce como capa limítrofe. El líquido en la capa limítrofe es enlentecido
en relación con el objeto a medida que éste pasa a través de él. Esto r
esulta en que el objeto empuja sobre el fluido y éste
empuja sobre el objeto en dirección opuesta. Esta interacción causa fricción entre el líquido en la capa limítrofe y la superfi-
cie del objeto. La fricción del fluido se opone al movimiento del
objeto a través del fluido. Un fluido con una viscosidad
alta generará un componente de arrastre alto. De manera adi-
cional, el tamaño del objeto se vuelve más importante si hay más super
ficie expuesta al fluido.
De la fórmula de la fuerza de arrastre, puede observarse
que dicha fuerza se incrementa en función de la velocidad al cuadrado. La velocidad relativa del líquido a medida que pasa junto al objeto de hecho determina la forma en la que el objeto interactúa con el fluido. A velocidades de movimiento del objeto más lentas, el fluido pasa junto a él en capas unifor-
mes de diferente velocidad, con las capas que se mueven más lentamente estando más cer
ca de la superficie del objeto. Esto
se llama flujo laminar (Fig. 10-13A). El flujo laminar ocurre cuando el objeto es pequeño y liso, y la velocidad es baja. La fuerza de arrastre consiste casi enteramente en arrastre de superficie o de fricción. Sin embargo, en cada objeto hay puntos, llamados puntos de separación, en donde el fluido se separa del objeto. Esto es, el fluido no sigue por comple
­-
to los contornos de la forma del objeto. A medida que el objeto se mueve a través del fluido a velocidades más altas,

el fluido se mueve junto al objeto más rápido. Cuando esto sucede, el punto de separación se mueve hacia adelante del objeto y el fluido se separa de los contornos del objeto más cerca de su parte frontal. Por tanto, a velocidades relativa-
mente altas, el fluido no mantiene un flujo laminar; en lugar de ello, se da un
flujo separado (Fig. 10-13B). Al flujo
separado también se le conoce como flujo parcialmente tur -
bulento. En este caso, el fluido es incapaz de contornear la for
ma del objeto, y la capa limítrofe se separa de la superficie.
Esto produce turbulencia por detrás del objeto. En las lanchas
Flujo laminar
Flujo separado
Flujo turbulento
Puntos de separación
Estela turbulenta
Estela turbulenta
A
B
C
FIGURA 10-13 Flujo en torno a una esfera. (A) Flujo laminar.
(B) Flujo separado. (C) Flujo turbulento.

371. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 359
entrenador de natación de la Universidad de Indiana, “Doc”
Counsilman (21). Este concepto utiliza la tercera ley de
Newton de acción-reacción y establece que, a medida que
el nadador mueve su mano a través del agua en contra de la
dirección de movimiento, la fuerza de reacción del agua ayuda
a propulsar al nadador a través del agua. Adicionalmente, al
cambiar la orientación de la mano a medida que se mueve a
través del agua, se crea una fuerza de arrastre en la dirección
opuesta al movimiento de la mano, impulsando al nadador
hacia adelante.
De forma interesante, la turbulencia en la capa limítrofe de
hecho mueve el punto de separación hacia la parte posterior
del objeto, reduciendo la capacidad de la capa limítrofe de
separarse del objeto. El resultado neto es una reducción en la
fuerza de arrastre.
El pasar de un flujo parcialmente turbulento a uno por
completo turbulento, disminuyendo por tanto la fuerza de
arrastre, puede lograrse alisando la superficie del objeto.
Contrario a lo que uno podría esperar, el colocar hoyuelos
sobre una pelota de golf, o costuras en una pelota de beisbol,
haciendo en consecuencia más rugosa la superficie, de hecho
ayuda en esta transición.
Se puede prevenir el paso de flujo laminar a flujo parcial-
mente turbulento, disminuyendo por tanto el arrastre, con un
diseño aer
odinámico o una superficie lisa, o ambos. Atletas
como los corredores de velocidad, ciclistas, nadadores y esquia-
dores por lo general utilizan trajes lisos durante sus competen-
cias (Fig. 10-14). Hay una reducción significativa de 10% en el
ar
rastre cuando un patinador de velocidad utiliza un traje liso
(80). El llevar puesta ropa lisa también impide que cosas como
el cabello largo, lazos y la ropa holgada aumenten el arrastre
(47). Kyle (46) reportó que la ropa holgada y el cabello largo
y grueso pueden aumentar el arrastre total de 2 a 8%. Calculó
que una disminución de 6% en la resistencia del aire puede
incrementar la distancia de un salto largo en 3 a 5 cm.
El darle a un objeto un diseño aerodinámico involucra
disminuir el área frontal proyectada. El área frontal proyectada
del objeto es el área de la superficie que puede entrar en con-
tacto con el flujo del fluido. Los atletas en deportes en los que
se debe minimizar la r
esistencia del aire manipulan esta área
frontal constantemente. Por ejemplo, un patinador de veloci-
dad puede asumir cualquier número de posiciones corporales
durante una car
rera. Un patinador que lleva los brazos col-
gando en la parte frontal presenta un área frontal más grande
que uno que va en una posición de car
rera con los brazos
por detrás. Las áreas frontales en estas posiciones de patinaje
son de 42.21 y 38.71 m
2
, respectivamente (84). De forma
similar, un corredor en esquíes asume una posición plega
­-
da para minimizar el área frontal en lugar de la postura de un esquiador
recreativo. Para disminuir el componente de arras-
tre, se debe asumir una posición más aerodinámica. La aerodi-
namia ayuda a minimizar el diferencial de presión y por tanto el
arrastre de forma sobre el objeto. Por ejemplo, mientras
que el coeficiente de arrastre para una figura humana de pie es 0.92, es de 0.8 para un corredor, y 0.7 para un esquiador en una posición acuclillada (46).
Se ha diseñado una gran cantidad de equipo para mini-
mizar la resistencia del fluido. Nuevos diseños de bicicletas, r
uedas traseras sólidas en las bicicletas de carreras, trajes para
los esquiadores, nadadores, corredores y ciclistas, bastones curvos para los esquiadores que van pendiente abajo, nuevos diseños de cascos, y muchas otras cosas que han contribuido a ayudar a estos atletas en sus eventos. La investigación en aero-
dinamizar posiciones corporales también ha ayudado enor-
memente a los atletas en muchos deportes, como el ciclismo, el patinaje de velocidad y las car
reras de velocidad (84).
Aunque podría parecer contrario al sentido común, el
arrastre también puede tener un efecto propulsor en algunas actividades, particularmente en la natación. Este concepto, llamado arrastre propulsivo, fue propuesto por el famoso
FIGURA 10-14 (A y B) Ejemplos de trajes utilizados por atletas
para reducir el arrastre. (Fotos proporcionadas por Nike, Inc.).

372. 360 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
de forma exitosa. Los jugadores de fútbol le dan efecto a sus
tiros para inducir un efecto curvo en el balón (Fig. 10-16). En
este ejemplo, los defensas se colocan de tal forma que buscan
impedir que la pelota viaje en línea recta hacia la red. El juga-
dor que va a ejecutar el tiro curvea el balón por un lado del
mur
o defensivo. Muchos golfistas intentan no darle un giro
lateral a la pelota para evitar que ésta haga un gancho. Sin
embargo, sí intentan darle un giro hacia atrás a la pelota. El
giro hacia atrás, debido al efecto Magnus, crea un diferencial
de presión entre las partes superior e inferior de la pelota de
golf, con la zona de menor presión en la parte superior. La
pelota gana elevación, y por tanto distancia.
Al igual que hay un arrastre propulsivo en la natación,
también podemos discutir el concepto de elevación propulsiva
(21). Un nadador coloca sus manos de tal forma que asemejen
aspas. El cambiar la orientación de las manos coloca el com-
ponente de elevación en la dirección de movimiento deseada
(5, 69). En consecuencia, la elevación puede contribuir al

movimiento hacia adelante del nadador.
Velocidad terminal
Las fuerzas de arrastre ayudan a explicar porqué los objetos más
pesados parecen caer más rápido que los objetos ligeros. En au
­-
sencia de una atmósfera, la única fuerza que actúa sobre un objeto que cae es el peso, y por tanto se acelera a −9.81 m/s
2
.
En presencia de una atmósfera, hay también una fuerza de arras-
tre que actúa hacia arriba. Esta fuerza de arrastre es pequeña mientras el objeto se mueve lentamente, per
o se incrementa a
medida que aumenta la velocidad del objeto. En algún punto durante la aceleración de un objeto que cae, la fuerza de arrastre será igual al peso del objeto. En este punto, la fuerza neta es 0, y el objeto ya no acelerará. La velocidad a la que esto ocurre se llama velocidad terminal:
FF
CAvmg
v
mg
CA
1
2
arrastrep eso
d
2
1
2 d
)(
=
=
=−
−
?
??
donde C
d
es una constante, el coeficiente de arrastre, A es el
área frontal proyectada del objeto, la letra griega rho (r) es la
viscosidad del fluido; m es la masa,
g es la aceleración por
la gravedad, y v es la velocidad ter
minal. En la posición
Componente de fuerza de elevación
La elevación es el componente de la resistencia del fluido
que actúa en forma perpendicular al arrastre. Por tanto, tam
­-
bién actúa perpendicular a la dirección del movimiento. Aunque siempr
e hay un componente de fuerza de arrastre,
el componente de elevación se presenta sólo bajo circunstan-
cias especiales. Esto es, sólo ocurre elevación si el objeto está girando o no es per
fectamente simétrico. El componente de
fuerza de elevación es una de las fuerzas más significativas en
la aerodinamia. Esta es, por ejemplo, la fuerza que ayuda a los aviones a volar, y hace que una jabalina o un disco viajen más lejos. Contrario a lo que el nombre sugiere, este componente de fuerza no siempre se opone a la gravedad.
La fuerza de elevación es producida por cualquier alte-
ración en la simetría del flujo de aire en torno a un objeto. Esto puede mostrarse en un objeto con una for
ma asimé-
trica, un objeto plano que se inclina con el flujo de aire, o un objeto que va girando. El efecto hace que el air
e que fluye
en un lado del objeto siga un camino distinto que el aire que fluye por el otro lado. El resultado de este flujo diferencial de aire es una menor presión del aire en un lado del objeto y una mayor presión en el otro lado. Este diferencial de presión hace que el objeto se mueva hacia el lado que tiene la presión más baja. El resultado es que el objeto desarrolla fuerza de elevación en la dirección de menor presión. El concepto de fuerza de elevación se utiliza, por ejemplo, en las alas de los aviones y los spoilers de los autos.
La fuerza de elevación también contribuye al vuelo curvo
de una bola que va girando, lo cual es muy importante en el beisbol y en el golf. El giro de la pelota hace que el aire fluya más rápido de un lado de la bola y más lento del otro lado, creando un diferencial de presión. Considere la pelota que va girando en la figura 10-15. El lado A de la pelota está girando contra el flujo de aire, haciendo que la capa limítrofe se haga más lenta de ese lado. Sin embargo, en el lado B, dado que se está moviendo en la misma dirección del flujo de aire, la capa limítrofe se acelera. De acuerdo con el principio de Bernoulli, esto resulta en un diferencial de presión. Por tanto, la pelo
­-
ta es desviada en forma lateral hacia la dirección del giro, o el lado en el que hay un ár
ea de presión más baja. Este efecto
fue descrito por primera vez por Gustav Magnus en 1852, y se conoce como efecto Magnus.
Los pitchers de beisbol han dominado el arte de darle la
cantidad justa de giro a la pelota para curvear su trayectoria
Área de presión alta
Ondas de aire
Dirección
de la curva
Dirección
del lanzamiento
Área de presión baja
FIGURA 10-15 El efecto Magnus en una
bola con gir
o. Debido a este efecto, la pelota
curveará en la dirección indicada.

373. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 361
frontal mayor, en general tendrán una velocidad terminal
menor debido a la mayor fuerza de arrastre. Una pelota de
golf (0.45 N) tendrá una velocidad terminal de aproximada-
mente 40 m/s, mientras que un balón de baloncesto, mucho
más
pesado (5.84 N), una velocidad terminal menor de alre-
dedor de 20 m/s debido a la mayor área frontal.
estable de ar
co, un paracaidista alcanzará una velocidad ter-
minal de aproximadamente 110 a 120 mph después de 9 a
10 segun
­dos de caída libre (Fig. 10-17). Los objetos más
ligeros de manera similar alcanzarán una velocidad terminal de forma más temprana y a menor velocidad que los objetos más pesados. Los objetos con peso similar, pero con un área
FIGURA 10-16
 La patada le da efecto al tiro libre
para que pase junto a la barrera.
dirección del giro
sobre la pelota
punto de
cobro del tiro
tiro con efecto
x
tiro sin efecto
portero
barrera
defensiva
FIGURA 10-17 La posición básica del
paracaidismo se conoce como posición
estable de ar
co. El área frontal es mayor
para reducir la velocidad terminal y se pue-
den minimizar los torques para prevenir la
rotación.

374. 362 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
A un ángulo θ = 90°, el componente rotacional es máximo
ya que el sen 90° = 1, pero el componente que actúa sobre el
centro de la articulación es cero, ya que cos
θ = 0.
La fuerza muscular real in vivo es muy difícil de medir.
Hacerlo requiere ya sea un modelo matemático o la coloca-
ción de un dispositivo de medición llamado transductor de
fuerza sobr
e el tendón de un músculo. Muchos investigadores
han desarrollado modelos matemáticos para aproximar las
fuerzas musculares individuales (41, 71). Sin embargo, para
hacer esto es necesario hacer varias asunciones, incluyendo la
dirección de la fuerza muscular, el punto de aplicación, y si
hay cocontracción.
Por ejemplo, un modelo simple para determinar la fuerza
pico en el tendón de Aquiles durante la fase de apoyo en una
zancada al correr utilizaría la FRS vertical pico y el punto de
aplicación de dicha fuerza. Se debe asumir que la línea de esta
fuerza es una distancia específica anterior a la articulación del
tobillo, y que el tendón de Aquiles se localiza a una distancia
específica posterior a la articulación del tobillo. Adicionalmente,
se debe determinar el centro de masa del pie y su localización
en relación con el centro de la articulación del tobillo. En este
ejemplo, bastante simple, resulta evidente el número de asun-
ciones anatómicas que se deben hacer.
La segunda técnica, el colocar un dispositivo medidor
de fuerza sobre el tendón de un músculo, requiere un pro-
cedimiento quirúrgico. Komi y cols. (45) y Komi (43) han
colocado transductor
es de fuerza en los tendones de Aquiles
de varios individuos. Komi (43) reportó fuerzas pico en el
tendón de Aquiles correspondiendo a 12.5 el peso corporal
mientras el sujeto corría a 6 m/s. Aunque la técnica para
medir las fuerzas musculares in vivo no ha sido bien desarro -
llada para estudios a largo plazo, puede utilizarse para analizar
varios parámetr
os importantes en la mecánica muscular.
Fuerza elástica
Cuando se aplica una fuerza sobre un material, éste sufre
un cambio en su longitud. La ecuación algebraica que refleja
esta relación es:
F = kΔs
Fuerza de inercia
En muchas instancias en el movimiento humano, un seg-
mento puede ejercer una fuerza sobre otro segmento,
causando
en él un movimiento que no se debe a acción
muscular. Cuando esto sucede, se ha generado una fuerza de
inercia. Generalmente, un segmento más proximal ejerce una
fuerza de inercia sobre un segmento más distal. Por ejemplo,
durante la fase de balanceo al correr, el tobillo se flexiona en
forma plantar en el despegue y ligeramente en forma dorsal
al momento del contacto con el suelo. El tobillo está relajado
durante la fase de balanceo, y de hecho, la actividad muscular
en esta articulación es muy limitada. Sin embargo, la pierna
también se balancea, y ejerce una fuerza de inercia sobre el
segmento del pie, haciendo que éste se mueva hacia la posi-
ción en dorsiflexión. De forma similar, el segmento del muslo
ejer
ce una fuerza de inercia sobre la pierna.
Fuerza muscular
Cuando se definió la fuerza, se destacó que constituye un
empujón o un tirón que resulta en un cambio en la velocidad.
Un músculo puede generar sólo una fuerza de tiro o ténsil,
y por tanto tiene una capacidad unidireccional. Por ejemplo,
el bíceps braquial jala sobre su inserción en el antebrazo para
flexionar el codo. Para extender el codo, el tríceps braquial
debe jalar sobre su inserción en el antebrazo. Por tanto, los
movimientos en cualquier articulación deben llevarse a cabo
por pares oponentes de músculos. La gravedad también ayuda
en el movimiento de los segmentos.
En la mayoría de los análisis biomecánicos, se asume que
una fuerza muscular que actúa sobre una articulación es una
fuerza neta. Esto es, la fuerza de músculos individuales que
actúan sobre una articulación no puede tomarse en conside-
ración. En general, hay varios músculos que actúan sobre una
ar
ticulación. Cada uno de ellos representa un valor descono-
cido. Matemáticamente, el número de valores desconocidos
debe tener un númer
o comparable de ecuaciones. Dado que
no hay un número comparable de ecuaciones, no puede haber
una solución para cada fuerza muscular individual. Si se inten-
tara una solución, resultaría matemáticamente en una so
­lución
indeterminada, o sea, no hay solución. Por tanto, sólo pode-
mos calcular el efecto neto de todos los músculos a través de una ar
ticulación.
También se asume que la fuerza muscular actúa en un solo
punto. Esta asunción, de nuevo, no es del todo correcta, ya que las inserciones de los músculos son rara vez, si acaso, pun-
tos únicos. Cada músculo puede representarse como un vector sencillo de
fuerza, que es la resultante de todas las fuerzas
generadas por las fibras del músculo individual (Fig. 10-18). El vector de fuerza puede resolverse en sus componentes, un componente (F
y
) que actúa para causar una rotación a nivel de
la articulación, y el otro (F
x
) que actúa hacia el centro de la
articulación. Si se considera el ángulo
θ, puede observarse que
a medida que aumenta
θ, como cuando la articulación se está
flexionando, el componente rotacional se incrementa, en tanto que el componente que actúa hacia el centro de la articulación disminuye. Esto puede asumirse dado que:
F
y
= F sen u
y
F
x
= F cos u
Fy
Dirección de rotación
FIGURA 10-18 Vector de fuerza muscular, el ángulo de tiro (), y
sus componentes vertical y horizontal.

375. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 363
actúan sobre el corredor son la FRS, la fricción, la resistencia
del fluido o del aire, y la gravedad, como lo refleja el PC del
corredor. Las representaciones vectoriales de las fuerzas exter-
nas se dibujan sobre la figura de líneas en el punto aproximado
de aplicación. Si el cor
redor está llevando algún instrumento,
como una muñequera con peso, se debe añadir otro vector
de fuerza para representar que el peso de este instrumen
­-
to debe añadirse al diagrama de cuerpo total (Fig. 10-20). Sin embar
go, en la mayoría de los casos, las cuatro fuerzas exter-
nas antes mencionadas son las únicas que se identifican en un diagrama de cuerpo total.
Cuando un segmento específico, y no el cuerpo en su

totalidad, se define como el sistema, se debe aclarar la inter-
pretación de lo que constituye una fuerza externa. Al dibujar un diagrama de cuerpo libr
e para un segmento en particular,
se debe aislar el segmento del resto del cuerpo. El segmento se dibuja desconectado del resto del cuerpo, y se dibujan todas las fuerzas externas que actúan sobre dicho segmento. Las fuer
­-
zas musculares que cruzan las articulaciones proximal o distal del segmento son exter
nas al sistema, y deben clasificarse como
fuerzas externas. Como ya se mencionó, no es posible identi-
ficar a todos los músculos y sus fuerzas externas que actúan a través de una ar
ticulación. Se utiliza una fuerza muscular neta
idealizada, esto es, un único vector de fuerza, para representar la suma de todas las fuerzas musculares.
La figura 10-21 es un diagrama de cuerpo libre del ante-
brazo de un individuo realizando un curl de bíceps. Las cuatr
o fuerzas externas que actúan sobre este sistema y que
deben ser identificadas son la muscular neta del bíceps, la de reacción articular, la de gravedad sobre el brazo represen-
donde k es una constante de proporcionalidad, y Δ s es el
cambio en la longitud. La constante k representa la rigidez, o
la capacidad del material para ser comprimido o estirado. Un material más rígido requiere una mayor fuerza para compri-
mirlo o estirarlo. Esta relación a menudo se aplica en materiales biológicos, y se r
epresenta en las relaciones de estrés-deforma-
ción. La relación estrés-deformación se explica a detalle en el capítulo 2.
El efecto de la fuerza elástica puede visualizarse en un ejem-
plo de un clavadista sobre un trampolín. El clavadista utiliza el PC como la fuerza para desviar el trampolín. El trampolín

almacena una fuerza elástica que se regresa a medida que el trampolín rebota hacia su estado original. El resultado es que el clavadista es impulsado hacia arriba. Se ha realizado una can-
tidad considerable de trabajo para determinar la elasticidad de los trampolines para clavados utilizados en competencia (9, 73).
En la mayoría de los casos, el tejido biológico (músculos,

tendones y ligamentos) no exceden su límite elástico. Dentro de este límite, estos tejidos pueden almacenar fuerza cuando se estiran, de forma similar a como lo hace una banda elástica. Cuando se retira la fuerza de carga, la fuerza elástica puede regresarse y, junto con la fuerza muscular, contribuye a la fuerza total de la acción. Por ejemplo, utilizar un preestiramiento antes de un movimiento incrementa la fuerza de salida induciendo el potencial de fuerza elástica en los tejidos circundantes. Sin embargo, existe una restricción de tiempo en la forma en la que puede almacenarse esta fuerza elástica. Los intentos por medir el efecto de la fuerza elástica almacenada han mostrado que uti-
lizar esta fuerza puede afectar el consumo de oxígeno (3). Komi y Bosco (44) han r
ealizado investigaciones sobre estimaciones
de la fuerza elástica almacenada en el salto vertical, y reportaron saltos más altos utilizando fuerza elástica almacenada. Alexander (1) ha sugerido que el almacenamiento de fuerza elástica es importante en la locomoción de los humanos y de muchos animales, como los canguros y los avestruces.
Representación de las fuerzas
que actúan sobre un sistema
Cuando se lleva a cabo un análisis de cualquier movimiento
humano, se deben tener en consideración varias fuerzas que
actúan sobre el sistema. Para simplificar el problema para un
mejor entendimiento, con frecuencia se utiliza un diagrama de
cuerpo libre. Un diagrama de cuerpo libre es una figura
de líneas del sistema mostrando representaciones de los vec-
tores de las fuerzas externas que actúan sobre el sistema. En
biomecánica, el sistema se r
efiere al cuerpo humano en su tota-
lidad o a las partes del cuerpo humano y cualquier otro objeto
que
pueda ser importante en el análisis. Es de vital importancia
definir el sistema de manera correcta; de otra forma, el análisis
puede ser confundido por variables ajenas al sistema. Las fuer-
zas externas son aquellas ejercidas fuera del sistema en lugar
de
desde dentro del sistema. Por tanto, las fuerzas internas no
están representadas en un diagrama de cuerpo libre.
Después que se ha definido el sistema, se deben identificar
y dibujar las fuerzas externas que actúan sobre el sistema. La
figura 10-19 es un diagrama de cuerpo libre de una vista sagi-
tal del cuerpo entero de un corredor. Las fuerzas externas que
RESISTENCIA DE L AIRE
FRICCIÓN
Fuerza de reacción
del suelo
Peso corporal
FIGURA 10-19
 Diagrama de cuerpo libre de un corredor donde el
sistema está formado por el cuerpo en su totalidad.

376. 364 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
tada por el peso del antebrazo, y la de gravedad que actúa
sobre la mancuerna o el peso de la mancuerna. Estas fuer­-
zas se dibujan representando la forma en la que actuarían durante este movimiento. En muchos casos, la
fuerza de reac-
ción articular y la fuerza muscular neta no se conocen, pero pueden ser calculadas. Se asume que todas las otras fuerzas,

como las fuerzas de fricción en las articulaciones y las fuer
­-
zas de los ligamentos y tendones, son insignificantes. También se ignora la r
esistencia del aire.
Los diagramas de cuerpo libre son herramientas extrema
­
damente útiles en biomecánica. El dibujar el sistema e iden-
tificar las fuerzas que actúan sobre él, define el problema y
deter
mina cómo realizar el análisis.
ANÁLISIS UTILIZANDO LAS LEYES
DE MOVIMIENTO DE NEWTON
Múltiples formas conceptuales y variaciones de las leyes de
Newton pueden describir la relación entre la cinemática y
la cinética de un movimiento. De la ley de aceleración de
Newton (F = ma) surgen tres abordajes generales para explo-
rar las interacciones cinemáticas y cinéticas. Estos abordajes
pueden categorizarse
como el efecto de una fuerza en un ins-
tante en el tiempo, el efecto de una fuerza aplicada durante un
periodo,
y el efecto de una fuerza aplicada sobre una distancia
(54). Ninguno de estos métodos puede considerarse mejor
o peor que los demás. La elección de qué relación utilizar
depende simplemente del método que mejor responderá la
pregunta en cuestión. Sin embargo, utilizar la técnica analítica
apropiada hace posible investigar de forma más efectiva las
fuerzas que causan el movimiento.
Efectos de una fuerza en un instante en el tiempo
Cuando se consideran los efectos de una fuerza y la acelera-
ción resultante en un instante en el tiempo, se considera la
segunda ley de Newton:
Σ
F = ma
Se pueden definir dos situaciones basadas en la magnitud
de la aceleración resultante. En la primera situación, la acele
­
ración resultante tiene un valor de cero. Ésta es la rama de
la mecánica conocida como estática. En el segundo caso, la aceleración resultante es un valor distinto a cero. Esta área de estudio se conoce como dinámica.
Análisis estático
El caso estático está dirigido a sistemas en reposo o que se mueven a una velocidad constante. En ambas situaciones, la aceleración del sistema es cero. Cuando la aceleración de un sistema es cero, se dice que el sistema está en equilibrio. Un sis-
tema está en equilibrio cuando, como se establece en la primera ley de Newton, per
manece en reposo o en su movimiento a una
velocidad constante.
En el movimiento traslacional, cuando un sistema está en
equilibrio, todas las fuerzas que están actuando sobre el sistema se cancelan una a la otra, y el efecto es cero. Esto es, la suma de todas las fuerzas que actúan sobre el sistema debe dar un total de cero. Esto se expresa de forma algebraica de la siguiente manera:
ΣF
sistema
= 0
Las fuerzas en esta ecuación pueden expresarse en términos
de componentes bidimensionales x y y de la siguiente forma:
ΣF
x
= 0
y
ΣF
y
= 0
RESISTENCIA DE L AIRE
Muñequera
con peso
Peso corporal
FRICCIÓN
Fuerza de reacción
del suelo
FIGURA 10-20
 Diagrama de cuerpo libre de un corredor utili-
zando una muñequera con peso.
Fuerza
muscular
Fuerza de
reacción
articular
Peso
del brazo Peso de la
mancuerna
FIGURA 10-21 Diagrama de cuerpo libre del antebrazo durante
un curl de bíceps.

377. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 365
Los dos competidores a la derecha deben ejercer una
fuerza de reacción de 500 N en dirección positiva para produ-
cir un estado de equilibrio.
El sistema de fuerza lineal pr
esentado es un ejemplo rela-
tivamente simple del caso estático, pero en muchas instancias
de movimiento humano, las fuerzas no son paralelas. En la

figura 10-24A, dos fuerzas no paralelas, F
1
y F
2
actúan sobre
un cuerpo rígido además del peso del cuerpo rígido. Para que
este sistema esté en equilibrio, se requiere una tercera fuerza
(F
3
) que actúe a través de la intersección de las dos fuerzas
no paralelas. El diagrama de cuerpo libre de la figura 10-24B
ilustra que el componente horizontal de F
3
, actuando en una
dirección positiva, debe neutralizar la suma de los componen-
tes horizontales de las fuerzas no paralelas F
1
y F
2
. Además,
los componentes verticales F
1
y F
2
deben ser neutralizados por
el peso del cuerpo rígido y por el componente vertical de F
3
.
Si F
1
= 100 N, los componentes de F
1
son:
F
1x
= F
1
cos 30°
= F
1
cos 150° (en relación con la horizontal derecha) = 100 N × cos 150°
= −86.6 N
F
1y
= F
1
sen 30°
= 100 N × sen 150° (en relación con la horizontal
derecha)
= 100 N × sen 150°
= 50.0 N
Aquí, la suma de todas las fuerzas en la dirección horizontal
(x) debe ser igual a cero, y la suma de las fuerzas en la direc-
ción vertical (y ) también debe ser igual a cer
o.
El caso estático es simplemente un ejemplo particular de la
segunda ley de Newton, y puede describirse en términos de una relación causa y efecto. El lado izquierdo de estas ecua-
ciones describe la causa del movimiento, y el lado derecho,
el producto o el resultado del movimiento. Dado que todas las fuerzas en el sistema están en equilibrio, no hay acelera-
ción. Si las fuerzas no estuviesen en equilibrio, habría algo de aceleración.
La figura 10-22 pr
esenta un diagrama de cuerpo libre de
un sistema de fuerza lineal en el que una caja de 100 N des-
cansa sobre una mesa. La gravedad actúa para jalar la caja hacia abajo sobr
e la mesa con una fuerza de 100 N. Dado que
la caja no se mueve en forma vertical, debe haber una fuerza igual y opuesta para dar soporte a la caja. En este sistema de coordenadas, hacia arriba es positivo y hacia abajo es negativo. El peso de la caja, al actuar hacia abajo, tiene por tanto un signo negativo. No hay fuerzas horizontales actuando en este ejemplo. Por tanto, la fuerza de reacción R
y
es:
ΣF
y
= 0
−100 N + R
y
= 0 R
y
= 100 N
R
y
es la fuerza de reacción igual al peso de la caja. Dado
que el peso de la caja actúa en forma negativa, la fuerza de reacción debe actuar en forma positiva o en dirección opuesta al peso de la caja.
Considere un sistema con múltiples fuerzas actuando sobre
él. En la figura 10-23, se presenta una competencia de tirar de la cuerda como un sistema de fuerza lineal. En este ejemplo, los dos competidores a la derecha equilibran a los tres com-
petidores del lado izquierdo. Los competidores a la izquierda ejer
cen fuerzas de 50, 150 y 300 N, respectivamente. Se
puede considerar que estas fuerzas actúan en una dirección horizontal negativa. Asumiendo una situación estática, se puede calcular la fuerza de reacción (R
y
) requerida para pro-
ducir equilibrio. Por tanto:
Σ
F
x
= 0
−50 N − 150 N − 300 N + R
x
= 0
R
x
= 50 N + 150 N + 300 N
R
x
= 500 N
100 N
100 N
superficie
FIGURA 10-22 Diagrama de cuerpo libre de una caja sobre una
mesa. La caja está en equilibrio debido a que no hay fuerzas horizon-
tales, y la suma de las fuerza verticales es cero.
FIGURA 10-23 Competencia de tiro de cuerda. El
sistema está en equilibrio debido a que la suma de las fuerzas en la dirección horizontal es cero. No puede haber movimiento ni a la izquierda ni a la derecha.

378. 366 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
FF F
F
F
236.6 150
280N
xy3 3
2
3
2
3
22
3
=+
=+
=
La orientación de la fuerza F
3
puede determinarse utili-
zando funciones trigonométricas:

u
F3
= arctan(F
y
/F
x
)
= arctan (150/236.6)
= arctan(0.6340)
= 32.37°
Las fuerzas F
1
y F
2
y el peso del cuerpo rígido son contra-
rrestados por la fuerza F
3
, manteniendo por tanto al sistema
en equilibrio.
Una segunda condición que determina si un sistema está
en equilibrio ocurre cuando las fuerzas en el sistema no son
concurrentes. Las fuerzas concurrentes no coinciden en el
mismo punto, de modo que pueden causar rotación en torno
a algún eje. Sin embargo, la suma de estas rotaciones es cero.
Dado que este es un caso estático, no ocurre rotación. Esto se
discutirá más a detalle en el capítulo 11.
Se han desarrollado modelos estáticos para evaluar tareas
como el manejo y levantamiento de un material. Se debe
crear un diagrama de cuerpo libre de las fuerzas de reacción
articular y las fuerzas que actúan sobre el centro de masa del
segmento. La figura 10-25 es un modelo de levantamiento
estático (18) que muestra las fuerzas lineales que actúan sobre
el cuerpo en las articulaciones del hombro, codo, muñeca,
cadera, rodilla y tobillo, y el contacto con el suelo. Este
modelo no está completo hasta que se incluyan también los
componentes angulares (véase capítulo 11).
Análisis dinámico
Se puede utilizar un análisis estático para evaluar las fuerzas
sobre el cuerpo humano cuando la aceleración es insignifi-
cante (4). Sin embargo, cuando las aceleraciones son signi
­
ficativas, se debe llevar a cabo un análisis dinámico. Por
tanto, se debe utilizar un análisis dinámico cuando las acelera-
ciones no son cero. Las ecuaciones para un análisis dinámico se
derivan de la segunda ley de movimiento de Newton, y
fueron expandidas por el famoso matemático suizo Leonhard Euler (1707 a 1783). Las ecuaciones de movimiento para un caso bidimensional se basan en:
ΣF = ma
La aceleración lineal puede separarse en componentes
horizontal (x ) y vertical (y ). Al igual que en el análisis estático
bidimensional, en el análisis de cinética lineal dinámico bidi-
mensional se utilizan ecuaciones independientes:
Σ
F
x
= ma
x
ΣF
y
= ma
y
donde x y y representan las direcciones horizontal y vertical
en el sistema de coordenadas, respectivamente, a es la ace-
leración del centro de masa, y m es la masa. Las fuerzas que

actúan sobre un cuerpo pueden ser cualquiera de las fuerzas previamente discutidas, como la muscular, gravitacional, de
y si F
2
= 212.13 N, los componentes de F
2
son:
F
2x
= F
2
cos 45°
= 212.13 N × cos 225° (en relación con la horizontal
derecha)
= −150 N
F
2y
= F
2
sen 45°
= 212.13 N × sen 225° (en relación con la horizontal
derecha)
= −150 N
El peso del cuerpo rígido, 50 N, también actúa en la direc-
ción vertical negativa. Por tanto:
Σ
F
y
= 0
F
3y
+ F
1y
+ F
2y
+ W = 0
F
3y
+ 50 N − 150 N − 50 N = 0
F
3y
= −50 N + 150 N + 50 N
F
3y
= 150 N
F
3y
debe tener una magnitud de 150 N para mantener al
sistema en equilibrio en la dirección vertical. En la dirección
horizontal:
ΣF
x
= 0
F
3x
+ F
1x
+ F
2x
= 0
F
3x
− 86.6 N − 150 N = 0
F
3x
= 86.6 N + 150 N
F
3x
= 236.6 N
Para equilibrar las dos fuerzas no paralelas en la dirección
horizontal, se requiere una fuerza de 236.6 N. La fuerza resul-
tante, F
3
, puede determinarse utilizando la relación pitagórica:
FIGURA 10-24 (A) Sistema de fuerza en el que la suma de las
fuerzas es cero. (B) El diagrama de cuerpo libre del sistema de fuerza
muestra los componentes horizontal y vertical de todas las fuerzas.

379. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 367
mentos por lo general se lleva a cabo iniciando con el segmen­-
to más distal, continuando en forma proximal al siguiente seg-
mento, y así sucesivamente. Se deben realizar varias asunciones
al utilizar este abor
daje. El cuerpo se considera como un sis-
tema rígido conectado con articulaciones de perno sin fricción.
Cada eslabón, o segmento, tiene una masa fija y un centr
o de
masa en un punto fijo. Por último, el momento de inercia en
torno a cualquier eje de cada segmento permanece constante.
El momento de inercia se discute en el capítulo 11.
Como se comentó anteriormente, el caso dinámico es más
complicado que el caso estático. Como resultado, sólo se pre-
sentará un ejemplo limitado a un solo segmento. En la figura
10-26 se muestra un diagrama de cuerpo libr
e del pie de un
individuo durante la fase de balanceo del ciclo de la marcha
con las fuerzas lineales que actúan sobre el segmento.
Durante la fase de balanceo de la marcha, no hay otras fuer-
zas externas, además de la gravedad, que actúen sobre el pie.
Puede obser
varse que las únicas fuerzas lineales que actúan
sobre el pie son los componentes horizontal y vertical de la
fuerza de reacción articular y el peso del pie actuando a través
del centro de masa. Los componentes de la fuerza de reacción
articular pueden ser calculados con las ecuaciones de cinética
lineal bidimensional para definir el análisis dinámico. Primero,
se puede definir la fuerza de reacción articular horizontal:
ΣF
x
= ma
x
Dado que no hay fuerzas horizontales además de la fuerza
de reacción articular, esta ecuación se convierte en:
R
x
= ma
x
Si la masa del pie es 1.16 kg y la aceleración horizontal del
centro de masa del pie es –1.35 m/s
2
, la fuerza de reacción
articular es:
R
x
= 1.16 kg × −1.35 m/s
2
R
x
= −1.57 N
contacto o de inercia. Las fuerzas gravitacionales son los pesos de cada uno de los segmentos. Las fuerzas de contacto pueden ser reacciones —fuerzas con otro segmento, el suelo o un objeto externo— y las fuerzas de inercia son ma
x
y ma
y
.
Utilizando las ecuaciones de movimiento dinámico, se pueden calcular las fuerzas que actúan sobre un segmento.
Al pasar de un análisis estático a uno dinámico, el problema
se vuelve más complicado. En el caso estático, no había acele-
raciones presentes. En el caso dinámico, se deben considerar las aceleraciones lineales y las pr
opiedades de inercia de los
segmentos corporales que resisten estas aceleraciones. De manera adicional, el incremento en el trabajo que se requiere para recopilar los datos necesarios para llevar a cabo un análisis dinámico es considerable. Dado que las fuerzas que causan el movimiento se determinan evaluando el propio movimiento resultante, se utilizará una técnica denominada dinámica
inversa. A este método muchas veces se le llama abordaje dinámico inverso de Newton-Euler. Este abordaje calcula las fuerzas con base en las aceleraciones del objeto en lugar de medir las fuerzas directamente.
Al utilizar el abordaje dinámico inverso, se debe determinar
el sistema bajo consideración. El sistema usualmente se define como una serie de segmentos. El análisis de una serie de seg-
centro de masa
R
y
R
x
a
y
a
x
mg
X
Y
FIGURA 10-26 Diagrama de cuerpo libre del segmento del pie
durante la fase de balanceo de la zancada al caminar mostrando las
fuerzas y aceleraciones lineales.
FIGURA 10-25 Diagrama de cuerpo libre de una vista sagital de un
modelo de levantamiento estático mostrando las fuerzas lineales en las articulaciones y los segmentos. (Adaptada de Chaffin, D. B., Andersson, G. B. J. [1991]. Occupational Biomechanics, 2a. ed. Nueva York: Wiley.)

380. 368 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Efecto de la fuerza aplicada durante un periodo
Para que ocurra movimiento, se deben aplicar fuerzas durante
cierto tiempo. Manipular la ecuación que describe la segunda
ley del movimiento de Newton permite la generación de una
importante relación física en el movimiento humano que des-
cribe el concepto de fuerzas que actúan durante un determi-
nado tiempo. Esta relación vincula el momento de un objeto
con la fuerza y el tiempo durante el cual actúa la fuerza. La

relación se deriva de la segunda ley de Newton:
F = m × a
Dado que a = dv/dt, esta ecuación puede reescribirse de
la siguiente forma:
Fm
v
t
d
d
=×
y posteriormente:
F
mv
t
d
d
=
×





Si cada lado se multiplica por dt para quitar la fracción del
lado derecho de la ecuación, la ecuación resultante es:
F × dt = d(m × v)
o
F × dt = mv
final
− mv
inicial
La cantidad mv (masa x velocidad) se refiere al momento
del objeto. El lado derecho de esta ecuación por tanto se refiere al cambio en el momento. El lado izquierdo de esta ecuación, el producto de F x dt, es una cantidad cono
­
cida como impulso, y tiene unidades de newton-segundos
(N ∙ s). El impulso es la medida que se requiere para cambiar el momento de un objeto. La ecuación derivada describe la relación impulso-momento.
La figura 10-27 ilustra el componente vertical de la FRS
de la caída del pie de un corredor. Esta figura representa una fuerza aplicada durante un tiempo a medida que el pie está en contacto con la superficie, generando una fuerza hacia abajo y recibiendo una fuerza de reacción igual y opuesta. El impulso se puede expresar gráficamente como el área bajo una curva de fuerza-tiempo.
Considere a un individuo con una masa de 65 kg saltando
desde una posición acuclillada. La velocidad de la persona al inicio del salto es cero. El análisis de video revela que la veloci-
dad del centro de masa al momento del despegue fue 3.4 m/s. Se puede entonces calcular el impulso de la siguiente for
ma:
F × dt = mv
final
− mv
inicial
F × dt = (65 kg × 3.4 m/s) − (65 kg × 0 m/s)
F × dt = 221 kg-m/s
Si asumimos que la fuerza de aplicación tuvo lugar durante
0.02 segundos, el promedio de fuerza aplicada sería:
F
F
F
0.02segundos 221kg-m/s
221kg-m/s
0.2segundos
1105N
×=
=
=
La naturaleza de la fuerza aplicada y el tiempo durante
el cual se aplicó determinan la forma en la que cambia el momento del objeto. Para cambiar el momento de un objeto, se puede aplicar una fuerza de gran magnitud durante un periodo corto, o se puede aplicar una fuerza de menor magni-
tud durante un lapso más prolongado. Por supuesto, la táctica utilizada depende de la situación. Por ejemplo, al ater
rizar
después de un salto, el individuo debe cambiar el momento de
un valor inicial a cero. El valor inicial del momento en el impacto está en función de la masa corporal por la velocidad

creada por la fuerza de gravedad que hace que el saltador ace-
A continuación, se puede definir el componente vertical de
la fuerza de r
eacción articular a partir de:
ΣF
y
= ma
y
Sin embargo, hay una fuerza vertical además de la fuerza
vertical de reacción articular. Esta fuerza es el peso del propio pie, de modo que las fuerzas verticales se describen como:
R
y
− mg = ma
y
y resolviendo R
y
, la ecuación se convierte en:
R
y
= ma
y
− mg
Si la aceleración vertical del centro de masa del pie es
7.65 m/s
2
, entonces:
R
y
= (1.16 kg × 7.65 m/s
2
) + (1.16 kg × 9.81 m/s
2
)
R
y
= 20.3 N
Fuerza (N)
1 500
1 000
500
0
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
PC
Tiempo (s)
FIGURA 10-27
 Fuerza de reacción del suelo vertical de un sujeto
corriendo a 5 m/s. El impulso vertical es el área sombreada bajo la
curva de fuerza-tiempo.
Consulte los datos sobre la marcha en el Apéndice C.
Identifique la fuerza vertical pico máxima. Utilizando la
masa corporal del participante (50 kg), calcule la ace-
leración vertical en ese punto. Repita para las fuerzas
máximas anteroposterior y mediolateral.

381. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 369
encima de su posición inicial durante el salto vertical (44).
La figura 10-29A muestra el perfil vertical de la FRS de un
individuo que comienza en reposo sobre la plataforma y salta.
Esto se denomina salto de contramovimiento ya que el sujeto
flexiona las rodillas y luego balancea los brazos hacia arriba
al tiempo que extiende las rodillas durante el salto. La figura
10-29B ilustra un salto desde la posición en cuclillas, donde el
individuo inicia con las rodillas flexionadas y simplemente las
extiende con fuerza para saltar.
En ambos casos representados en la figura 10-29, se puede
utilizar la relación impulso-momento para calcular la altura
pico del centro de masa por encima de la altura inicial durante
el salto. Considere la curva vertical de FRS de un contrasalto
en la figura 10-30. La fuerza vertical constante en la porción
inicial de la curva es el PC del individuo. Si la línea de PC
se extiende al instante del despegue, el área por debajo de la
curva describe el impulso del PC (PC
imp
). Puede calcularse
como una integral (p. ej., determinando el área bajo la curva):
IMP
pc
L
tf
ti
PC dt
lere hacia el suelo a una tasa de 9.81 m/s
2
. En el momento
del impacto con el suelo, se genera un impulso para cambiar el momento y reducirlo a cero al tiempo que el individuo se detiene. Si la persona aterriza con poca flexión en las rodillas, la fuerza de impacto ocurre durante un periodo muy corto. Sin embargo, si el individuo aterriza y flexiona las articulaciones de la extremidad inferior, la fuerza de impacto es menor y ocurre durante un lapso más largo. En ambos casos, el individuo está aterrizando con la misma velocidad y por consecuencia el mismo momento, y los impulsos resultantes también serán los mismos, aun cuando hay diferentes componentes de fuerza (fuerza grande en comparación a pequeña) y tiempo (corto comparado con extendido).
En la figura 10-28 se presenta un ejemplo de aterrizajes
suave y duro. Este ejemplo, tomado de un estudio realizado por DeVita y Skelly (23), muestra grandes fuerzas pico en el aterrizaje duro en comparación con una fuerza más pequeña en el aterrizaje suave. Dado que ambos parecen tener lugar en aproximadamente la misma cantidad de tiempo, hay un mayor impulso en los aterrizajes duros.
Utilizando los datos en el Apéndice C, grafique las
curvas de reacción del suelo vertical, anteroposterior, y
mediolateral para la fase de apoyo de la marcha y som-
bree el impulso para cada curva.
Una aplicación interesante en investigación para el uso
de la relación impulso-momento ha sido el salto vertical.
Esta área de investigación ha utilizado la plataforma de fuerza
para deter
minar la FRS durante el salto vertical. Recuerde
que la FRS refleja la fuerza actuando sobre el centro de masa
del individuo. Por tanto, los investigadores han utilizado
la relación impulso-momento con los datos recopilados
por la plataforma de fuerza para determinar los parámetros
necesarios para investigar la altura del centr
o de masa por
A
Fuerza (N) Fuerza (N)
1 500
1 000
500
0
1 500
1 000
500
0
0 0.5 1.0 1.5 2.0
0 0.5 1.0 1.5 2.0
PC
PC
De pie Preparación del salto
En el air
e
De pie Preparación del salto
Tiempo (s)
Tiempo (s)
En el aire
B
FIGURA 10-29
 La fuerza de reacción del suelo vertical de dos
tipos de salto vertical: el salto de contramovimiento (A) y el salto
desde posición en cuclillas (B).
Fuerza (N/kg de masa corporal)
30
20
10
0
05 01 00 15 02 00
Tiempo (ms)
Duro
Suave
FIGURA 10-28 Fuerza de reacción del suelo vertical para aterriza-
jes duros y suaves. Los aterrizajes duros tienen un impulso lineal 23%
mayor que el aterrizaje suave. (Adaptada de DeVita, P., Skelly, W. A.
[1992]. Effect of landing stiffness on joint kinetics and energetics in the
lower extremity. Medicine & Science in Sports & Exercise, 24:108-115.)

382. 370 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Considere el perfil de fuerza-tiempo de un salto de contra-
movimiento de la figura 10-30. El impulso del PC, el rectán-
gulo formado por el PC y el tiempo de aplicación de fuerza,
se calculó en:
IMP
PC
L
t
1.5
t
0
PC dt
IMP
PC
= 6020.80 N ∙ s
El impulso total, esto es, la aplicación total de fuerza desde
el tiempo 0 hasta el tiempo = 1.5 segundos, incluyendo el
PC, es:
IMP
total
L
t
f
t
i
F
x
dt
IMP
total
= 772.81 N ∙ s
Por tanto, el impulso del salto es:
IMP
salto
= IMP
total
− IMP
PC

IMP
salto
= 772.81 N ∙ s − 620.80 N ∙ s IMP
salto
= 152.01 N ∙ s
Sustituyendo este valor en la relación impulso-momento,
es posible resolver la velocidad del centro de masa al mo
­-
mento del despegue. Por tanto, siendo la masa corporal del sujeto de 56.2 kg, la velocidad al despegue es:
mv v
v
v
v
IMP
152.01Ns56.2kg0
152.01Ns
56.2kg
2.70m/s
saltof i
f
f
f
)
)((
=−
=−
= =
)
)
La altura del centro de masa durante el salto puede calcu-
larse de la siguiente forma:
v
g
Altura
2
Altura
2.70m/s
29.81m/s
Altura0.373m
cm
cm
2
cm
2
2
cm
)(
=
=
×
=
Por tanto, en este salto en particular, el centro de masa se
elevó 37.3 cm por encima de su altura inicial.
Esta técnica de cálculo fue utilizada por Dowling y Vamos
(25) para identificar los factores cinéticos y temporales rela-
cionados al desempeño en el salto vertical. Encontraron una
gran variación en los patr
ones de aplicación de fuerza entre
los sujetos que hizo difícil identificar las características de un
buen desempeño. De forma interesante, reportaron que una
fuerza máxima era necesaria, mas no suficiente, para un buen
desempeño. Concluyeron que el patrón de aplicación de la
fuerza era el factor más importante en el desempeño en el
salto vertical.
donde t
i
a t
f
representa el intervalo de donde el sujeto está
sin moverse sobre la plataforma de fuerza hasta el instante
del despegue. El área total bajo la curva de fuerza-tiempo
hasta que el sujeto abandona la plataforma de fuerza puede
designarse como el IMP
total
y puede calcularse con la integral:
IMP
totalx
L
t
salto
ti
F dt
donde t
i
a t
salto
representa el tiempo en que el sujeto está
sobre la plataforma antes del salto. El impulso que propulsó
al sujeto puede determinarse de la siguiente forma:
IMP
salto
= IMP
total
− IMP
PC
Entonces puede formularse la relación impulso-momento
utilizando el impulso que generó el sujeto para realizar el salto. Por tanto:
IMP
salto
= m(v
f
−v
i
)
donde v
i
es la velocidad inicial del centro de masa y v
f
es la
velocidad de despegue del centro de masa. Dado que v
i
= 0:
IMP
salto
= m(v
f
−0)
Al sustituir el impulso del salto (IMP
salto
) y la masa corpo
­-
ral del sujeto (m )
en esta ecuación, se puede calcular la veloci
­
dad del centro de masa al momento del despegue para el
salto vertical. La altura del centro de masa durante el salto
se calcula con base en a las ecuaciones para proyectiles discu-
tidas en el capítulo 8. Por tanto:
v
g
altura
2
cm
cm
2=
Este cálculo ha demostrado estar en acuerdo con los valo-
res calculados con datos de película de alta velocidad. Komi y
Bosco (44) reportaron un error de 2% con el cálculo en la
plataforma de fuerza.
Impulso del
peso corporal
Fuerza (N)
1 500
1 000
500
0
0.0 0.5 1.0 1.5
Impulso
del salto
Peso corporal
Tiempo (s)
2.0
FIGURA 10-30 Fuerza de reacción del suelo vertical de un salto
de contramovimiento ilustrando el impulso del peso corporal y el
impulso del salto.

383. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 371
ángulo de 0° respecto al desplazamiento. Dado que el cos
0° = 1, el trabajo r
ealizado es simplemente el producto de
la fuerza y la distancia que se desplaza el bloque. Por tanto,
si la fuerza aplicada es de 50 N y el bloque se desplaza 0.1 m,
el trabajo mecánico r
ealizado es:
W = 50 N × cos 0° × 0.1 m
= 50 N × 1 × 0.1 m
= 5 N-m
Si se aplica la misma fuerza a un ángulo de 30° a lo largo
de la misma distancia, d (Fig. 10-31B), el trabajo realizado es:
W = 50 N × cos 30° × 0.1 m
W = 50 N × 0.866 × 0.1 m
= 4.33 N-m
Por tanto, se realiza más trabajo si la fuerza es aplicada en
forma paralela a la dirección de movimiento que si la fuerza se aplica sobre un ángulo.
Como esta discusión da a entender, sólo se realiza trabajo
cuando el objeto se está moviendo y su movimiento está influenciado por la fuerza aplicada. Si la fuerza que actúa sobre un objeto no hace que éste se mueva, no se está reali-
zando trabajo mecánico dado que la distancia de movimiento es cer
o. Por ejemplo, durante una contracción isométrica, no
se realiza trabajo mecánico ya que no hay movimiento. Un levantador de pesas sosteniendo una barra de 892 N (200 lb) por encima de la cabeza no está realizando trabajo mecánico. Sin embargo, al levantar la barra sí se realiza trabajo mecá-
nico. Si la barra se levanta 1.85 m, el trabajo realizado es:
W = 892 N × 1.85 m
= 1650.2 J
Este valor asume que la barra se levantó en forma comple-
tamente vertical.
Poder
Al evaluar la cantidad de trabajo realizado por una fuerza, no se considera el tiempo durante el cual se aplica la fuerza. Por ejemplo, cuando se calculó el trabajo realizado por el levan-
tador de pesas para levantar la barra por encima de su cabeza, no
se tomó en consideración el tiempo que le tomó levantar
la barra. Sin importar qué tanto tiempo le llevó levantarla, la cantidad de trabajo realizado fue 1 650.2 J. El concepto de poder toma en consideración el trabajo realizado por unidad
de tiempo. El poder se define como la tasa a la cual una fuerza realiza trabajo:
P
w
t
d
d
=
donde W es el trabajo realizado y dt es el periodo durante el
cual se realizó el trabajo. La unidad del poder es el watt (W). El cambio en el trabajo se expresa en joules, y el cambio en el tiempo en segundos. Por tanto:
1 W = 1 J/s
Si se grafica el poder en función del tiempo, el área bajo la
curva equivale al trabajo realizado.
Efecto de una fuerza aplicada sobre una distancia
El término trabajo se utiliza para describir varias cosas. Gene
­-
ralmente, consideramos que el trabajo es cualquier cosa que
demanda un esfuerzo mental o físico. Sin embar
go, en mecá-
nica el trabajo tiene un significado más específico. El trabajo
mecánico
es igual al producto de la magnitud de una fuerza
aplicada contra un objeto y la distancia que se mueve ese
objeto en dirección de la fuerza mientras ésta es aplicada so
­-
bre dicho objeto. Por ejemplo, en un objeto que se mueve sobr
e el suelo, un individuo empuja el objeto con una fuerza
paralela al suelo. Si la fuerza necesaria para mover el objeto es 100 N y el objeto es movido 1 m, el trabajo realizado es
100 N-m. Sin embargo, el caso mencionado es muy especí-
fico. Por lo general, el trabajo es:
W
= F × cos
u × s
donde F es la fuerza aplicada, s es el desplazamiento, y
θ es el
ángulo entre el vector de fuerza y la línea de desplazamiento.
La unidad de trabajo mecánico se deriva del producto de la
fuerza en newton y el desplazamiento, en metros. Las uni-
dades más comúnmente utilizadas son el Newton-metro y el
joule (J). Éstas son unidades equivalentes:
1 N-m
= 1 J
En la figura 10-31A, la fuerza es aplicada sobre un bloque
en forma paralela a la línea de desplazamiento, esto es, a un
Consulte los datos sobre la marcha en el Apéndice C.
Calcule el impulso vertical, anteroposterior, y mediola-
teral desde el contacto (cuadro 0) hasta el primer pico
vertical (cuadro 18). Utilizando los valores de impulso,
calcule las velocidades generadas hasta ese punto.
A
B
Dirección de movimiento
Fuerza
de empuje
Fuerza
de empuje
Superficie
de la mesa
Superficie
de la mesa
Bloque
Bloque
FIGURA 10-31 Trabajo mecánico realizado sobre un bloque. (A) Se
aplica una fuerza paralela a la superficie (
u = 0°; por tanto, cos u = 1).
(B) La fuerza se aplica a un ángulo respecto a la dirección de movi-
miento (
u = 30°; por tanto, cos u = 0.866).

384. 372 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
donde m es la masa del objeto y v es la velocidad. Dado que esta
expresión incluye el cuadrado de la velocidad, cualquier cambio
en la velocidad incrementa enormemente la cantidad de ener­‑
gía en el objeto. Si la velocidad es cero, el objeto no tiene EC. Un valor apr
oximado de EC de un corredor de 625 N sería
3
600 J; un nadador con un PC similar tendría un valor de 125 J.
Un cuerpo en
movimiento tiene algo de energía dado que se
debe ejercer una fuerza para detenerlo. Para hacer que un objeto se mueva, se debe aplicar una fuerza a lo largo de una distancia. Por tanto, la EC es la capacidad de un objeto en movimiento de realizar trabajo como resultado de su movimiento. La gene-
ración de un nivel suficiente de EC es especialmente importante al pr
oyectar a un objeto o cuerpo, como en el salto de longitud,
el lanzamiento y el bateo. Por ejemplo, se desarrolla EC en la pelota de beisbol durante la fase de colisión con el bat, y pro-
yecta la pelota a velocidades de más de 100 mph. Se ha demos-
trado que la EC antes de la colisión está en un rango de 320 y
115 J para el bat y la pelota, r
espectivamente (30). Después del
contacto, se ha reportado que la EC del bat se reduce a 156 J,
y la EC de la pelota aumenta a 157 J (28). Con velocidades del
bat en el rango de 55 a 80 mph, y velocidades de la pelota de 85
a 100 mph, hay un intercambio considerable de EC.
La energía potencial (EP) es la capacidad para realizar
trabajo debido a la posición o forma. Un objeto puede con-
tener energía almacenada, por ejemplo, simplemente debido
a su altura o deformación. En el primer caso, si se levanta una
mancuer
na de 30 kg por encima de la cabeza hasta una altura
de 2.2 m, se realizan 647.5 J de trabajo para levantar la man-
cuerna. Esto es:
W = F × s
= (30 kg × 9.81 m/s
2
) × 2.2 m
= 647.5 J
Mientras la mancuerna se mantiene por encima de la
cabeza, tiene una EP de 647.5 J. El trabajo realizado para levantarla también es la EP. La EP se incrementa gradual-
mente a medida que la barra se levanta. Si la barra se baja, la EP disminuye. La EP se define de for
ma algebraica como:
EP = mgh
donde m es la masa del objeto, g es la aceleración debida a
la gravedad, y h es la altura. Por tanto, entre más trabajo se
realiza para vencer la gravedad, mayor es la EP.
Un objeto que es deformado también puede almacenar EP.
Este tipo de EP tiene que ver con las fuerzas elásticas. Cuando un objeto es deformado, la resistencia a la deformación se incrementa a medida que el objeto se estira. Por tanto, la fuerza que deforma el objeto se almacena y puede liberarse como energía elástica. Este tipo de energía, la energía de
deformación (ED), se define como:
kxED
1
2
2
=×
donde k es una constante de proporcionalidad, y Δ x es la
distancia que se deformó el objeto. La constante de propor-
cionalidad, k, depende del material defor
mado. A menudo se
le conoce como la constante de rigidez, ya que representa la capacidad del objeto de almacenar energía.
Ya se ha discutido la forma en la que ciertos tejidos, como
los músculos y los tendones, y ciertos dispositivos, como los
Si el levantador de pesas en el ejemplo previo levantó la
barra en 0.5 segundos, el poder desarrollado es:
P = 1 650.2 J/0.5 segundos
= 3 300.4 J/s
= 3 300.4 W
Al disminuir el tiempo durante el cual se levanta la bar
ra
a 0.35 segundos, el poder desarrollado por el levantador
de pesas aumenta a 4 714.86 W. Aunque el trabajo realizado per
manece constante, se debe desarrollar mayor poder para
realizar la misma cantidad de trabajo de forma más rápida.
Otra definición de poder puede desarrollarse rearreglan
­‑
do la fórmula. Si el producto de la fuerza (F ) y la distancia a

lo largo de la cual se aplicó dicha fuerza (s ) se sustituye por el
trabajo mecánico realizado, la ecuación se convierte en:
P
Fs
t
d
d)(
=
×
y rearreglando esta ecuación:
PF
s
t
d
d
=×
Dado que en un capítulo anterior se definió ds /dt como la
velocidad en la dirección s , se puede ver que:
P = F × v
donde F es la fuerza aplicada y v es la velocidad de la aplicación
de fuerza.
El poder a menudo es confundido con la fuerza, el trabajo,
o la energía. Sin embargo, el poder es una combinación de la fuerza y la velocidad. En muchas tareas deportivas, el poder, o la capacidad de utilizar una combinación de fuerza y veloci-
dad, es de vital importancia. Una de estas actividades, el levan-
tamiento de pesas, ya ha sido discutida, pero existen muchas otras,
como el lanzamiento de bala, el bateo en el beisbol,
y el boxeo. El salto también requiere poder. Para generar una velocidad de despegue de 2.61 m/s en un salto vertical, Harman y cols. (40) reportaron una generación pico de poder de 3
896 W. Al comparar técnicas de salto, los investigadores
también han observado diferencias en el poder pico de salida entre los saltos de contramovimiento (hombres = 4
708 W;
mujeres = 3 069 W) y los saltos desde una posición en cuclillas
(hombres = 4 620 W; mujeres = 2 993 W) (68).
Energía
Al igual que con el trabajo, el término mecánico energía con
frecuencia se utiliza de forma incorrecta. A grandes rasgos, la energía es la capacidad de realizar trabajo. Los múltiples tipos de energía incluyen la luz, calor, nuclear, eléctrica y mecánica; la biomecánica estudia principalmente la energía mecánica. La unidad de energía mecánica en el sistema métrico es el joule. Las dos formas de energía mecánica que se discutirán aquí son la energía cinética y la energía potencial.
La energía cinética (EC) se refiere a la energía que resulta
del movimiento. Un objeto posee EC cuando está en movi-
miento, esto es, cuando tiene alguna velocidad. La EC lineal se expr
esa en forma algebraica como:
mvEC
1
2
2
=

385. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 373
cinética, potencial, química, el calor y la luz. Por ejemplo, si una
persona saltando sobre una cama elástica pesa 780  N y tiene
un pico de altura de 2 m por encima de la cama elástica, la EP
basada en la altura por encima de la cama elástica es:
EP = 780 N × 2 m
EP = 1 560 J
Asumiento que no ocur
re movimiento horizontal, al
momento del impacto la EC es 1
560 J, en tanto que la EP
es cero. La EC tiene este valor inicial, y a medida que la cama elástica se deforma, la ED potencial se incrementa mientras que la EC disminuye hasta cero. El trabajo realizado sobre la cama elástica es:
W = ΔEC
W = 1 560 J − 0 J
W = 1 560 J
Este valor
, 1
560 J, también es el de la ED potencial de la
cama elástica. A medida que la cama regresa a su forma ori-
ginal, la ED potencial cambia de este valor a cero, y constitu­‑
ye el trabajo realizado por la cama elástica sobre la persona que salta sobr
e ella.
Para calificar el trabajo realizado, se debe evaluar el nivel
de energía de un sistema en diferentes instantes en el tiempo. Este cambio en la energía representa el trabajo realizado sobre el sistema. Por ejemplo, un sistema tiene un nivel de energía de 26.3 J en la posición 2 y 13.1 J en la posición 1. El trabajo realizado es:
W = ΔE
W = 26.3 J − 13.1 J
W = 13.2 J
Debido a que este trabajo tiene un valor positivo, se con-
sidera trabajo positivo. Por otro lado, si el nivel de energía es 22.4 J en la posición 1 y 14.5 J en la posición 2, entonces:
W = ΔE
W = 14.5 J − 22.4 J
W = −7.9 J
trampolines para clavados, pueden almacenar esta ED y libe-
rarla para ayudar al movimiento humano. En los deportes, varias
piezas de equipo cumplen este propósito. Ejemplos son
los trampolines en los clavados, los arcos en la arquería, y las garrochas en el salto con garrocha. Quizá el uso más sofisticado del almacenamiento de energía elástica es el diseño de la pista de carreras ajustada en la Universidad de Harvard. McMahon y Greene (52) analizaron la mecánica de la carrera y las interac-
ciones de energía entre el corredor y la pista para desarrollar un diseño óptimo de la super
ficie de la pista. En la primera tem-
porada sobre esta nueva pista, se observó una ventaja promedio en cuanto a la velocidad de casi 3%. Más aún, se deter
minó
que había una probabilidad de 93% de que cualquier indivi
­‑
duo corriera más rápido sobre esta nueva pista (51).
Hay muchas instancias en el movimiento humano que
pueden comprenderse en términos de intercambios entre EC y EP. La relación matemática entre las diferentes formas de energía fue formulada por el científico alemán Von Helmholtz (1821 a 1894). En 1847, definió lo que ha llegado a cono-
cerse como la ley de la conservación de la energía. El principal punto de esta ley es que la ener
gía no puede crearse
o destruirse. Ninguna máquina, incluyendo la máquina humana, puede generar más energía de la que absorbe. Por tanto, la energía total de un sistema cerrado es constante dado que la energía no entra o abandona un sistema cerrado. Un sistema cerrado es aquel que está físicamente aislado de sus alrededores. Este punto puede formularse matemáticamente de la siguiente forma:
ET = EC + EP
donde ET es una constante que representa la energía total del sistema. En el movimiento humano, esto sólo sucede cuando el objeto es un proyectil, donde la única fuerza externa que actúa sobre él es la gravedad, ya que la resistencia del fluido no se toma en cuenta.
Considere el ejemplo de un proyectil que viaja hacia arriba
en el aire. En el punto de liberación, el proyectil tiene una EP de cero, y una gran cantidad de EC. A medida que el proyectil asciende, la EP se incrementa y la EC disminuye debido a que la gravedad está desacelerando el vuelo del proyectil hacia arriba. En el pico de la trayectoria, la velocidad del proyectil es cero y la EC es cero, pero la EP está en su máximo. La energía total del sistema no cambia debido a que los incrementos en la EP resultan en disminuciones equivalentes en la EC. En el vuelo hacia abajo, ocurre el cambio opuesto en las formas de energía. Estos cambios en la energía se ilustran en la figura 10-32.
Cuando un objeto se mueve, se dice que se ha realizado
trabajo mecánico sobre el objeto. Por tanto, si no ocurre movimiento, no se realiza trabajo mecánico. Dado que la energía es la capacidad para realizar trabajo, se infiere que debe haber alguna relación entre el trabajo y la energía. Esta útil relación se conoce como teorema de trabajo-energía. Este teorema establece que el trabajo realizado es igual al cambio en la energía:
W = ΔE
donde W es el trabajo realizado y ΔE es el cambio en la energía.
Esto es, para que se realice trabajo mecánico, se requiere un cambio en el nivel de energía. El cambio en la energía se refiere a todos los tipos de energía en el sistema, incluyendo la energía
EP = máxima
EC = 0
EP aumentando
EC disminuyendo
EP = 0
EC = máxima
EP = máxima
EC = 0
EP disminuyendo
EC aumentando
EP = 0
EC = máxima
Vuelo
hacia arriba
Vuelo
hacia abajo
FIGURA 10-32
 Cambios en la energía potencial (EP) y la energía
cinética (EC) a medida que una pelota es proyectada en línea recta
hacia arriba y cae de nuevo al suelo.

386. 374 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
movimiento. Usualmente, en los estudios de locomoción este
periodo es el tiempo de una zancada. El análisis del trabajo
mecánico realizado es extremadamente valioso como un pará-
metro global del comportamiento del cuerpo sin conocimiento
detallado
acerca del movimiento. Se pueden utilizar varios
algoritmos para calcular el trabajo interno (15, 60, 64, 85, 87,
90). Estos modelos han incorporado factores para cuantificar
parámetros como el trabajo positivo y negativo, el efecto de la
energía elástica del músculo, y la cantidad de trabajo negativo
atribuible a las fuentes musculares. La principal diferencia entre
estos algoritmos es la forma en la que se transfiere la energía
dentro de un segmento y entre los segmentos. La transferencia
de energía dentro de un segmento se refiere a los cambios de
una forma de energía a otra, como en el cambio de energía
potencial a cinética. La transfer
encia de energía entre los
segmentos se refiere al intercambio de energía total de un seg-
mento a otro. Actualmente no existe un consenso en relación
con qué modelo es más apr
opiado; de hecho, se ha debatido
que ninguno de estos métodos es correcto (13). Los valores
del trabajo mecánico para una zancada al correr pueden estar
en un rango de 532 a 1
775 W (86), aunque estos valores de­-
ben ser interpretados con precaución.
Si se considera que toda la energía es transferida entre los
segmentos, se puede ilustrar el punto en la zancada en el que ocurre la transferencia. La figura 10-33 ilustra gráficamente la magnitud de la transferencia de energía entre los segmentos durante una zancada al correr. La magnitud de la transferencia de energía disminuye durante el apoyo y se incrementa desde la parte media de la fase de apoyo hasta alcanzar un máximo después del despegue de los dedos (86).
Cuando se calcula el trabajo durante el tiempo, como en
una zancada locomotora, el resultado a menudo se presenta como poder con unidades de watts. Estos valores de poder generalmente se han escalado a la masa corporal, resultando en unidades de watts por kilogramo de masa corporal. Hintermeister y Hamill (42) investigaron la relación entre el poder mecánico y el gasto de energía. Reportaron que el
Ahora el trabajo es negativo, y se puede decir que se ha
realizado trabajo sobre el sistema.
La relación trabajo-energía es útil en biomecánica para
analizar el movimiento humano. Los investigadores han uti-
lizado este método analítico para determinar el trabajo reali-
zado durante diversos movimientos; sin embargo, el principal
uso de esta técnica ha sido en el ár
ea de la locomoción. El
cálculo del trabajo total realizado resultado del movimiento
de todos los segmentos del cuerpo se llama trabajo interno.
Este cálculo ha sido utilizado por muchos investigadores,
particularmente aquellos que estudian la locomoción (60,
64, 85, 87, 90). Para un único segmento, el trabajo lineal
realizado sobre el segmento es:
=+θθW
Wm vm gh
ECEP
1
2
s
s
2
)(=





+ θθ 
donde W
s
es el trabajo realizado sobre el segmento, Δ EC es
el cambio en la EC lineal del centro de masa del segmento, y
ΔEP es el cambio en la EP del centro de masa del segmento.
A continuación se puede calcular el trabajo del cuerpo en su
totalidad como la suma del trabajo realizado en todos los
segmentos:
WW
si
i
n
b
l∑=
−
donde W
b
es el trabajo total del cuerpo y W
si
es el trabajo
realizado por el i
avo
segmento. Una importante limitación del
cálculo del trabajo interno es que no toma en cuenta toda la energía de un segmento, y por tanto no considera la energía del cuerpo en su totalidad. Por ejemplo, la ED por la defor-
mación del tejido y la EC angular no son consideradas. El trabajo angular se discute en el capítulo 11.
Se puede derivar el trabajo interno durante una actividad
al sumar los cambios en las energías de los segmentos con el
paso del tiempo. Esto es, se suma el cambio en la energía
en cada instante en el tiempo durante el intervalo que dura el
Transferencia de energía (J)
10
5
0
ChT DD
Tiempo
ChT
FIGURA 10-33
 La magnitud de
la transfer
encia de energía entre seg-
mentos durante una sola zancada al
correr. (Adaptada de Williams, K. R.
[1980]. A biomechanical and physiolo-
gical evaluation of running efficiency.
Disertación doctoral no publicada, The
Pennsylvania State University).

387. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 375
donde F
C
es la fuerza centrípeta, m es la masa del objeto, ω
es la velocidad angular, y r es el radio de rotación. La fuerza
centrípeta también puede definirse como:
F
mv
r
C
2=
donde v es la velocidad tangencial del segmento.
La tercera ley de Newton establece que por cada acción
hay una reacción igual y opuesta. Por ejemplo, un corredor
que se desplaza a lo largo de la curva de una pista de carreras
aplica una fuerza de cizallamiento sobre el suelo, resultando
en una FRS de cizallamiento igual y opuesta a la fuerza apli-
cada. La fuerza de reacción de cizallamiento constituye la
fuerza centrípeta. La figura 10-34 es un diagrama de cuerpo

libre del corredor moviéndose a lo largo de la trayectoria
curva, mostrando la fuerza centrípeta, la fuerza de reacción
vertical y la resultante de estos dos componentes. Esta fuerza
centrípeta en el pie del corredor tiende a rotar al corredor
hacia afuera. Para contrarrestar esta rotación hacia afuera, el
corredor se inclina hacia el centro de la curva. Hamill y cols.
(39) reportaron que esta FRS de cizallamiento se incrementa
a medida que el radio de rotación disminuye.
La resultante de la fuerza de reacción vertical y la fuerza
centrípeta debe pasar a través del centro de masa del corredor.
Si la fuerza centrípeta se incrementa, el corredor se inclina más
hacia el centro de rotación, y el vector resultante se vuelve
menos vertical. Como se mencionó en el capítulo 9, el peralte
en las pistas reduce la fuerza de cizallamiento aplicada por el
poder mecánico afectó de manera significativa al gasto de energía independientemente de la velocidad de la carrera. Utilizando varios algoritmos representando diferentes méto-
dos de transferencia de energía, el poder mecánico explicó cuando mucho 56% de la varianza en el gasto de ener
gía.
Nótese que estos algoritmos han sido con frecuencia cuestio-
nados como mecánicamente incorrectos (13).
Se han ofr
ecido dos posibles explicaciones para esta débil
relación entre el trabajo mecánico y el gasto energético. La primera es que todos los métodos de cálculo están incom-
pletos (13). La segunda involucra la ley de la conservación de la ener
gía. Esta ley establece que la energía no se crea ni
se destruye, pero puede cambiar de una forma a otra, esto es, la EP puede transformarse en EC o energía calorífica. No toda la energía puede o es utilizada para realizar trabajo mecánico. De hecho, la mayor parte de la energía disponible del músculo será utilizada para mantener el metabolismo del músculo; sólo cerca de 25% de la energía se utiliza para el tra-
bajo mecánico (74). Por tanto, cuando se utiliza el teorema de
trabajo-energía para determinar el trabajo mecánico del
cuerpo, no se considera toda la energía en el sistema.
El trabajo externo puede definirse como el trabajo reali -
zado por un cuerpo u objeto. Por ejemplo, el trabajo realizado por el
cuerpo para elevar el centro total de masa corporal
mientras se camina cuesta arriba se considera trabajo externo. El trabajo externo a menudo se calcula durante la caminata
o carrera en una banda inclinada de la siguiente forma:
T
rabajo externo =
PC × velocidad de la banda × por -
centaje de grado × duración
donde PC es el peso corporal del sujeto, el por
centaje de
grado es la inclinación de la banda, y la duración es el tiempo que dura la caminata o la carrera. El producto de la velocidad de la banda, el porcentaje de grado y la duración, es el total de
la distancia vertical viajada. Si el porcentaje de grado es cero, esto es, la banda no está inclinada, la distancia ver
tical avan-
zada es cero. Por tanto, caminar sin inclinación no resulta en la r
ealización de trabajo externo.
Aplicaciones especiales de fuerza
FUERZA CENTRÍPETA
En el capítulo 9, se mostró que la cinemática lineal y la angular están relacionadas utilizando situaciones en las que un objeto se mueve a lo largo de una trayectoria curva. Se demostró que la aceleración centrípeta actúa hacia el centro de rotación cuando un objeto se mueve a lo largo de una trayectoria curva. Ésta es aceleración radial hacia el centro del círculo. La fuerza radial que ocurre a lo largo de una trayectoria curva y que genera
la aceleración se conoce como fuerza centrípeta. Utilizando la
segunda ley del movimiento de Newton, se puede generar
la fórmula F = ma para calcular la fuerza centrípeta. La fuerza

no es diferente de otras fuerzas, y es generada por un empuje o tirón. La fuerza se llama centrípeta debido al efecto: la fuerza genera un cambio en la dirección de la velocidad. La magnitud de la fuerza centrípeta o hacia el centro se calcula con:
F
C
= mω
2
r
Centro
de masa
Fv
Fc
R
FIGURA 10-34
 Diagrama de cuerpo libre de un corredor sobre
la curva de una pista de carreras. F
C
es la fuerza centrípeta, F
V
es la
fuerza de reacción vertical, y R es la resultante de F
C
y F
V
.

388. 376 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
de tiempo en aprender a caer de manera correcta, específica-
mente aplicando la presión como fuerza por unidad de área.
V
arias actividades deportivas en las que abundan las colisio-
nes utilizan equipo de protección especialmente diseñado para
r
educir la presión. Ejemplos son las hombreras en el fútbol
americano y el hockey sobre hielo, las espinilleras en el hoc-
key sobre hielo, el hockey sobre pasto, el fútbol y el beisbol
(para
el catcher), los guantes de boxeo y los cascos para batear
en el beisbol. En todos estos ejemplos, el punto del diseño del
equipo de pr
otección es extender la fuerza de impacto sobre
la mayor área posible para reducir la presión.
Con el uso de una plataforma de fuerza, es posible obtener
una medida del centro de presión (CDP), una medida de des -
plazamiento que indica la trayectoria del vector resultante de la
FRS en la platafor
ma de fuerza. Es igual al promedio sopesado
de los puntos de aplicación de todas las fuerzas que actúan
hacia abajo sobre la plataforma de fuerza. Dado que el CDP es
una medida general, puede no estar ni cerca de las áreas máxi-
mas de presión. Sin embargo, sí proporciona un patrón general
y se ha utilizado de manera extensa en el análisis de la mar
cha.
Cavanagh y Lafortune (17) mostraron diferentes patrones de
CDP para quienes golpean con la parte posterior del pie y con
la parte media del pie. En la figura 10-35 se ilustran patrones
representativos de CDP. Cavanagh y Lafortune sugirieron que
la información sobre el CDP puede ser útil en el diseño de
calzado, pero que estos patrones no han sido relacionados
de forma exitosa con la función del pie durante la locomoción.
Miller (55) obser
vó que los datos del CDP sólo proporcionan
poca información sobre la distribución general de la presión
sobre la planta del pie.
Se han desarrollado métodos para medir los patrones de
presión local bajo el pie o el zapato. En la figura 10-36 se pre
­-
senta un ejemplo del tipo de información disponible con estos sistemas. Cavanagh y cols. (16) desar
rollaron un sistema
de medición y reportaron áreas locales diferentes de presión alta sobre el pie durante la fase de contacto con el suelo. Las mayores presiones se midieron en el talón, las cabezas de los metatarsianos, y en el dedo grueso. Estos investigadores (16)
corredor, y por tanto reduce los efectos de la fuerza centrípeta.
A medida que el peralte se incrementa, la fuerza resultante del
corredor actúa de forma más longitudinal y el componente de
cizallamiento disminuye.
PRESIÓN
Hasta este punto en la discusión de la fuerza, se ha conside-
rado la forma en la que una fuerza hace que un objeto acelere
para alcanzar un estado de movimiento. T
ambién es necesario
discutir cómo se distribuyen las fuerzas, en particular las fuer-
zas de impacto. El concepto de presión se utiliza para descri-
bir la distribución de la fuerza. La presión se define como la
fuerza por unidad de ár
ea. Esto es:
P
F
A
=
donde F es una fuerza y A es el área sobre la cual se aplica la
fuerza. La presión tiene unidades de N/m
2
. Otra unidad de
presión que se utiliza a menudo es el pascal (Pa) o el kilopascal (kPa). Un pascal es igual a 1 N/m
2
. Si un individuo con un
PC de 650 N está apoyado sobre las plantas de los pies con un área aproximada de 0.018 m
2
, la presión sobre las plantas
de los pies sería:
P
P
650N
0.018m
36.11kPa
2
=
=
Otro individuo con un menor PC, 500 N, y plantas de los
pies con un área idéntica, tendría una presión de:
P
500N
0.018m
27.78kPa
2
=
=
Si las plantas de los pies del individuo con mayor peso tuvieran un área mayor, por ejemplo 0.02 m
2
, la presión sería 32.50 kPa.
La presión sobre las plantas de los pies del individuo de mayor peso es mayor a la presión sobre las plantas del individuo más ligero, aun cuando el PC es diferente. Estas presiones pare-
cen bastante grandes, pero imagine si estos individuos fueran mujer
es utilizando zapatos de tacón de aguja, que tienen un
área de superficie mucho menor que los zapatos ordinarios. Un ejemplo más dramático sería si estos individuos estuvieran utili-
zan
­do patines para hielo, que tienen un área de contacto mucho
más pequeña con la superficie que la suela de un zapato normal o
un zapato de tacón de aguja. Por otro lado, si estos individuos
estuviesen utilizando esquíes o zapatos para nieve para caminar en nieve profunda, la presión sería bastante pequeña debido a la gran área de contacto de los esquíes o los zapatos para nieve que está en contacto con la nieve. De esta forma, los individuos pueden caminar sobre la nieve sin hundirse en ella.
El concepto de presión es en especial importante en activi-
dades en las que resulta una colisión. Generalmente, cuando se busca minimizar una fuerza de impacto, se debe r
ecibir
sobre el área más grande posible. Por ejemplo, cuando se aterriza tras una caída, la mayoría de los atletas intenta rodar para extender la fuerza de impacto sobre la mayor área posi-
ble. En las artes marciales se utiliza una cantidad considerable
FIGURA 10-35 Patrones de centro de presión para el pie izquierdo.
(A) Un corredor con patrón de caída del pie de talón a dedos. (B) Un
corredor con patrón de golpe con la parte media del pie.

389. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 377
también compararon los patrones de presión al correr des-
calzo y con varios materiales de espuma de poliuretano unidos
al pie. Repor
taron que las presiones pico se redujeron al uti-
lizar los materiales de espuma de poliuretano, pero los cam-
bios en los patrones de presión durante el periodo de apoyo
fuer
on similares. Foti y cols. (32), utilizando un dispositivo
de medición de presión dentro del zapato, reportaron que los
zapatos con entresuelas más suaves distribuyeron la presión
del pie sobre el zapato al momento del contacto del talón al
caminar de una mejor forma que con un zapato con suela más
rígida. La implicación es que los zapatos con suela más blanda
proporcionan una sensación más acojinada a quien los utiliza.
Cinética lineal de la locomoción
Los perfiles de la FRS cambian continuamente con el tiempo,
y en general se presentan en función del tiempo. La magnitud
de los componentes de la FRS al correr es mucho mayor que
al caminar. La magnitud de la FRS también varía en función
de la velocidad de locomoción (38, 56), aumentando con la
velocidad de la carrera. El componente vertical de la FRS es de
mucho mayor magnitud que los otros componentes, y ha reci-
bido la mayor atención por parte de los biomecanicistas (Fig.
10-37). Al caminar
, el componente vertical generalmente
tiene un valor máximo de 1 a 1.2 del PC, y al correr, el valor
máximo puede ser de 2 a 5 del PC. El componente vertical
de fuerza al caminar tiene una forma bimodal característica,
esto es, tiene dos valores máximos. El primer pico modal
ocurre durante la primera mitad de la fase de apoyo, y define
la porción del apoyo cuando el cuerpo en su totalidad baja su
nivel después del contacto del pie. La fuerza se incrementa por
encima del PC a medida que el peso se apoya completamente
y la masa del cuerpo se acelera hacia arriba. Después la fuerza
disminuye a medida que la rodilla se flexiona, liberando de
manera parcial la carga. El segundo pico representa el empu-
jón activo contra el suelo para moverse hacia el siguiente paso.
En
la figura 10-38 se presenta una comparación entre los per-
files del componente vertical de la FRS al caminar y al correr.
Al correr, la forma del componente vertical de la FRS
depende del patrón de caída del pie sobre el suelo del corredor
(Fig. 10-39). A estos patrones de caída del pie generalmente
Talón
Cabezas de los
metatarsianos
Dedos
Dirección del movimiento
FIGURA 10-36 Patrón de distribución de presión de un pie normal
al caminar. (Adaptada de Cavanagh, P. R. [1989]. The biomechanics
of running and running shoe problems. En B. Segesser, W. Pforringer
(eds.). The Shoe in Sport. Londres: Wolfe, 3-15.)
Fuerza (N) Fuerza (N)
1 000
Vertical
Anteroposterior
Medio-lateral
2 000
1 500
1 000
500
0
800
600
400
200
0
-200
-500
0.00
0.26
0.00 0.622
Tiempo (s)
Tiempo (s)
A
B
Vertical
Anteroposterior
Medio-lateral
FIGURA 10-37 Fuerza de reacción del suelo al caminar (A) y al
correr (B). Note las diferencias en la magnitud entre el componente
vertical y los componentes de cizallamiento.
Fuerza vertical (PC)
3
2
Caminata
Carrera
1
0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.5 0.6 0.7
Tiempo (s)
FIGURA 10-38 Fuerza de reacción del suelo vertical al caminar y
al correr.

390. 378 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
genera mayores fuerzas e impulsos mediales laterales (72). La
magnitud del componente mediolateral va de 0.01 del PC al
caminar, hasta 0.1 del PC al correr.
Los biomecanicistas han investigado las FRS en un intento
por relacionar estas fuerzas con la cinemática de la extremidad
inferior, en particular con la función del pie. Se han realizado
esfuerzos para relacionar estas fuerzas con los perfiles de
supinación y pronación del retropié de los corredores para
identificar posibles lesiones o ayudar en el diseño de calzado
deportivo (35, 37). Dado que la FRS es representativa de la
aceleración del centro de masa del cuerpo, el uso de informa-
ción de la FRS para este propósito constituye probablemente
una extrapolación más allá de la infor
mación proporcionada
por las FRS.
Para ilustrar este punto, se presentará un método para cal-
cular el componente vertical de la FRS propuesto por Bobbert
y cols. (8). En este método, los investigador
es utilizaron
valores obtenidos cinemáticamente de las aceleraciones de los
centros de masa de cada uno de los segmentos del cuerpo. El
se les llama patrones talón-dedo y de parte medial del pie.
La curva del choque del talón de un corredor tiene dos picos
distinguibles. El primer pico ocurre muy rápido después del
contacto inicial, y a menudo se le llama pico pasivo. El término
pico pasivo se refiere al hecho de que esta fase no se considera
que esté bajo control muscular (58), y está influenciada por la
velocidad de impacto, el área de contacto entre la superficie y el
pie, los ángulos de las articulaciones al momento del impacto,
la dureza de la superficie y el movimiento de los segmentos
(24). Este pico también se conoce como pico de impacto. El
corredor que golpea con la parte media del pie tiene un pico de
impacto pequeño o nulo. El segundo pico en el componente
vertical de la FRS se presenta durante la fase media de apoyo, y
en general tiene una mayor magnitud que el pico de impacto.
Nigg (58) se refirió al segundo pico como pico activo, indi -
cando el papel que los músculos desempeñan en el desarrollo
de la fuerza para acelerar al cuerpo lejos del suelo. Los cor
re-
dores con ambos patrones de caída del pie muestran este pico.
El componente anteroposterior de la FRS también mues-
tra una forma característica similar tanto al caminar como al
cor
rer, pero de diferente magnitud (Fig. 10-40). El compo-
nente F
y
alcanza magnitudes de 1.5 del PC al caminar, y de
0.5 del PC al correr. Durante la locomoción, este componente
muestra una fase negativa durante la primera mitad del apoyo
como resultado de la fuerza de fricción horizontal hacia atrás
entre el zapato y la superficie. Ésta se vuelve positiva cerca de
la parte media del apoyo, a medida que los músculos generan
fuerza para empujar contra el suelo.
El componente mediolateral de la FRS es extremadamente
variable y no tiene un patrón consistente de individuo a indi-
viduo. Es muy difícil interpretar este componente de fuerza
sin un video del contacto del suelo. La figura 10-41 ilustra los

perfiles al caminar y al correr del mismo individuo. La gran
variedad en la colocación del pie en relación con la posición de
los dedos hacia adentro (aducción del antepié) y hacia afuera
(abducción del antepié) puede ser la razón de esta falta de
consistencia en el componente mediolateral. En un estudio,
el rango de colocación del pie fue de 12° de abducción hasta
29° de abducción del antepié, y se ha observado que la
abducción del antepieé al momento del choque del talón

Fuerza (N)
1 500
1 000
500
0
02 04 06 0
Porcentaje de apoyo
PC
80 100
Golpeo con la parte
media del pie
Golpeo con el talón
FIGURA 10-39 Perfiles de FRS vertical de un corredor utilizando
un patrón de caída del pie de talón a dedos y un corredor que inicial-
mente golpea el suelo con la parte media del pie.
Fuerza (PC)
1.0
anterior
posterior
Caminata
Carrera
0.5
0
-0.5
-1.0
0.0 0.7
Tiempo (s)
FIGURA 10-40 Fuerza de reacción del suelo anteroposterior (de
adelante hacia atrás) al caminar y al correr.
Fuerza (PC)
0.2
0.1
0.0
-0.1
-0.2
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
Tiempo (s)
medial
Caminata
Carrera
lateral
FIGURA 10-41 Fuerza de reacción del suelo mediolateral (de lado
a lado) al caminar y al correr.

391. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 379
curva se multiplica por la masa total (m ) del corredor, se
puede generar el componente anteroposterior de la FRS de la
siguiente forma:
F
y
= ma
y
Por el contrario, se puede calcular la curva de aceleración
dividiendo el componente F
y
de la fuerza entre la masa corpo-
ral del corredor:
a
F
m
y
y=
Generar las curvas ya sea utilizando el procedimiento
cinemático u obteniendo el componente anteroposterior de la FRS lleva a la misma conclusión. La porción negativa del componente de fuerza a menudo se conoce como fase de frenado, e indica una fuerza contra el corredor que actúa para disminuir la velocidad de éste. La porción positiva del compo-
nente se conoce como fase de propulsión, e indica una fuerza en la dir
ección del movimiento que actúa para incrementar la
velocidad del corredor. Si la velocidad de carrera es constante, las fases negativa y positiva serán simétricas, indicando que no hay pérdida de velocidad. Si la porción negativa de la curva es mayor que la positiva, el corredor desacelerará más de lo que acelera. Por el contrario, si la porción positiva es mayor que la negativa, el corredor está acelerando.
componente vertical de la FRS refleja las aceleraciones de los
segmentos corporales individuales resultado del movimiento
de dichos segmentos. La suma de las fuerzas verticales de
todos los segmentos corporales, incluyendo el efecto de la
gravedad, es el componente vertical de la FRS. Esto es:
Fm ag
zz i
i
n
1∑ )(
=−
−
donde F
z
es el componente de fuerza vertical (las fuerzas diri-
gidas hacia arriba se consideran positivas), m
i
es la masa del i
avo

segmento, n es el número de segmentos, a
zi
es la aceleración
vertical del i
avo
segmento (las aceleraciones hacia arriba se con-
sideran positivas), y g es la aceleración causada por la gravedad.

El componente anteroposterior de la FRS refleja las acelera-
ciones horizontales (p. ej., en la dirección del movimiento) de los segmentos corporales individuales. Utilizando métodos

similares, este componente de fuerza puede calcularse de la si
­-
guiente forma:
Fm a
yi yi
i
n
1∑ )(=
−
donde a
yi
es la aceleración horizontal del i
avo
segmento. De
forma similar, el componente mediolateral de la FRS refleja las aceleraciones de lado a lado de los segmentos corporales individuales:
Fm a
xi xi
i
n
1
∑ )(=
−
donde a
xi
es la aceleración de lado a lado del i
avo
segmento. Si
el centro de masa es un punto único que representa el centro de masa de todos los segmentos corporales, el componente vertical es:
F
z
= m(a
z
− g)
donde m es la masa total del cuerpo, a
z
es la aceleración ver-
tical del centro de masa, y g es la aceleración causada por la

gravedad. De forma similar, se pueden representar los demás componentes como la masa corporal total por la aceleración del centro de masa. Esto es:
F
y
= ma
y
F
x
= ma
x
Por tanto, la FRS representa la fuerza necesaria para acele-
rar el centro de gravedad total del cuerpo (55) y no puede aso-
ciarse directamente con la función de la extremidad inferior. En
consecuencia, se debe tener cuidado al describir la función
de la extremidad inferior utilizando datos de la FRS.
Dado que la FRS se relaciona con el movimiento del centro
de masa total del cuerpo, el perfil de fuerza anteroposterior puede relacionarse al perfil de aceleración del centro de masa durante el apoyo. En el capítulo 8 se discutió un estudio rea-
lizado por Bates y cols. (6) ilustrando el patrón de velocidad horizontal del centr
o de masa durante la fase de apoyo en la
zancada al correr (Fig. 10-42A). Cuando se diferencia esta curva, se genera una curva de aceleración (Fig. 10-42B). Esta curva tiene la forma característica del componente de fuerza anteroposterior, ya que tiene una aceleración negativa seguida de aceleración positiva. De acuerdo con la segunda ley
del movimiento de Newton, si cada punto a lo largo de esta
Velocidad
horizontal (m/s)
Aceleración
horizontal (m/s
2
)
Fuerza A/ P (N)
0
0
0
fase sin
apoyo
contacto
del talón
fase de
apoyo
despegue de los dedos
Tiempo (s)
fase sin
apoyo
C
B
A
+
+
-
+
-
FIGURA 10-42 A. Velocidad horizontal del centro de masa de un
corredor. B. Si la curva de velocidad en (A) es diferenciada, se genera
una curva de aceleración horizontal del centro de masa. C. Al multi-
plicar cada punto a lo largo de esta curva por la masa corporal del
corredor, se genera la FRS anteroposterior.

392. 380 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
ción de datos de FRS, se revisa el índice del impulso negativo
respecto al impulso positivo para determinar si el corredor va
a una velocidad constante, está acelerando o desacelerando.
Aun si el individuo está manteniendo una velocidad constante,
la tasa de impulso positivo sobre impulso negativo rara vez
es 1.0 para cualquier periodo de apoyo determinado de una
zancada. Sin embargo, el índice promedio durante un número
de caídas del pie se acerca a 1.0.
Tanto al caminar como al correr ocurre un intercambio de
energía mecánica, aunque las fluctuaciones de energía difie-
ren. El trabajo externo al caminar tiene dos componentes, uno
causado por fuerzas de iner
cia como resultado de cambios en
la velocidad en la dirección hacia adelante, y el otro provo-
cado por el desplazamiento cíclico hacia arriba del centro de
gravedad. El trabajo r
ealizado para acelerar en la dirección
lateral sólo es una pequeña fracción del trabajo total, como lo
evidencian las pequeñas fuerzas y pequeños desplazamientos
(75). El movimiento del centro de gravedad al caminar ha
sido modelado como un péndulo invertido. En cada paso,
el centro de gravedad está ya sea por detrás o por delante
del punto de contacto entre el pie y el suelo (22). Cuando
el centro de gravedad está por detrás del punto de contacto,
como durante el choque del talón al inicio de la fase de apoyo,
las FRS causan una aceleración negativa y la EC disminuye
debido a la pérdida de velocidad hacia adelante. De forma
concomitante con la pérdida de EC, hay un aumento en el
centro de gravedad a medida que el cuerpo pasa por encima
de la extremidad de apoyo. Esto incrementa la EP gravitacio-
nal, que alcanza un nivel máximo en la fase media del apoyo.
A
medida que el centro de gravedad se mueve hacia adelante
del punto de contacto, la EC se incrementa debido a que la
EP gravitacional disminuye con la reducción en la altura del
centro de gravedad. Este intercambio pendular entre EP y EC
permite ahorrar tanto como 65% del trabajo muscular (75).
Esta conservación de energía no es perfecta, de modo que la
energía total del centro de gravedad fluctúa (22). El cambio
Aplicando la relación de impulso-momento se confirma
que el corredor de hecho desacelera durante la primera por-
ción de la fase de apoyo y acelera en la porción final (Fig.
10-43). El ár
ea bajo la porción negativa del componente de
fuerza, o el impulso negativo, actúa para enlentecer al corre-
dor, esto es, cambiar la velocidad de entrada a un valor menor.
El
área positiva, o el impulso positivo del componente, sirve
para acelerar al corredor, esto es, cambiar la velocidad de un
valor menor a una mayor velocidad de salida. Si el cambio
positivo en la velocidad es igual al cambio negativo en la velo-
cidad, el individuo está corriendo a una velocidad constante.
La
figura 10-44 ilustra los cambios en los impulsos de frenado
y propulsión a través de un rango de velocidades de carrera
(38). En muchos casos en el laboratorio, durante la recopila-
Fuerza A/ P (N)
+
0
-
Tiempo (s)
FrenadoP ropulsión
Impulso
negativo
Impulso
positivo
FIGURA 10-43 Fuerza de reacción del suelo horizontal ilustrando
los impulsos de frenado y de propulsión.
Fuerza (N)
500
250
0
-250
-500
0 0.15
Tiempo (s)
0.30
2
1
7 m/s
6 m/s
5 m/s
4 m/s
FIGURA 10-44 Cambios en la FRS
anter
oposterior en función de la veloci-
dad de la carrera. El área 1 es el impulso
de frenado, y el área 2 es el impulso de
propulsión. (Adaptada de Hamill, J.,
et al. [1983]. Variations in GRF parame-
ters at different running speeds. Human
Movement Science, 2:47-56.)

393. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 381
derecha a izquierda (88). En la dirección anteroposterior, se
genera una fuerza a medida que el cuerpo rota alrededor del
eje vertical, resultando en una fuerza hacia atrás sobre el pie
izquierdo y una fuerza hacia adelante sobre el pie derecho en
el swing hacia atrás. Esto se revierte en el swing hacia abajo
a medida que el cuerpo rota para impactar la pelota (88). El
patrón de generación de FRS utilizando los diferentes tipos de
palos es en esencia el mismo. Sin embargo, hay cambios en la
magnitud de la fuerza con diferentes palos. En la figura 10-45
se ilustra una muestra de los patrones de FRS y CDP para
ambos pies. Los valores verticales máximos de FRS para un
sujeto representativo utilizando zapatos con tacos regulares
fueron de 1 096 N en el pie de adelante y de 729 N en el pie
de atrás (89). La fuerza anteroposterior máxima en dirección
anterior fue de 166 N generada en el pie de adelante, y de
143 N en dirección posterior generada en el pie de atrás. La
fuerza lateral máxima fue generada en el pie de adelante y
estuvo en el rango de 161 N (89).
Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo como resultado
del swing han demostrado estar en el rango de 40 a 50% del
PC (49). Estas fuerzas deben ser controladas por el golfista
para producir un swing efectivo. Un buen golfista inicia el
swing hacia abajo lentamente, y las fuerzas que actúan sobre
el golfista producen por consecuencia una aceleración fluida.
Un golfista inexperto inicia el swing hacia abajo con una
mayor aceleración. La fuerza centrípeta producida por esta
aceleración rápida rota el palo, reduce la aceleración, y puede
de hecho causar una aceleración negativa en la parte final del
swing. Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo como resultado
del swing alcanzan valores de alrededor de 40% del PC en el
tercio final del swing hacia abajo (Fig. 10-46). Estas fuerzas
están dirigidas hacia atrás, y deben ser resistidas con flexión de
la rodilla y una base amplia de apoyo. La fuerza producida por
el swing es máxima al momento del contacto, y está dirigida
en forma vertical, y es fácilmente resistida por el cuerpo (49).
Como resultado de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo,
se generan fuerzas significativas en la articulación de la rodilla.
Las fuerzas compresivas en la parte frontal y trasera de las
neto en la energía mecánica general al caminar es de hecho pequeño.
Al correr, la energía mecánica fluctúa más que al caminar.
La EC al correr y al caminar es similar, alcanzando niveles mínimos en la fase media del apoyo debido a la desaceleración causada por la FRS horizontal, e incrementándose en la mitad final de la fase de apoyo. La EP es diferente al correr debido a que está en un mínimo en la fase media del apoyo a causa de la compliancia y flexión de la extremidad de apoyo (31). La excursión vertical general del centro de masa también es menor a medida que la velocidad de carrera aumenta (31). No se da el intercambio pendular entre EP y EC al correr debido a que las energías están en fase una con otra en comparación con lo que sucede al caminar, en donde están desfasadas 180° (31). El intercambio de energía conserva menos de 5% del trabajo mecánico requerido para elevar y acelerar el centro de masa (31). Sin embargo, se conserva una cantidad considera-
ble de energía mecánica a través del almacenamiento y regreso de ener
gía elástica en los tejidos.
Cinética lineal en el swing de golf
En el swing de golf se generan fuerzas lineales considerables sobre el suelo en respuesta a aceleraciones de los segmentos. Otros sitios importantes de aplicación de fuerza son entre la mano y el palo y, más importante, entre la cabeza del palo y la pelota al momento del contacto. Las FRS varían entre las extremidades derecha e izquierda. Se generan FRS verticales altas entre el pie derecho y el suelo en el swing hacia atrás (en el golfista diestro), y hay una transferencia rápida de fuerza hacia el pie izquierdo antes del impacto, resultando en un pico de fuerza de más de 1 PC (88). En la dirección mediolateral, se desarrolla una FRS lateral en el pie derecho durante el swing
hacia atrás, y desde la parte superior del swing hacia atrás hasta justo antes del impacto, y una fuerza medial impulsa al cuerpo hacia la dirección de la pelota. Al momento del impacto, esto se revierte para desacelerar el movimiento del cuerpo de
Fuerza (N)
Izquierdo
Derecho
Impacto con
la pelota
Vertical
Tiempo (s)
FIGURA 10-45 Fuerza de reacción del
suelo y centro de presión para el pie de
adelante (izquierdo) y el pie de atrás (dere-
cho) durante el swing de golf. (Adaptada
de Williams, K. R., Sih, B. L. [1999]. GRFs
in regular-spike and alternative-spike golf
shoes. En M. R. Farrally, A. J. Cochran
(eds.). Science and Golf III: Proceedings of
the 1998 World Scientific Congress of Golf.
Champaign, IL: Human Kinetics, 568-575.)

394. 382 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Cinemática lineal de la propulsión
en silla de ruedas
Para impulsar una silla de ruedas, la mano sujeta el aro de la
rueda y genera una fuerza de empuje. Después de la fase de
empuje, la mano regresa a la posición inicial antes de hacer
contacto de nuevo con el aro. En esta fase pasiva de recupe-
ración, las fuerzas de inercia de los movimientos de la parte
superior del cuerpo pueden seguir teniendo influencia sobr
e el
movimiento de la silla de ruedas (81) de modo que el balan-
ceo del tronco hacia atrás causa una fuerza de reacción que
puede impulsar a la silla hacia adelante.
La mano empuja sobr
e el aro a un ángulo determinado,
pero sólo el componente de la fuerza que es tangencial al aro
contribuye a la propulsión (67). El vector de fuerza de propul-
sión tangencial al aro está dirigido hacia arriba en la posición
de la mano a –15° r
especto a la parte superior en el centro, y
dirigida hacia abajo a +60° desde la parte superior en el centro
(79). Se ha observado que esta fuerza es sólo 67% la fuerza
total aplicada al aro. En la figura 10-48 se ilustra una muestra
representativa de las fuerzas sobre el aro producidas a una velo-
cidad de 1.39 m/s y un poder de salida de 0.5 W/kg (82). En
este ejemplo, las fuerzas hacia abajo aplicadas al ar
o son de casi
el doble de las dirigidas en forma horizontal hacia adelante. La
fuerza hacia afuera es la más baja de las tres, y se incrementa
sólo en el último tercio de la fase de empuje. La fuerza de
propulsión real puede calcularse dividiendo el torque en el aro
entre el radio desde el eje de la rueda hasta el aro (83).
Uno de los principales factores que determina la dirección
de aplicación de la fuerza es el costo asociado con cada aplica-
ción de fuerza en particular. Si una fuerza se aplica en forma
perpendicular a una línea desde la mano hasta el codo, o desde

la mano hasta el hombro, el costo se incrementa en cada arti-
culación (67). La postura de cada individuo influencia el costo
y
el efecto como resultado de que cada individuo se sienta
rodillas alcanzan valores de aproximadamente 100 y 72% del PC, respectivamente (33). También se desarrollan fuerzas de cizallamiento. Para un golfista diestro, se desarrolla una fuerza de cizallamiento anterior en la rodilla derecha (10% de PC), y hay fuerzas de cizallamiento posterior tanto en las articu
­-
laciones de la rodilla izquierda y derecha con aproximada-
mente 39 y 20% del PC en las rodillas izquierda y derecha, r
espectivamente (33). Para un golfista zurdo, los valores para
la rodilla derecha e izquierda se revierten.
También se han medido las fuerzas lineales en la muñeca y
el hombro. Las fuerzas resultantes que actúan sobre la muñeca y el hombro se muestran en la figura 10-47. Es importante medir estas fuerzas ya que determinan la eventual aceleración del palo. Las fuerzas pico en dirección de la pelota son mayo-
res para el segmento del brazo (650 N) que para el segmento del
palo (en aproximación, 300 N), y las fuerzas pico en el
hombro ocurren a 85 ms del impacto en comparación con 60 ms del impacto para el palo (57). Las fuerzas pico en las direcciones vertical y anteroposterior también se presentan de forma más temprana en el segmento del brazo, lo que sugiere cierta sincronización entre los segmentos.
Cuando se utiliza un hierro, la pelota de golf viaja hacia
arriba como una reacción a la acción de la cabeza del palo hacia abajo y como resultado del ángulo de la cara del palo. El contacto con la pelota no es hacia arriba, y si el swing se hace hacia arriba, el resultado probable es una pelota con efecto que irá hacia abajo. En un estudio se reportó que la magnitud de la fuerza de impacto es de hasta 15 kN aplicada durante alrededor de 500 ms (50).
50 N
0 N
Parte superior
del swing
hacia atrás
Contacto con
la pelota
470 N
430 N
370 N
245 N
FIGURA 10-46 Fuerzas generadas como resultado del swing por
el golfista Bobby Jones. (Adaptada de Mather, J. S. B. [2000]. Innova-
tive golf clubs designed for the amateur. En A. J. Subic, S. J. Haake
(eds.). The Engineering of Sport: Research, Development and Innova-
tion. Malden, MA: Blackwell Science, 61-68.)
Tiempo (ms)
Fuerza (10
2
N)
1
2
3
-1
0
100 200
X
Z
Y
Impacto
FIGURA 10-47 Fuerzas generadas en la articulación de la muñeca
en las tr
es direcciones. (Adaptada de Neal, R. J., Wilson, B. D. [1985].
3D kinematics and kinetics of the golf swing. International Journal of
Sports Biomechanics, 1:221-232.)

395. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 383
fueron desarrolladas por sir Isaac Newton, y constituyen la
base del análisis mecánico del movimiento humano:
1. Ley de inercia: todo cuerpo continúa en su estado de
reposo o de movimiento uniforme en una línea recta a menos que una fuerza externa actúe sobre él.
2. Ley de aceleración: la tasa de cambio del momento
de un cuerpo es proporcional a la fuerza que lo causa, y el cambio tiene lugar en la dirección de la fuerza.
3. Ley de acción-reacción: para toda acción existe una
reacción igual y opuesta.
Las fuerzas pueden ser categorizadas como fuerzas de
contacto y de no contacto. La fuerza de no contacto más im­-
portante que actúa durante el movimiento humano es la gra-
vedad. Las fuerzas de contacto incluyen la FRS, la fuerza de r
eacción articular, la fricción, la resistencia del fluido, la fuerza
de inercia, la fuerza muscular y la fuerza elástica.
La FRS, una aplicación directa de la tercera ley de Newton,
tiene tres componentes: un componente vertical y dos compo-
nentes de cizallamiento que actúan paralelos a la superficie del suelo. La fuerza de r
eacción articular, la fuerza neta que actúa
a través de una articulación, tiene componentes compresivo y de cizallamiento. La fricción resulta de la interacción entre dos superficies, y es una fuerza que actúa en forma paralela a la interface entre dos superficies y en dirección opuesta al movimiento. El coeficiente de fricción es la cuantificación de la interacción entre las dos superficies. La resistencia del fluido se refiere a la transferencia de energía de un objeto al fluido a través del cual se está moviendo. El vector de resistencia del fluido tiene dos componentes, elevación y arrastre. El arrastre actúa en una dirección opuesta a la dirección del movimiento, y la elevación es perpendicular al componente de arrastre. La inercia es resultado de la fuerza aplicada por un segmento sobre otro que no es causada por acciones musculares. Una fuerza muscular es el tirón del músculo sobre su inserción, resultando en el movimiento de una articulación. Las fuerzas musculares por lo general se calculan como fuerzas netas, no como fuerzas individuales de los músculos, aunque procedimientos matemá-
ticos complejos pueden evaluar las fuerzas musculares indivi-
duales. Una fuerza elástica es resultado del rebote de un mate-
rial a su longitud original después de que ha sido deformado.
Un diagrama de cuerpo libre es una ilustración esquemática
de un sistema con todas las fuerzas externas representadas por flechas de vectores en sus puntos de aplicación. En los diagra-
mas de cuerpo libre no se presentan las fuerzas internas. Las fuerzas
musculares generalmente no se representan en estos
diagramas a menos que el sistema involucre a un solo segmento.
Los análisis utilizando la ley de Newton por lo regular
se llevan a cabo empleando uno de tres cálculos: el efecto de una fuerza en un instante en el tiempo (
F = ma), el efecto
de una fuerza aplicada durante un periodo (relación impul-
so-momento), y el efecto de una fuerza aplicada a lo largo de
una
distancia (teorema trabajo-energía). En la primera técnica,
el análisis puede ser un caso estático (cuando a = 0) o un caso
dinámico (cuando a ≠ 0). El caso estático lineal bidimensional
se determina utilizando las siguientes ecuaciones:
ΣF
x
= 0 para el componente horizontal
ΣF
y
= 0 para el componente vertical
sobre la silla y sujeta el aro en un cierto punto. Las grandes
fuerzas de reacción articular generadas en la articulación del
hombro cambian con la posición de la mano. Por ejemplo,
se ha calculado que las fuerzas articulares promedio en el
hombro en la parte superior sobre el centro del aro, y a 15°
en relación con la parte superior del centro del aro, son de
1
900 y 1 750 N, respectivamente, y en aproximación 10 veces
las fuerzas netas promedio en la articulación (79).
La técnica de propulsión también afecta la fuerza de salida.
Se ha observado que una técnica de propulsión circular genera menos poder promedio (37.1 W) en comparación con una técnica de bombeo (44.4 W) (84). Las diferencias indivi-
duales en la posición del hombro y el codo también pueden influenciar la efectividad de la pr
opulsión. Por ejemplo, si
un individuo baja el hombro durante la fase de empuje, puede r
esultar una fuerza propulsora más vertical y menos efectiva.
La construcción de la silla de ruedas también puede afectar
la propulsión. La posición del eje en relación con el hombro cambia de manera significativa la biomecánica del empuje sobre el aro. Si la distancia vertical entre el eje y el hombro aumenta, el ángulo de empuje disminuye y la fuerza disponible para la propulsión también se reduce (10). Las mejorías en la propulsión en silla de ruedas han demostrado estar asociadas con una silla con una posición del eje dirigida más hacia ade-
lante (10). Además, las ruedas traseras combadas hacia afuera, en donde la distancia entr
e la parte superior de ambas ruedas
es menor que en la parte inferior, orientan el aro de forma que se asemeja más a la dirección de la aplicación de la fuerza. Esto facilita el uso más efectivo de la extensión del codo (83).
Resumen
La cinética lineal es la rama de la mecánica que tiene que ver con las causas del movimiento lineal, o fuerzas. Todas las fuer-
zas tienen magnitud, dirección, punto de aplicación y línea de acción. Las leyes que gobier
nan el movimiento de los objetos
FIGURA 10-48 Fuerzas verticales (negro), fuerzas anteroposterio-
res (azul) y fuerzas mediolaterales (línea punteada) aplicadas por la
mano sobre el aro de la silla de ruedas. (Adaptada de Veeger, H. E.,
et al. [1989]. Wheelchair propulsion technique at different speeds.
Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine, 21:197-203.)
150
100
50
0
0
Fuerza (N)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
(segundos)
BP EP

396. 384 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
El caso dinámico bidimensional utiliza las siguientes ecua-
ciones:
ΣF
x
= ma
x
para el componente horizontal
ΣF
y
= ma
y
para el componente vertical
La relación impulso-momento relaciona la fuerza aplicada
durante un periodo con el cambio en el momento:
F × dt = mv
final
− mv
inicial
El lado izquierdo de la ecuación (F × dt) es el impulso,
y el lado derecho (mv
final
− mv
inicial
) describe el cambio en el
momento. El impulso se define como el área bajo la curva de
fuerza-tiempo, y por tanto es igual al cambio en el momento.
Este tipo de análisis se ha utilizado en la investigación para
evaluar la altura del centro de masa en el salto vertical en aso-
ciación con las ecuaciones de aceleración constante.
El trabajo es el pr
oducto de una fuerza aplicada y la dis-
tancia a lo largo de la cual se aplicó la fuerza. La energía, la
capacidad para r
ealizar trabajo, tiene dos formas, cinética y
Revisión de ecuaciones de cinética lineal
Cálculo Se cuenta con datos de Fórmula
Magnitud de la fuerza resultante Fuerzas horizontal y vertical
=+RF F
xy
22
Ángulo de aplicación de la fuerza Fuerzas horizontal y vertical u=
F
F
tan
y
x
Fuerza vertical Fuerza resultante, ángulo de aplicación F
y
= R sen u
Fuerza horizontal Fuerza resultante, ángulo de aplicación F
x
= R cos u
Aceleración (a) Fuerza (F), masa (m)
=a
f
m
Aceleración vertical (a) Fuerza vertical (F
y
), masa (m) )(
=
−
a
Fmg
m
y
y
Fuerza Aceleración, masa F = ma
Peso (W) Masa W = ma = mg
Momento (p) Masa, velocidad r = mv
Impulso Momento (m × v

) Impulso = mv
final –
mv
inicial
Velocidad Fuerza, tiempo, masa=
×
V
Ft
m
Fuerza Momento, tiempo de aplicación de la fuerza =F
mv
t
Fuerza de fricción (F
f
) Fuerza normal (N), coeficiente de fricción m F
f
= mN
Coeficiente de fricción Fuerza friccional y fuerza normal
m=
F
N
f
Coeficiente de fricción Datos de la FRS m=
F
F
y
z
Fuerza de arrastre de la resisten-
cia del fluido
Coeficiente de arrastre (C
d
), área frontal del objeto (A), vis-
cosidad del fluido (r

)
Velocidad del objeto en relación con el fluido (v

)
r=FC Av
1
2
arrastre d
2
Fuerza centrípeta Masa del objeto (m), velocidad tangencial (v

), radio de
rotación (r

)
=F
mv
r
C
2
Fuerza centrípeta Masa del objeto (m), velocidad angular (ω), radio de rotación (r

)
F
C
= mω
2
r
potencial. La relación entre el trabajo y la energía se define en
el teorema trabajo-energía, el cual establece que la cantidad
de trabajo realizado es igual al cambio en la energía. El tra-
bajo mecánico se calcula por medio del cambio en la energía
mecánica. Esto es:
W
= ΣEC + ΣEP
donde EC es la energía cinética traslacional y EP es la energía
potencial. El trabajo puede calcularse ya sea para un solo seg-
mento o para el cuerpo en su totalidad. Cuando el cálculo se
r
ealiza segmento por segmento, se está calculando el trabajo
interno, o el trabajo realizado por los músculos sobre los
segmentos para moverlos. Cuando la cantidad de trabajo reali-
zado se relaciona con el tiempo durante el cual se llevó a cabo
el trabajo, se está evaluando el poder desar
rollado.
Aplicaciones especiales de la fuerza incluyen las definiciones
de fuerza centrípeta y presión. La fuerza centrípeta se aplica
hacia el centro de rotación. La presión es la fuerza por unidad
de área.

397. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 385
PREGUNTAS DE REPASO
Verdadero o falso
1. ___ La masa de un objeto es un buen estimado de su
inercia.
2. ___ Aunque usted puede jalar o empujar un objeto, técni- camente sus músculos sólo pueden jalar, creando fuerzas tensiles.
3. ___ Cuando se resuelve un vector de fuerza en sus compo- nentes ortogonales, la magnitud del vector resultante es siempre mayor a cualquiera de sus componentes.
4. ___ Siempre que la distancia entre su centro de masa y el
centro de la Tierra sea constante, también lo es la gravedad.
5. ___ La cantidad de energía transmitida desde usted al agua cuando nada es proporcional a la alteración del agua.
6. ___ Al caminar, la magnitud de la FRS de mayor a menor es vertical, mediolateral y anteroposterior.
7. ___ Un objeto en movimiento no se detendrá a menos que alguna fuerza externa actúe sobre él.
8. ___ La energía potencial es proporcional a la masa de un objeto, e inversamente proporcional a su altura respecto al suelo.
9. ___ La fuerza es un vector.
10. ___ Dos fuerzas que empujan y jalan y que actúan sobre el mismo punto en el mismo tiempo pueden sumarse y representarse como una fuerza resultante.
11. ___ El giro hacia atrás que se le da a una pelota de golf es un ejemplo del efecto Magnus, en el que la menor presión en la parte inferior de la pelota, y la presión más alta en la parte superior, hacen que la pelota se eleve.
12. ___ Sólo el componente de fuerza tangencial al aro de una silla de ruedas causa propulsión.
13. ___ Se necesita aplicar una fuerza durante un intervalo para que se genere un impulso.
14. ___ La fuerza friccional depende del área de contacto y el coeficiente de fricción entre los dos objetos de interés.
15. ___ Si se aplica una fuerza de 100 N para levantar un objeto con una masa de 10 kg, el objeto se acelerará hacia arriba.
16. ___ Usted realiza saltos verticales sobre una plataforma de fuerza dos veces. La vez en que generó un mayor impulso vertical fue la vez que saltó más alto.
17. ___ La gravedad y la fricción son ejemplos de fuerzas externas.
18. ___ La fuerza normal está siempre dirigida hacia arriba.
19. ___ Es más probable que ocurre flujo laminar cuando el objeto que pasa a través del fluido es pequeño, tiene una superficie lisa, y se está moviendo lentamente.
20. ___ Asumiendo que su masa es constante cuando duerme, usted puede disminuir la presión al acostarse sobre la espalda en comparación a acostarse de lado.
21. ___ El centro de presión bajo su pie izquierdo cuando está de pie puede estar en una ubicación de cero presión.
22. ___ Un saltador con garrocha en vuelo tiene sólo energía cinética.
23. ___ Cuando usted permanece quieto, la suma de todas las fuerzas externas que actúan sobre su cuerpo es siempre igual a cero.
24. ___ El puck de un juego de tejo se hace más lento a medida que se desliza por el suelo. El cambio en su ener- gía es equivalente al cambio en el poder.
25. ___ La persona A, que tiene la mitad de la masa de la persona B, será capaz de causar el mismo impulso sobre un objeto que la persona B si se mueve con el doble de la velocidad de esta última.
Opción múltiple
1. Una fuerza de 100 N es aplicada sobre una caja a un ángulo de 60° respecto a la horizontal por medio de una cuerda. ¿Qué tanta fuerza “levanta” la caja y qué tanta “la empuja” a lo largo de la superficie?
a. 86.6 N; 50 N
b. 100 N; 100 N
c. 50 N; 50 N
d. 50 N; 86.6 N
Cálculo Se cuenta con datos de Fórmula
Presión Fuerza, área=P
F
A
Trabajo Fuerza, desplazamiento (s) W = Fs
Trabajo Cambios en la energía cinética (EC)
=−Wm vmv
1
2
2
2
1
2
Trabajo horizontal Fuerza, ángulo de aplicación de la fuerza, desplazamientoW = F cos u s
Energía potencial (EP) Masa, altura vertical (h) EP = mgh
Energía cinética (EC) Masa, velocidad
=EC mv
1
2
2
Energía de deformación (ED) Constante de proporcionalidad (k), distancia que se
deformó el objeto (∆x)
=kxED
1
2
2
Poder Trabajo (W

), tiempo (t

)
=P
W
t
Poder Fuerza, velocidad P = Fv

398. 386 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
2. Los componentes horizontal y vertical de una fuerza son
108 y 22 N, respectivamente. ¿Cuál es la magnitud del
vector resultante?
a. 130 N
b. 110 N
c. 106 N
d. 12 148 N
3. Una pelota de 4.12 N necesita estar acelerando en direc- ción vertical a 20 m/s
2
para alcanzar su altura meta. ¿Qué
tanta fuerza se debe ejercer en la dirección vertical para lograr esto?
a. 0.206 N
b. 4.85 N
c. 8.4 N
d. 4.12 N
4. La fuerza paralela a una superficie es 380 N y la fuerza perpendicular a la superficie es 555 N. El coeficiente de fricción es 0.66. ¿Cuál es la fuerza friccional?
a. 841 N
b. 617 N
c. 251 N
d. 366 N
5. En la pregunta 4, si la fuerza de 380 N es la fuerza anterior aplicada por un pie sobre el suelo al caminar, ¿qué hará la persona?
a. Se caerá, ya que la fuerza de fricción es menor a la fuerza aplicada.
b. Se caerá, ya que la fuerza de fricción hará que el pie “se quede pegado” al suelo ya que es mayor que la fuerza anterior
.
c. Continuará caminando de forma normal, ya que la fuerza de fricción es suficiente para evitar que se r
esbale.
d. No hay suficiente información para responder.
6. Si la pierna de un individuo ejerce una fuerza de 9 N mien- tras se mueve 0.4 m en 0.2 segundos, ¿cuál es el poder generado por la pierna?
a. 18 W
b. 45 W
c. 0.72 W
d. 4.5 W
7. Si el coeficiente estático de fricción de un zapato de balon
­cesto sobre una superficie de juego en particular es
de 0.58 y la fuerza normal es 911 N, ¿qué fuerza horizontal se requiere para hacer que el zapato resbale?
a. < 1 570 N
b. > 306 N
c. > 528 N
d. < 528 N
8. Un individuo levanta una pesa de 80 kg a una altura de 2.02 m. Cuando la pesa se sostiene sobre la cabeza, ¿cuál es la energía potencial? ¿Cuál es la energía cinética?
a. EP = 0 N-m, EC = 162 N-m
b. EP = 162 N-m, EC = 0 N-m
c. EP = 0 N-m, EC = 1585 N-m
d. EP = 1 585 N-m, EC = 0 N-m
9. Calcule el impulso de una fuerza que se incrementa a una tasa constante de 0.0 a 3.0 N durante 3.0 segundos, y luego disminuye a una tasa constante diferente de 3.0 a 0.0 N en 4.0 segundos.
a. 27.0 Ns
b. 10.5 Ns
c. 21 Ns
d. 3.0 Ns
10. Considere el siguiente diagrama de cuerpo libre. Utilizando análisis estático, resuelva las fuerzas horizontal y vertical de C que mantendrán al sistema en equilibrio si A = 331 N, B = 79 N, y W = 50 N.
a. F
y
= 342.5 N; F
x
= 59.6 N
b. F
y
= –59.6 N; F
x
= –342.5 N
c. F
y
= 59.6 N; F
x
= 342.5 N
d. F
y
= –9.6 N; F
x
= –342.5 N
11. Calcule la altura del centro de masa por encima de su posición inicial durante un salto desde posición acuclilla
­-
da con base en la siguiente información: PC = 777 N, fuerza vertical total = 899 N y tiempo de aplicación de la fuerza = 0.93 segundos.
a. 0.21 m
b. 0.12 m
c. 0.10 m
d. 0.073 m
12. Calcule la velocidad de despegue para un salto con base en la siguiente gráfica hipotética (peso del saltador = 700 N).
a. 1.40 m/s
b. 0.71 m/s
c. 16.1 m/s
d. 1.96 m/s
Tiempo (s)
Fuerza (N)
0 0.75 1.25 1.50
1 500
700
500
0
30°
45°
A
B
W
C

399. CAPÍTULO 10 Cinemática lineal 387
13. Usted se para sobre una banda inclinada a 2% y posterior­
mente a una inclinación de 10%. ¿En qué situación es me­-
nor la fuerza friccional?
a. En la inclinación de 2%, porque la fuerza normal es menor.
b. En la inclinación de 10%, porque la fuerza normal es menor.
c. Permanece constante dado que su masa y la gravedad
permanecen constantes.
d. La inclinación no afecta la fuerza friccional.
14. Un objeto es empujado por un palo en forma horizontal sobre una mesa a una velocidad constante. ¿Cuál(es) inciso(s) es (son) verdadero(s)?
a. La aceleración lineal es igual a cero.
b. La fuerza aplicada es igual a la fuerza cinética friccional.
c. La fuerza aplicada es igual a cero.
d. Todas las anteriores.
e. a y b son correctas.
15. Un auto de 1 300 kg comienza a rodar pendiente abajo
por un camino con una inclinación de 30°. La gente se apresura a intentar detenerlo. ¿Qué tanta fuerza necesi- tarán aplicar para lograrlo?
a. 1 300 N
b. 11 044 N
c. 12 753 N
d. 6 377 N
16. Un jugador de fútbol americano de 150 kg está corriendo hacia otro jugador a 11.1 m/s. ¿Qué tanta fuerza se nece- sita aplicar durante 2.0 segundos para detenerlo?
a. 1 665 N
b. 13.5 N
c. 833 N
d. Para resolver el problema se requiere conocer la masa
del otro jugador.
17. Usted se desliza sobre un trineo cuesta abajo por la misma colina cuando (a) hay nieve al fondo y (b) sólo hay pasto en el fondo cuando la colina se nivela. Asumiendo que usted llega a la parte baja de la colina a la misma velocidad, ¿por qué no viaja tan lejos antes de detenerse cuando está sobre el pasto?
a. Toma más trabajo desacelerarlo en la nieve.
b. Usted tiene menos energía cinética en el pasto.
c. Usted viaja la misma distancia, sólo que le lleva más tiempo r
ecorrerla en el pasto.
d. El trabajo realizado por la fricción para desacelerarlo
ocurre más rápido en el pasto.
18. Si el impulso de frenado en una curva de FRS anterior- posterior por tiempo al correr es mayor que el impulso de propulsión, ¿qué está haciendo el corredor?
a. Desacelerando.
b. Acelerando.
c. Corriendo a una velocidad constante.
d. No se está moviendo.
19. Una mujer de 608 N se arroja desde una plataforma de 10 m en un clavado. ¿Cuál es su energía cinética y poten- cial después de 7 m?
a. EC = 1 824 J; EP = 4 255 J. b. EC = 4 255 J; EP = 1 825 J.
c. EC = 41 744 J; EP = 17 903 J. d. EC = 17 903 J; EP = 41 744 J
20. Una fuerza constante de 160 N actúa sobre un objeto en dirección horizontal. La fuerza mueve el objeto hacia adel- ante 75 m en 2.3 segundos. ¿Cuál es la masa del objeto?
a. 22.6 kg
b. 5.64 kg
c. 11.28 kg
d. 60 kg
21. Un camión de 14 000 kg está viajando a 20 m/s. ¿Cuál
sería la velocidad de un camión de 10 000 kg con el mismo
momento?
a. 28 m/s
b. 20 m/s
c. 32 m/s
d. 40 m/s
22. Un corredor de fútbol americano es tacleado con una fuerza de 4
100 N por un liniero con un peso de 1 000 N.
¿Cuál era la aceleración del linier
o? a. 9.81 m/s
2
b. 102 m/s
2
c. 40.2 m/s
2
d. 4.1 m/s
2
23. ¿Cuál es la presión en el pie para una persona de 85 kg apoyada sobre la bola de un pie haciendo contacto sobre un área de aproximadamente 100 cm
2
?
a. 8 500 N/cm
2
b. 0.85 N/cm
2
c. 8.34 N/cm
2
d. 83.4 N/cm
2
24. El trabajo calculado en el tiempo 1 y el tiempo 2 fue 925 y 998 N-m, respectivamente. Calcule el poder si el intervalo fue de 0.049 segundos.
a. 811 W
b. 18 878 W
c. 39 245 W
d. 1 923 W
25. ¿Qué tanto poder es generado en la dirección horizontal por una fuerza de 950 N aplicada sobre un objeto a un ángulo de 40°, haciendo que el objeto se mueva 4 m en forma horizontal en 1.6 segundos?
a. 4 658 W
b. 1 527 W
c. 2 375 W
d. 1 819 W
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403. 391
Después de leer este capítulo, el estudiante será capaz de:
1. Definir tor que, y discutir las características de un torque.
2. Mencionar los análogos angulares de las tres leyes del movimiento de Newton y sus
impactos sobre el movimiento humano.
3. Discutir el concepto de momento de inercia.
4. Comprender el impacto del momento angular en el movimiento humano.
5. Definir el concepto de centro de masa.
6. Calcular el centro de masa del segmento y el centro de masa del cuerpo completo.
7. Diferenciar entre las tres clases de palancas.
8. Definir y llevar a cabo un análisis estadístico del movimiento de una sola articulación.
9. Definir estabilidad y discutir su efecto en el movimiento humano.
10. Definir y llevar a cabo un análisis dinámico del movimiento de una sola articulación.
11. Definir la relación impulso-momento.
12. Discutir la relación entre torque, trabajo angular, energía cinética rotacional y poder
angular.
13. Definir la relación trabajo-energía.
OBJETIVOS
Torque o momento de fuerza
Características de un torque
Acoplamiento de fuerzas
Leyes del movimiento de Newton:  análogos angulares
Primera ley: Ley de inercia Segunda ley: Ley de aceleración angular Tercera ley: Ley de acción-reacción Centro de masa Cálculo del centro de masa: método
 segmentario
Rotación y apalancamiento
Definiciones Clases de palancas Palanca de segunda clase Palanca de tercera clase
Tipos de torque
Representación de los torques que
 actúan sobre un sistema
Análisis utilizando las leyes de
 movimiento de Newton
Efectos de un torque en un instante
 en el tiempo
Efectos de un tor
que aplicado durante un  periodo
Trabajo angular: efectos del torque
 aplicado a lo largo de una distancia
Aplicaciones especiales del torque
Poder angular
Energía
ESQUEMA
CAPÍTULO
11
CINÉTICA ANGULAR

404. 392 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
En el capítulo 10 se discutió la noción de que el movimiento
no ocurre a menos que se aplique una fuerza externa.
También se discutieron las características de una fuerza, dos
de las cuales fueron la línea de acción y el punto de aplicación.
Si la línea de acción y el punto de aplicación de una fuerza
son críticos, parecería que el tipo de movimiento producido
puede depender de estas características. Por ejemplo, una
enfermera que empuja una silla de ruedas ejerce dos fuerzas
iguales, una sobre cada asa. El resultado es que las líneas de
acción y los puntos de aplicación de las dos fuerzas hacen que
la silla de ruedas se mueva en línea recta. Sin embargo, ¿qué
sucede cuando la enfermera empuja la silla con un solo brazo,
aplicando fuerza a sólo una de las asas? Se está aplicando
una fuerza, pero el movimiento es totalmente diferente. De
hecho, la silla de ruedas se trasladará y rotará (Fig. 11-1). La
situación que acaba de describirse de hecho representa a la
mayoría de los tipos de movimiento que ocurrirán cuando los humanos se mueven. Es raro que una fuerza o un sistema de fuerzas cause únicamente traslación. De hecho, la mayo
­-
ría de las aplicaciones de fuerza en el movimiento humano causa traslación y r
otación en forma simultánea.
La rama de la mecánica que trata con las causas del movi-
miento se llama cinética. La rama de la mecánica que trata con las causas del movimiento angular es la
cinética angular.
Torque o momento de fuerza
Cuando una fuerza causa rotación, ésta ocurre en torno a un punto pivote, y la línea de acción de la fuerza debe actuar
a una distancia respecto al punto pivote. Cuando se aplica
una fuerza de forma que causa una rotación, al producto de dicha fuerza y la distancia perpendicular a su línea de acción

se le denomina torque o momento de fuerza. Estos térmi -
nos son sinónimos, y se utilizan de forma indistinta en la lite-
ratura, y se emplearán de forma indistinta en este texto. Un tor
que no es una fuerza, sino simplemente el efecto de una
fuerza al causar una rotación. Por tanto, el torque se define como la tendencia de una fuerza a causar rotación en torno a un eje específico. En un análisis bidimensional (2D), el eje en torno al cual actúa el torque no son ni el eje horizontal ni el eje vertical. El torque actúa en torno a un eje que es perpendicular al plano x-y. Este eje se conoce como eje z .
Por tanto, los torques de los que se hablará en este capítulo siempre actuarán en torno al eje z (Fig. 11-2).
CARACTERÍSTICAS DE UN TORQUE
Los dos componentes importantes de un torque son la mag-
nitud de la fuerza y la distancia más corta o perpendicular desde el punto pivote hasta la línea de acción de la fuerza.

Además, cualquier discusión sobre un torque debe ser en referencia a un eje específico actuando como el punto pivote. Matemáticamente, el torque es:
T = F × r
donde T es el torque, F es la fuerza aplicada en newton, y r
es la distancia perpendicular (usualmente en metros) desde la línea de acción de la fuerza al punto pivote. Debido a que el torque es el producto de una fuerza, con unidades de newton, y una distancia, con unidades de metros, el torque tiene unidades de newton-metros (N-m). La distancia, r , se
conoce como brazo de torque o brazo de momento de la
fuerza (estos términos también se utilizarán de forma indis-
tinta). Este concepto se ilustra en la figura 11-3. Si la fuerza
Cinética angular de la
 locomoción
Cinética angular en el swing
 de golf
Cinética
angular de la propulsión
 en silla de ruedas
Resumen
Pr
eguntas de repaso
Dirección del movimiento
Rotación
Eje de
rotación
Traslación
FIGURA 11-1
 Vista desde arriba de una silla de ruedas. (A) La silla
es trasladada hacia adelante por las fuerzas F
1
y F
2
. (B) La silla rota y se
traslada si sólo se aplica la fuerza F
1
.

405. CAPÍTULO 11 Cinética angular 393
torque en torno al
eje z
x
z
y
FIGURA 11-2 El eje z es perpendicular al plano x-y. En 2D, los tor-
ques actúan en torno al eje z. Un torque positivo parecería que se sale
de la página, en tanto que un torque negativo se adentraría en la página.
FIGURA 11-3 Cuando se aplica una fuerza, no
causa rotación si se aplica a través del punto pivote (A), o se genera un torque si se aplica la fuerza a
una distancia respecto al eje (B y C). El brazo de
momento es la distancia perpendicular de la línea de acción de la fuerza al eje de rotación.
actúa directo a través del punto pivote o el eje de rotación, el
torque es cero debido a que el brazo de momento será cero.
Por tanto, sin importar la magnitud de la fuerza, el torque
sería cero (Fig. 11-3A).
En la figura 11-3B, una fuerza de 20 N se aplica en forma
perpendicular a una palanca en un punto a 1.1 m del eje.
Debido a que la fuerza no está siendo aplicada a través del
eje de rotación, la distancia más corta al eje es la distancia
perpendicular desde el punto de contacto de la fuerza hasta
el eje. El torque generado por esta fuerza puede calcularse
como:
T = F × r
T = 20 N × 1.1 m
T = 22 N-m
Otro método para calcular el torque utiliza funciones tri-
gonométricas. En la figura 11-3C se muestra el ejemplo de una fuerza de 20 N aplicada a 1.44 m del eje de r
otación a un
ángulo de 50° respecto a la palanca. Ésta es una situación más común que el caso anterior. Para calcular el torque, podemos calcular el brazo de momento tomando el producto del seno del ángulo y la distancia a la que actúa la fuerza respecto al eje
Pivote o
eje de rotación
Pivote o
eje de rotación
Pivote o
eje de rotación
Fuerza
Fuerza
Fuerza
Línea de
acción
50°
Brazo de momento
A
B
C
Brazo de momento

406. 394 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
angulares, una dirección en sentido contrario al de las mane-
cillas del reloj se considera positiva (23), mientras que una
dir
ección en el sentido de las manecillas del reloj se considera
negativa. Por tanto, un torque en sentido contrario al de
las manecillas del reloj es positivo y uno en el sentido de las
manecillas del reloj es negativo. Los torques en un sistema
pueden ser evaluados a través de operaciones vectoriales
como se ha descrito para las fuerzas. Esto es, los torques pue
­
den integrarse en un torque resultante.
El concepto de torque es común en la vida cotidiana, por
ejemplo, en el uso de una llave de tuercas para aflojar un tornillo. Aplicar una fuerza sobre la llave produce rotación, haciendo que el tornillo se afloje. La llave se sujeta intuitiva-
mente en el extremo del mango, como en la figura 11-5A. Sujetarla de esta for
ma maximiza el brazo de momento y por
tanto el torque. Si la llave se sujetara en su parte media, el tor-
que sería cortado a la mitad, aun cuando se aplicara la misma magnitud de fuerza (Fig. 11-5B). Para lograr el mismo tor-
que que en el primer caso, se debe duplicar la magnitud de la fuerza. En consecuencia, incr
ementar la magnitud de la
fuerza o aumentar el brazo de momento, o ambos, pueden incrementar el torque.
El concepto de torque se utiliza con frecuencia en la
evaluación de la rehabilitación. Por ejemplo, si un indivi-
duo tiene un codo lesionado, el terapeuta puede utilizar una técnica de r
esistencia manual para evaluar la articula-
ción. El terapeuta resistirá la flexión del codo del individuo
ejerciendo una fuerza en la parte media del antebrazo.
Esto crea un torque que el paciente debe vencer. A medida que el individuo pr
ogresa, el terapeuta puede ejercer
aproximadamente el mismo nivel de fuerza sobre la muñeca en lugar de en la par
te media del antebrazo. Al incrementar
el brazo de momento mientras que se mantiene la fuerza constante, el terapeuta ha aumentado el torque que el paciente debe vencer. Esta técnica simple puede ser útil para que el terapeuta desarrolle un programa de rehabilitación para el individuo.
de rotación. Este producto en esencia nos daría la distancia perpendicular de la línea de aplicación de la fuerza al eje de rotación. Este cálculo sería:
T = F sen
u × r
T = 20 × sen 50° × 1.44 m
T = 20 N × 0.766 × 1.44 m
T = 22 N-m
En este caso, la distancia perpendicular del brazo de
momento es 1.1 m, como lo teníamos en el ejemplo previo, y el torque es el mismo. La segunda fórmula, utilizando el seno del ángulo para el cálculo del torque es de hecho un caso más general de la fórmula original. Si el ángulo entre el brazo de momento y la línea de aplicación de la fuerza fuera de 90°, entonces el seno de 90° es 1, y tomando el producto del seno del ángulo y la distancia desde el eje de rotación se obtiene la distancia perpendicular.
Cuando la fuerza no se aplica a través del punto pivote,
como en la figura 11-3B y C, se dice que el torque resulta de una fuerza excéntrica, literalmente, una fuerza descentrada.
Aunque una fuerza excéntrica causa de modo principal rota-
ción, también causa traslación. En la figura 11-4 se muestran ejemplos de aplicaciones de tor
que. La fuerza puede gene-
rarse por los músculos que jalan desde una distancia respecto a una ar
ticulación (Fig. 11-4B), o por una fuerza que viene
desde el suelo y actúa a una distancia del centro de gravedad (Fig. 11-4C).
El torque es una cantidad vectorial, y por tanto tiene
dirección y magnitud. La magnitud está representada por la magnitud de la fuerza multiplicada por la magnitud del brazo de momento perpendicular a la línea de aplicación de la
fuerza. La dirección está determinada por la convención de la r
egla de la mano derecha. En esta convención, los dedos
de la mano derecha se colocan a lo largo de la línea del bra
­-
zo de momento y se curvan en la dirección de la rotación. La dir
ección en la que apunta el pulgar indica el signo positivo
o negativo del torque. Como se mencionó en las mediciones
AB C
Fuerza
Fuerza Fuerza
Fuerza
BM
BM
FIGURA 11-4
 La forma en la que los torques son comúnmente generados por fuerza muscular (A), fuerza
gravitacional (B), y una fuerza de reacción del suelo (C). BM, brazo de momento.

407. CAPÍTULO 11 Cinética angular 395
son dos fuerzas paralelas que son iguales en magnitud y que
actúan en direcciones opuestas. Estas dos fuerzas actúan a
una distancia respecto al eje de rotación y producen rotación
en torno a dicho eje. Se puede conceptualizar un acopla-
miento de fuerzas como dos torques o momentos de fuerza,
cada uno cr
eando una rotación en torno al eje longitudinal
del gimnasta. Sin embargo, los torques también causan trasla-
ción, pero debido a que la traslación causada por cada torque
va en dir
ección opuesta, la traslación se cancela. Por tanto,
una fuerza acoplada causa una rotación pura en torno a un eje
de rotación sin traslación. Al colocar los pies ligeramente más
separados, el gimnasta en la figura 11-6 puede incrementar el
brazo de momento y por tanto causar mucha mayor rotación.
Un acoplamiento de fuerzas se calcula de la siguiente forma:
Fuerza acoplada = F × d
donde F es una de las fuerzas iguales y opuestas y d es la
distancia entre las líneas de acción de las dos fuerzas. Aunque
no existe un acoplamiento de fuerzas real en la anatomía
humana, el cuerpo humano a menudo utiliza fuerzas acopla-
das. Por ejemplo, se crea una fuerza de acoplamiento cuando
uno utiliza el pulgar y el dedo índice para abrir la tapa de un

frasco.
Leyes del movimiento de
Newton: análogos angulares
El caso lineal de las leyes del movimiento de Newton se pre-
sentó en el capítulo 10. Estas leyes pueden reformularse para
r
epresentar análogos angulares. Cada cantidad lineal tiene un
análogo angular correspondiente. Por ejemplo, el análogo
angular de la fuerza es el torque, el de la masa es el momento
de inercia y el de la aceleración es la aceleración angular. Estos
análogos pueden sustituirse directamente en las leyes lineales
para crear análogos angulares.
PRIMERA LEY: LEY DE INERCIA
Un cuerpo en rotación continuará en un estado de movi-
miento angular uniforme a menos que un torque externo
actúe sobr
e él. Representada matemáticamente como en el
caso lineal, la ecuación sería:
Si ΣT = 0 entonces Δ
v = 0
Esto es, si la suma de los torques es cero, entonces el
objeto está ya sea en un estado de reposo o rotando a una
velocidad angular constante.
Sin embargo, para comprender por completo esta ecua-
ción, primero debemos discutir el concepto de inercia en el
caso angular
. En el caso lineal, de acuerdo con la primera ley
del movimiento de Newton, la inercia es la tendencia de un
objeto a resistir un cambio en la velocidad lineal. La medición
de la inercia de un objeto es la masa. La contraparte angu
­-
lar de la masa es el momento de inercia. Es una cantidad que indica la r
esistencia de un objeto al cambio en el movi-
miento angular. A diferencia de su contraparte lineal, la masa, el momento de iner
cia de un cuerpo depende no sólo de la
masa del objeto, sino también de la distribución de la masa
ACOPLAMIENTO DE FUERZAS
Un gimnasta que desea ejecutar un giro sobre un eje longi-
tudinal no aplica una, sino dos fuerzas paralelas que actúan
en dir
ecciones opuestas. Al aplicar una fuerza hacia atrás con
un pie y una fuerza hacia adelante con el otro, el gimnasta
crea dos torques que producen una rotación en torno a su eje
longitudinal (Fig. 11-6). A este par de fuerzas se le conoce
como acoplamiento de fuerzas. Un acoplamiento de fuerzas
Aplicación
de fuerza
Brazo de momento
Brazo de momento
Aplicación
de fuerza
Pie
izquierdo
Pie
derecho
Eje
longitudinal
FIGURA 11-6
 El torque F
R
× d
R
es creado por el pie derecho, mien-
tras que otro torque F
L
× d
L
, es creado por el pie izquierdo. Dado que
estos dos torques son iguales y van en la misma dirección angular, el
acoplamiento de fuerza resultará en una rotación en torno al eje lon-
gitudinal a través del centro de masa.
FIGURA 11-5
 Llave de tuercas con dos puntos de aplicación de
fuerza. Sujetar la llave en el extremo (A) genera más torque que suje-
tarla cerca del punto de rotación (B) ya que el brazo de momento es
mayor en (A) que en (B).

408. 396 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
cerca de los glúteos. El efecto de esta acción es disminuir el
momento de inercia de la extremidad inferior en relación con
un eje transverso mediante la articulación de la cadera. Esto
le permite a la extremidad rotar hacia adelante de forma más
rápida de lo que lo haría si no se flexionara la extremidad
inferior. Esta acción es una característica distintiva de la acción
de la extremidad inferior de los velocistas. En la figura 11-8 se
ilustra el cambio en el momento de inercia de la extremidad
inferior durante la acción de recuperación al correr.
El cálculo del momento de inercia no es trivial. Si se con-
sidera que todos los objetos están hechos de un determinado
númer
o de partículas pequeñas, cada una con su propia masa
y su propia distancia respecto al eje de rotación, se puede
representar el momento de inercia en términos matemáticos
de la siguiente forma:
∑=
−
Im r
ii
i
n
2
1
donde I es el momento de inercia, n representa el número de
masas de partículas, m
i
representa la masa de la partícula i , y
r
i
es la distancia de la i
era
partícula respecto al eje de rotación.
Esto es, el momento de inercia es igual a la suma de los pro-
ductos de la masa y la distancia respecto al eje de rotación al cuadrado de todas las masas de las par
tículas que conforman el
objeto. Un análisis dimensional resulta en unidades de kilogra-
mo-metros al cuadrado (kg-m
2
) para el momento de inercia.
Considere la ilustración en la figura 11-9. Este objeto
hipotético está compuesto de cinco puntos de masa, cada uno con una masa de 0.5 kg. Las distancias r
1
a r
5
represen-
tan la distancia respecto al eje de rotación. Los puntos de masa están a una separación de 0.1 m uno del otr
o, estando
la primera masa a 0.1 m de distancia del eje y-y. Cada punto de masa está a 0.1 m del eje x-x. El momento de inercia en torno al eje y-y es:
∑5
−
−
Im r
yy ii
i
n
2
1
= m
1
r
1
2
+ m
2
r
2
2
+ m
3
r
3
2
+ m
4
r
4
2
+ m
5
r
5
2
= 0.5 kg × (0.1 m)
2
+ 0.5 kg × (0.2 m)
2
+
0.5 kg × (0.3 m)
2
+ 0.5 kg × (0.4 m)
2
+
0.5 kg × (0.5 m)
2
= 0.005 kg-m
2
+ 0.02 kg-m
2
+ 0.045 kg-m
2
+
0.08 kg-m
2
+ 0.125 kg-m
2
= 0.275 kg-m
2
Si el eje de rotación se cambia al eje x–x, el momento de
inercia del objeto en torno a este eje sería:
∑−
−
−
Im r
xx ii
i
n
2
1
= m
1
r
1
2
+ m
2
r
2
2
+ m
3
r
3
2
+ m
4
r
4
2
+ m
5
r
5
2
= 0.5 kg × (0.1 m)
2
+ 0.5 kg × (0.1 m)
2
+
0.5 kg × (0.1 m)
2
+ 0.5 kg × (0.1 m)
2
+
0.5 kg × (0.1 m)
2
= 0.005 kg-m
2
+ 0.005 kg-m
2
+ 0.005 kg-m
2
+
0.005 kg-m
2
+ 0.005 kg-m
2
= 0.025 kg-m
2
El cambio en el eje de rotación del eje y-y al eje x–x reduce
de manera dramática el momento de inercia, resultando en una menor resistencia al movimiento angular en torno al eje
respecto al eje de rotación. El momento de inercia también tiene diferentes valores debido a que un objeto puede rotar en torno a muchos ejes. Esto es, el momento de inercia no es fijo, sino que puede cambiar.
Si un gimnasta rota en el aire en una determinada posi-
ción corporal, se puede ilustrar la forma en la que cambia el momento de iner
cia. Suponga que el gimnasta rota en torno
al eje longitudinal pasando a través del centro de masa del cuerpo completo. El centro de masa es el punto en el que toda la masa parece estar concentrada; los cálculos se presen-
tarán más adelante en este capítulo. La masa del gimnasta está distribuida
a lo largo de y relativamente cerca de este eje que
pasa a través del centro de masa (Fig. 11-7A). Sin embargo, si el gimnasta rota en torno a un eje transverso a través del centro de masa del cuerpo completo, la misma masa está distribuida mucho más lejos del eje de rotación (Fig. 11-7B). Dado que hay una mayor distribución de masa rotando en torno al eje transverso que en torno al eje longitudinal, el momento de inercia es mayor en este último caso. Esto es, hay una mayor resistencia a la rotación en torno al eje trans-
verso que en torno al eje longitudinal. El gimnasta también puede alterar la distribución de su masa en tor
no a un eje al
cambiar la posición del cuerpo, como cuando se asume una posición encogida, llevando más masa más cerca del eje trans-
verso, y disminuyendo por tanto el momento de inercia. En las volter
etas múltiples en el aire, los gimnastas asumen una
posición encogida extrema, casi colocando la cabeza entre las rodillas en un intento por reducir el momento de inercia. Hacen esto para generar menos resistencia a la aceleración angular y por tanto completar múltiples volteretas.
El concepto de reducir el momento de inercia para mejorar
el movimiento angular también se observa al correr. Durante la fase de balanceo, el pie se lleva hacia adelante desde atrás del cuerpo hasta el punto sobre el suelo donde se realizará el siguiente contacto del pie con el suelo. Sin embargo, después de que el pie abandona el suelo, la pierna se flexiona de manera considerable a nivel de la rodilla, y el pie se eleva para llevarlo
FIGURA 11-7 Distribución de la masa de un individuo en torno al
eje longitudinal del centro de masa del cuerpo entero (A) y en torno
a un eje transverso a través del centro de masa del cuerpo entero (B).

409. CAPÍTULO 11 Cinética angular 397
De estos ejemplos, está claro que el momento de inercia
cambia de acuerdo con el eje de rotación.
En el cuerpo humano, los segmentos no están construidos
de forma tan simple como en el ejemplo. Cada segmento está
compuesto por diferentes tipos de tejido, como el hueso, el
músculo y la piel, que no están uniformemente distribuidos.
Los segmentos corporales también tienen formas irregulares.
Esto significa que un segmento no tiene una densidad uni-
forme, de modo que sería impráctico determinar el momento
de iner
cia de los segmentos del cuerpo humano utilizando el
método de masa de partículas. Los valores para el momento
de inercia de cada segmento corporal se determinaron con el
uso de varios métodos. Se obtuvieron de modo experimen-
tal los valores del momento de inercia. Los valores fueron
x-x en
comparación con el eje y–y. Si se utiliza un eje que
pasa a través del centro de masa del objeto, la masa del punto
tres no influenciaría el momento de inercia ya que el eje pasa
directamente a través de este punto. En consecuencia:
∑ 
−
Im r
ii
i
n
CM
2
1
= m
1
r
1
2
+ m
2
r
2
2
+ m
4
r
4
2
+ m
5
r
5
2
= 0.5 kg × (0.2 m)
2
+ 0.5 kg × (0.1 m)
2
+
0.5 kg × (0.1 m)
2
+ 0.5 kg × (0.2 m)
2
= 0.02 kg-m
2
+ 0.005 kg-m
2
+ 0.005 kg-m
2
+
0.02 kg-m
2
= 0.05 kg-m
2
Posición de la pierna
I(kg m
2
)
FIGURA 11-8 Cambios en el momento
de inercia de la pierna durante la zancada.
Eje vertical
a través del centro
de masa
Eje horizontal a
través del centro
de masa
FIGURA 11-9 Sistema hipotético de
cinco puntos de masa.

410. 398 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
través de los extremos proximal y distal del segmento. En el
ejemplo anterior, el radio de giro en proporción de la longi-
tud del segmento en torno al extremo proximal de la pierna
es 0.528. En consecuencia, el momento de iner
cia en torno
al extremo proximal del segmento se calcula de la siguiente
forma:
I
proximal
= m(r
proximal
l)
2
= 3.6 kg × (0.528 × 0.4 m)
2
= 0.161 kg-m
2
Y en torno al extremo distal del segmento de la pierna, el
momento de inercia es:
I
distal
= m(r
distal
l)
2
= 3.6 kg × (0.643 × 0.4 m)
2
= 0.238 kg-m
2
Utilizando MaxTRAQ, importe el archivo de video de la
parte media del apoyo de la mujer caminando. Digitalice
los extremos de la pierna (p. ej., rodilla y tobillo), convierta
estos valores a unidades reales (p. ej., metros), y calcule el
momento de inercia en torno a ejes transversos a través
de los extremos proximal y distal del segmento.
Por lo regular se da el valor del momento de inercia para
cualquier segmento para un eje a través del centro de masa
del segmento. El momento de inercia en torno a un eje a
través del centro de masa es el valor más pequeño posible
de cualquier eje paralelo al segmento. Por ejemplo, en la fi
­
generados a partir de estudios cadavéricos (10), modelos
matemáticos (20, 21), y técnicas de escaneo con gammagrafía (63). Jensen (27) desarrolló ecuaciones de predicción espe-
cíficamente para niños basadas en la masa corporal y la altura del niño.
Se r
equiere de un alto grado de precisión para calcular un
momento de inercia único para un individuo determinado. La mayoría de las técnicas que proporcionan valores para momentos de inercia de segmentos también dan información sobre el radio de giro del segmento; a partir de este valor se puede calcular el momento de inercia. El radio de giro indica la distribución de la masa de un segmento en torno a un eje de rotación, y es la distancia del eje de rotación hasta un punto en el cual se puede asumir que la masa está concen-
trada sin cambiar las características inerciales del segmento. Por tanto, el momento de iner
cia de un segmento puede
calcularse con:
I = m(
rl
)
2
donde I es el momento de inercia, m es la masa del segmento,
l es la longitud del segmento, y la letra griega rho (
ρ) es el
radio de giro del segmento en proporción de la longitud del segmento. Por ejemplo, considere la pierna de un individuo con una masa y una longitud de 3.6 kg y 0.4 m, de manera respectiva. La proporción del radio de giro respecto a la longi-
tud del segmento es 0.302, con base en los datos de Dempster (10). Esta infor
mación es suficiente para calcular el momento
de inercia de la pierna en torno a un eje a través del centro de masa de la pierna. Por tanto, el momento de inercia es:
I
CM
= m(rl
)
2
= 3.6 kg × (0.302 × 0.4 m)
2
= 0.0525 kg-m
2
La tabla 11-1 ilustra el radio de giro en proporción de los
valores de longitud de un segmento de Dempster (10).
Utilizando la técnica de radio de giro, también se puede
calcular el momento de inercia en torno a un eje transverso a
TABLA 11-1 Radios de giro en proporción
de la longitud del segmento
en torno a un eje transverso
Segmento
Centro
de masa Proximal Distal
Cabeza,
cuello,
tr
onco,
0.503 0.830 0.607
Pa
rte supe-
rior del brazo
0.322 0.542 0.645
Brazo 0.303 0.526 0.647
Mano 0.297 0.587 0.577
Muslo 0.323 0.540 0.653
Pierna 0.302 0.528 0.643
Pie 0.475 0.690 0.690
Fuente: Dempster, W. T. (1955). Space requirements of the seated operator.
WADC Technical Report. Wright-Patterson Air Force Base, 55-159.
Eje transverso a través de:
Extremo proximal
Centro de masa
Extremo distal
FIGURA 11-10
 Ejes paralelos transversos a través de los puntos
pr
oximal, distal y del centro de masa del muslo.

411. CAPÍTULO 11 Cinética angular 399
Esta ley puede establecerse algebraicamente como:
ΣT = Ia
donde ΣT es la suma de los torques externos que actúan
sobre un objeto, I es el momento de inercia del objeto, y a
es la aceleración angular del objeto en torno al eje z (en un
plano X-Y). Por ejemplo, si un individuo abduce el brazo del
cuerpo a una posición horizontal, el torque en el hombro
resulta en la aceleración angular del brazo. Entre mayor es el
momento de inercia del brazo en torno a un eje a través
del hombro, menor es la aceleración angular del segmento.
La
expresión de esta relación en la segunda ley de Newton
es de nuevo análoga al caso lineal. Esto es, la suma de los
torques externos es igual a la frecuencia de tiempo de cambio
en el momento angular. Esto es:
a
v
v
=
=
=
TI
TI
t
TI
I
t
d
d
d
d
donde dI ω es el cambio en el momento angular. En conse-
cuencia, la segunda ley de Newton puede escribirse como:
=T
H
t
d
d
donde H es el momento angular. Esto es, el torque es igual
a la frecuencia de tiempo de cambio en el momento angular.
Para cambiar el momento angular de un objeto, se debe
aplicar un torque externo sobre el objeto. El momento
angular puede aumentar o disminuir, pero en cualquier
caso, se requiere un torque externo. El momento angular
es la cantidad de movimiento angular de un objeto y tiene
unidades de kg-m
2
s21. El momento angular es un vector, y
la regla de la mano derecha determina la dirección del vec-
tor. De nuevo, las rotaciones en sentido contrario al de las
manecillas del r
eloj son positivas, y aquéllas en el sentido de
las manecillas, son negativas.
Al igual que en el caso lineal, de la ecuación previa pode-
mos obtener que:
T
× dt = dI
v
Esto es, el producto del torque y el tiempo durante el cual
se aplica es igual al cambio en el momento angular. La canti-
dad T × dt es conocida como
impulso angular.
Cuando la gravedad es la única fuerza externa que actúa
sobre un objeto, como un proyectil en movimiento, el
momento angular generado al momento del despegue per-
manece constante durante el vuelo del proyectil. Este prin-
cipio se conoce como conservación del momento angular,
y se
deriva de la primera ley de Newton que establece que
el momento angular de un sistema permanecerá constante a
menos que se aplique un torque externo sobre el sistema. El
momento angular se conserva durante el vuelo debido a que
el vector del peso del cuerpo, actuando a través del centro de
gravedad corporal total, no crea un torque (p. ej., el brazo
de momento es cero). Ningún movimiento interno o torque
generado en los segmentos puede influenciar el momento
angular generado en el despegue. Este principio le permite
gura 11-10, se trazaron tres ejes transversos paralelos a través
del segmento de la pierna. Estos ejes son a través del extre
­mo
proximal, a través del centro de masa y a través del extre­-
mo distal. Dado que la masa del segmento está distribuida
de forma equitativa en torno al centro de masa, el momen­-
to de inercia en torno al eje del centro de masa es pequeño, y los momentos de iner
cia en torno a los otros ejes son mayo-
res, pero no iguales. Esto fue ilustrado en los cálculos previos del
momento de inercia. Dado que la masa de la mayoría de
los segmentos está distribuida más cerca del extremo proxi-
mal del segmento, el momento de inercia en torno al eje pr
oximal es menor que en torno a un eje paralelo a través del
extremo distal.
Se puede calcular el momento de inercia en torno a cual-
quier eje paralelo, dado el momento de inercia en torno a un eje, la masa del segmento, y la distancia perpendicular entr
e
los ejes paralelos. Este cálculo se conoce como teorema del eje paralelo. Suponga que se conoce el momento de inercia en torno a un eje transverso que pasa a través del centro de masa de un segmento, y es necesario calcular el momento de inercia en torno a un eje transverso paralelo mediante el extremo proximal. Este teorema establecería que:
I
prox
= I
cm
+ mr

2
donde I
prox
es el momento de inercia en torno al eje proximal,
I
cm
es el momento de inercia en torno al eje del centro de
masa, y r es la distancia perpendicular entre los dos ejes para-
lelos. Del cálculo en el ejemplo de la pierna, se determinó que el momento de iner
cia en torno a un eje a través del centro de
masa era 0.0525 kg-m
2
. Si el centro de masa está a una distan-
cia de 43.3% de la longitud del segmento respecto al extremo pr
oximal, se puede calcular el momento de inercia en torno a
un eje paralelo mediante el extremo proximal del segmento. Si la longitud del segmento es 0.4 m, la distancia entre el extremo proximal del segmento y el centro de masa es:
d = 0.433 × 0.4 m
= 0.173 m
Por tanto, el momento de inercia en torno al extremo
proximal es:
I
prox
= I
cm
+ mr
2
= 0.0525 kg-m
2
+ 3.6 kg × (0.173 m)
2
= 0.161 kg-m
2
Este valor es el mismo que se calculó utilizando el radio
de giro y la proporción de la longitud del segmento de los datos de Dempster (10). Por tanto, el momento de inercia en torno a un eje a través del centro de masas es menor que el momento de inercia en torno a cualquier otro eje paralelo mediante cualquier otro punto del segmento.
SEGUNDA LEY: LEY DE ACELERACIÓN ANGULAR
Un torque externo produce una aceleración angular de un cuerpo que es proporcional al torque y en dirección del mismo, e inversamente proporcional al momento de inercia del cuerpo.

412. 400 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
movimientos del brazo y la cadera que ocurren para lograr
este cambio en el momento angular (15, 56, 64, 65). Otras
actividades que utilizan los principios de la transferencia de
momento angular son el esquí de estilo libre y la gimnasia.
Pueden iniciarse rotaciones en el aire aun cuando el
momento angular corporal total es cero. Éstas se conocen
como rotaciones con cero momento. Un ejemplo de esto es
cuando un gato se deja caer desde una posición boca arriba.
El gato inicia una rotación con momento cero y aterriza sobre
sus patas. A medida que el gato comienza a caer, arquea la
espalda para crear dos secciones corporales, una sección fron-
tal y una sección trasera, y dos ejes distintos de rotación (Fig.
11-12A). El gato lleva las patas fr
ontales cerca de la cabeza,
disminuyendo el momento de inercia de la sección frontal,
y la parte superior del tronco rota 180° (Fig. 11-12B). El
gato extiende sus patas traseras y rota su sec
­ción posterior en
dirección opuesta para contrarrestar la rotación del segmento frontal. Dado que el momento de inercia de la sección trasera es mayor que el de la sección delantera, la distancia angu-
lar que mueve la sección trasera es relativamente pequeña.
a los clavadistas y a los gimnastas realizar maniobras aéreas manipulando sus momentos de iner
cia y las velocidades angu-
lares ya que su momento angular es constante.
Consider
e el momento angular de un gimnasta que realiza
una voltereta en el aire en torno a un eje transverso a través del centro de masa corporal total (Fig. 11-11). El torque aplicado en el punto del despegue determina la cantidad de momento angular. Durante la fase de vuelo, el momento angular no cambia. Sin embargo, el gimnasta puede mani-
pular el momento de inercia para girar más rápido o más lento en tor
no al eje transverso. Al momento del despegue,
el gimnasta está en una posición extendida, con un momento de inercia relativamente grande y una velocidad angular, o frecuencia de giro, relativamente pequeña. A medida que el gimnasta asume una posición encogida, el momento de inercia disminuye y la velocidad angular aumenta debido a que la cantidad de momento angular es constante. Habiendo completado la rotación necesaria y en preparación para el aterrizaje, el gimnasta asume de nuevo una posición abierta, incrementando el momento de inercia y disminuyendo la fre-
cuencia de giro. Si estas acciones se llevan a cabo de manera exitosa, el gimnasta ater
rizará sobre sus pies.
Hasta ahora, sólo se ha discutido el momento en torno a
un único eje. El momento angular en torno a un eje puede transferirse a otro eje. Esto ocurre en muchas actividades en las que el cuerpo es un proyectil. Aunque el momento angular total es constante, puede transferirse, por ejemplo, desde un eje transverso a través del centro de masa a un eje longitudinal mediante el centro de masa. Por ejemplo, un clavadista puede girar en torno al eje longitudinal e iniciar acciones que producen una voltereta en torno al eje trans-
verso. El clavado se conoce como clavado con giro completo y una y media vueltas. Los investigador
es han evaluado los
Posición
encogida
Momento
angular
Momento
de inercia
Velocidad
angular
Tiempo (s)
FIGURA 11-11
 Momento angular, momento de inercia y veloci-
dad angular de un clavadista completando una voltereta en el aire.
Durante la porción aérea del clavado, el momento angular corporal
total del clavadista es constante. Cuando el clavadista está en una
posición extendida, el momento de inercia disminuye y la velocidad
angular se incrementa de manera proporcional. Durante la posición
encogida del clavado, la velocidad angular aumenta y el momento de
inercia disminuye en proporción.
Eje de
rotación
Eje de
rotación
FIGURA 11-12 Un gato iniciando una rotación en el aire en ausen-
cia de un torque externo.

413. CAPÍTULO 11 Cinética angular 401
segmento hasta el centro de masa corporal total, y v ′ es la
velocidad angular del segmento en torno a un eje a través
del centro de masa corporal total (24). La figura 11-14 ilus-
tra la proporción del momento angular local y remoto del
momento
angular total en un clavado con dos vueltas y media
al frente. En esta instancia, el momento angular remoto cons-
tituye una mayor proporción del momento angular total en
comparación con el momento angular local.
Esta técnica para calcular el momento angular corporal

total ha sido utilizada en varios estudios biomecánicos. Por
ejemplo, los clavados han sido un área de estudio con relación
a los requerimientos de momento angular de muchos tipos
de clavado. Hamill y cols. (19) reportaron que el momento
angular de los clavadistas de plataforma se incrementaba en
la medida que el número de rotaciones requeridas para el cla-
Para completar la rotación, el gato alinea las patas traseras y
la cola con el tr
onco, y rota la sección trasera en torno a un
eje a través de dicha sección (Fig. 11-12C). La reacción de
la porción frontal del gato a la rotación de la parte trasera
es pequeña ya que el gato crea un gran momento de iner-
cia extendiendo sus patas frontales. Por último, el gato ha
r
otado lo suficiente para aterrizar sobre sus cuatro patas (Fig.
11-12D). El uso de acciones como éstas en actividades como
los clavados y los deportes de pista y campo ha recibido una
atención considerable (12, 15).
Durante el movimiento humano, múltiples segmentos
rotan. Cuando esto sucede, cada segmento individual tiene
un momento angular en torno al centro de masa del seg-
mento, y también en torno al centro de masa corporal total.
El momento angular de un segmento en tor
no a su propio
centro de masa se denomina momento angular local del
segmento. El momento angular de un segmento en torno al
centro de masa corporal total se denomina momento angu -
lar remoto del segmento. El momento angular total del
segmento está confor
mado tanto por aspectos locales como
remotos (Fig. 11-13). Expresado algebraicamente:
H
total
= H
local
+ H
remoto
Si se calcula el momento angular total de un indivi
­duo, se
deben incluir los aspectos locales y los remotos de cada seg-
mento. Por tanto,
∑∑=+
−−
HH H
i
n
i
n
totall ocal
1
remoto
1
donde i representa a cada segmento, y n es el número total
de segmentos.
El momento angular local se expresa como:
H
local
= I
cm
v
donde H
local
es el momento angular local del segmento, I
cm

el momento de inercia en torno a un eje a través del centro de
masa, y
ω la velocidad angular del segmento en torno a un
eje a través del centro de masa del segmento. El aspecto r
emoto del momento angular se calcula de la siguiente forma:
H
remoto
= mdv′
2
donde H
remoto
es el momento angular remoto, m es la masa
del segmento, d es la distancia desde el centro de masa del
Centro de masa
corporal total
Centro de masa
de la pierna
FIGURA 11-13 Ilustración de los momentos angulares local (H
L
) y
remoto (H
R
) del segmento de la pierna.
Hg total
Hg remoto
Hg local
Momento angular (kg-m
2
/s)
Tiempo (s)
FIGURA 11-14 Relación entre el momento angu-
lar corporal total, el momento angular local total, y
el momento angular remoto total de un clavadista
durante un clavado con dos giros y medio hacia el
frente. La marca representa el instante del despe-
gue. (Adaptada de Hamill, J., et al. [1986]. Angular
momento in multiple rotation non-twisting dives. Inter-
national Journal of Sports Biomechanics, 2:78-87.)

414. 402 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Sin embargo, cuando se aplican torques iguales a diferen-
tes cuerpos, la aceleración angular resultante puede no ser
la misma debido a la difer
encia en los momentos de inercia
de los respectivos cuerpos. Esto es, el efecto de un cuerpo
sobre otro puede ser mayor que el de este último sobre el
primero. Por ejemplo, al ejecutar un pivoteo durante una
jugada de doble play, el segunda base salta y en el aire lanza
la pelota a primera base. Al lanzar la pelota, los músculos en
el brazo lanzador del segunda base crean un torque a medida
que el brazo realiza el movimiento de lanzamiento. El resto
del cuerpo debe contrarrestar este torque. Estos torques son
iguales y opuestos, pero tienen un efecto muy diferente sobre
los respectivos segmentos. Mientras que el brazo sufre una
gran aceleración angular, el cuerpo se acelera mucho menos
angularmente debido a que el momento de inercia del cuerpo
es mayor que el del brazo.
CENTRO DE MASA
El peso de un individuo es un producto de la masa y la acele-
ración causada por la gravedad. El vector del peso del cuerpo
se origina en un punto denominado
centro de gravedad, o
punto en torno al cual todas las partículas del cuerpo están
distribuidas de forma equitativa. El punto en torno al cual
el centro de masa del cuerpo está distribuido de forma equi-
tativa se denomina centro de masa. Los términos centro de

masa y centro de gravedad a menudo se utilizan como sinó -
nimos. Sin embargo, el centro de gravedad se refiere sólo a
la dir
ección vertical, ya que es la dirección en la que actúa la
gravedad. El término más general es centro de masa.
Si el centro de masa es el punto en torno al cual la masa
está distribuida equitativamente, también debe ser el punto de
balance del cuerpo. Por tanto, el centro de masa pue
­de defi-
nirse como el punto en el cual la suma de los torques es igual a cer
o. Esto es:
ΣT
cm
= 0
La figura 11-17 muestra una ilustración de dos objetos
con diferentes masas. El objeto A resulta en un torque en sentido contrario al de las manecillas del reloj en torno al punto C, y el objeto B resulta en un torque en el sentido de las manecillas del reloj, también en torno al punto C. Si estos torques son iguales, los objetos están balanceados, y el punto
vado aumentaba (Fig. 11-15). Se han reportado valores supe-
riores a los 70 kg-m
2
/s para los clavados de trampolín (37).
La inclusión de un movimiento de torsión en un clavado con una rotación múltiple incrementa aún más los requerimientos de momento angular (49).
Hinrichs (25) analizó el movimiento de las extremida-
des superiores al correr considerando el momento angu-
lar. Utilizó un análisis tridimensional para determinar el
momento angular en tor
no a los tres ejes cardinales a través
del centro de masa corporal total. Hinrichs reportó que los
brazos realizaban una contribución significativa sólo en torno
al eje longitudinal vertical. Los brazos generan momentos
angulares positivos y negativos de forma alternante, y tienden
a cancelar el patrón de momento angular opuesto de las pier-
nas. Estos hallazgos se ilustran en la figura 11-16. Se observó
que la por
ción superior del tronco rota en conjunto con los
brazos, y la porción inferior rota en conjunto con las piernas.
TERCERA LEY: LEY DE ACCIÓN-REACCIÓN
Para cada torque aplicado por un cuerpo sobre otro, hay un
torque igual y opuesto ejercido por este último cuerpo sobre
el primero.
Esta ley ilustra exactamente el mismo principio que en el
caso lineal. Cuando dos objetos interactúan, el torque ejer-
cido por el objeto A sobre el objeto B es contrarrestado por
un tor
que igual y opuesto ejercido por el objeto B sobre el
objeto A. Estos torques son iguales en magnitud, pero opues-
tos en dirección. Esto es:
Σ
T
A en B
= −ΣT
B en A
En general, el torque generado por una parte del cuer
­-
po para rotar dicha parte resulta en un contratorque por
otra parte del cuerpo. Este concepto aplica en actividades
como
el salto de longitud. Por ejemplo, el saltador balancea
las piernas hacia adelante y hacia arriba en preparación para el
aterrizaje. Para contrarrestar este torque de la parte inferior
del cuerpo, el resto del cuerpo se mueve hacia adelante y
hacia abajo, produciendo un torque igual y opuesto al de la
parte inferior del cuerpo. Aunque el torque y el contratorque
son iguales y opuestos, la aceleración angular de estas dos
porciones del cuerpo es distinta debido a que los momen
­-
tos de inercia son diferentes.
Momento angular (kg-m
2
/s)
Tiempo (s)
FIGURA 11-15 Perfiles de clavados hacia atrás con
media r
otación, una rotación y dos rotaciones ilus-
trando la acumulación de momento angular en la
plataforma. Las marcas indican los instantes del des-
pegue. (Adaptada de Hamill, J., et al. [1986]. Angular
momentum in multiple rotation non-twisting dives.
International Journal of Sports Biomechanics, 2:78-87.)

415. CAPÍTULO 11 Cinética angular 403
Piernas
Cuerpo
Cabeza y tronco
Brazos
Momento angular normal (*0.001/S)
CTI DDI CTD DDD CTI
% Ciclo
FIGURA 11-16 Componente vertical del
momento angular de los brazos, la cabeza y
el tr
onco, las piernas y el cuerpo entero de un
corredor corriendo a velocidad media. (Adap-
tada de Hinrichs, R. N. [1987]. Upper extremity
function in running. II: Angular momentum
considerations. International Jour
­nal of Sports
Biomechanics
, 3:242-263.)
Punto de balance
Torque en sentido contrario
al de las manecillas del reloj
Torque A = (3 kg 
− 9.81 m/s
2
) − 0.2 m = 5.89 Nm
Torque B = (2 kg − 9.81 m/s
2
) − 0.3 m = 5.89 Nm
Torque en el sentido de
las manecillas del reloj
FIGURA 11-17
 Sistema de fuerza de dos
puntos balanceado en el centro de masa.

416. 404 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
donde todas las dimensiones de longitud se miden en cen-
tímetros. La localización del centro de masa del segmento
usualmente se pr
esenta como un porcentaje de la longitud
del segmento ya sea desde el extremo proximal o distal del
segmento.
Otros investigadores han utilizado modelos matemáticos
geométricos para predecir las masas y localizaciones de los seg-
mentos para el cálculo del centro de masa. Esto se ha hecho
r
epresentando los segmentos corporales individuales como
sólidos geométricos regulares (1, 20, 21, 22). Utilizando este
método, los segmentos corporales se representan como conos
truncos (p. ej., brazo, antebrazo, muslo, pierna y pie), cilin-
dros (p. ej., el tronco), o esferas elípticas (p. ej., la cabeza y la
mano). En
la figura 11-18 se presenta uno de estos modelos,
el modelo de Hanavan. Las ecuaciones de regresión basadas
en la geometría de estos sólidos requieren introducir varias
medidas de cada segmento. Por ejemplo, el segmento del
muslo requiere la medición de la circunferencia de las partes
superior e inferior, la longitud y la masa corporal total del
muslo para estimar los parámetros deseados para el segmento.
El tercer método para determinar las características necesa-
rias de los segmentos es la técnica de escaneo gamma sugerida
por Zatsiorsky y Seluyanov (66). Se r
ealiza una medición de
un haz de radiación gamma antes y después de que ha pasado
a través del segmento. Esto permite calcular la masa por
unidad de superficie y por tanto generar ecuaciones de pre-
dicción para determinar las características de los segmentos.
La siguiente ecuación de ejemplo está basada en estos datos,

y predice la masa del segmento de la pierna:
y = −1.592 + 0.0362 × masa corporal +
0.0121 × estatura corporal
donde y es la masa de la pierna en kilogramos. La siguiente
ecuación predecirá la localización del centro de masa a lo largo del eje longitudinal del mismo segmento:
y = −6.05 − 0.039 × masa corporal +
0.142 × estatura corporal
C
puede considerarse el centro de masa. Esto no implica que
la masa de estos dos objetos sea la misma, sino que los tor-
ques creados por las masas son iguales (Fig. 11-17).
El centr
o de masa es un punto teórico cuya localización
puede cambiar de instante a instante durante un movimiento. El cambio en la posición del centro de masa es resultado de las posiciones rápidamente cambiantes de los segmentos corporales durante el movimiento. De hecho, el centro de masa no necesariamente tiene que estar dentro de los límites del objeto. Por ejemplo, el centro de masa de una dona está dentro del agujero interno, pero fuera de la masa física de la dona. En el caso de una persona, las posiciones de los seg-
mentos también pueden colocar al centro de masa por fuera del cuerpo. En actividades como el salto de altura y el salto

con garrocha, en los que el cuerpo debe curvarse alrededor de la barra, el centro de masa está ciertamente fuera de los límites del cuerpo (23).
CÁLCULO DEL CENTRO DE MASA:
MÉTODO SEGMENTARIO
Cálculo del centro de masa del segmento
Se pueden utilizar varios métodos para calcular el centro de
masa de un objeto utilizando técnicas de balanceo. El más
común es calcular el centro de masa de los segmentos indivi-
duales, que después se combinan para proporcionar la loca-
lización del centro de masa del sistema total. Este abordaje,
llamado método segmentario
, involucra conocer las masas
y la localización de los centros de masa de cada uno de los
segmentos del cuerpo. Se utilizan las coordenadas bidimen-
sionales de datos digitalizados (x , y) y las pr
opiedades antes
mencionadas de los segmentos para analizar un segmento a
la vez y después calcular el centro de masa corporal total. La
estimación de la posición del centro de masa corporal total se
obtiene aplicando un modelo que asume que el cuerpo es un
conjunto de segmentos rígidos. El centro de masa corporal
total se calcula utilizando los parámetros inerciales de cada
segmento y su posición.
Antes de presentar los cálculos para este método, se debe
abordar la fuente de la información acerca de los segmentos
corporales. Se han utilizado al menos tres métodos para
obtener esta información. Son medidas basadas en estudios
cadavéricos, modelos matemáticos geométricos y escaneo de
masa.
Varios investigadores han presentado fórmulas que esti-
man la masa y la localización del centro de masa de varios
segmentos basadas en estudios cadavéricos (8, 9, 10, 36).

Estos investigadores han generado ecuaciones de regresión o
predicción que hacen posible estimar la masa y la localización
del centro de masa. La tabla 11-2 presenta las ecuaciones de
predicción de Chandler y cols. (8). Estos parámetros predi-
chos se basan en otros conocidos, como el peso corporal total
y la longitud o cir
cunferencia del segmento. Un ejemplo de
una ecuación de regresión basada en el trabajo de Clauser y
cols. (9) para estimar la masa del segmento de la pierna es la
siguiente:
masa de la pierna =
0.111 circunferencia de la pantorrilla +
0.047 altura tibial + 0.074 circunferen-
cia del tobillo − 4.208
TABLA 11-2 Ecuaciones para predicción del
peso de los segmentos y locali­-
zación del centr
o de masa
Segmento Peso (N) Centro de masa
a
Cabeza 0.032 PC − 18.70 66.3
Tronco 0.532 PC − 6.93 52.2
Parte superior
del brazo
0.022 PC − 4.76 50.7
Brazo 0.013 PC − 2.41 41.7
Mano 0.005 PC − 0.75 51.5
Muslo 0.127 PC − 14.82 39.8
Pierna 0.044 PC − 1.75 41.3
Pie 0.009 PC − 2.48 40.0
a
Localización desde el extremo proximal, como porcentaje.
Fuente: Chandler, R. F. et al. (1975). Investigation of Inertial Properties
of the Human Body. AMRL Technical Report. Wright-Patterson Air Force
Base, 74-137.

417. CAPÍTULO 11 Cinética angular 405
donde y es la localización del centro de masa como porcentaje
de la longitud del segmento en cuestión.
Todos estos métodos han sido utilizados en la literatura
para determinar las características del centro de masa del seg-
mento, y todos proporcionan estimados razonables de estos
parámetr
os. En un análisis biomecánico típico, los investiga-
dores obtienen mediciones de la estatura y el peso, recopilan
datos de la posición de los extr
emos de los segmentos, y
calculan la localización del centro de masa y el peso pro-
porcional del segmento utilizando información previamente
encontrada en la literatura. En las tablas 11-3 y 11-4 se pr
e-
sentan estimados de la localización del centro de masa y los
pesos pr
oporcionales generados por cuatro estudios (8, 9, 10,
41). Se utilizará el segmento del muslo al momento del des-
pegue de los dedos (cuadro 76) del Apéndice B ejemplo para
calcular estos parámetr
os. El sujeto en el apéndice B es una
mujer que pesa 50 kg. Utilizando los datos de Plagenhoef
mostrados en la tabla 11-2 (41), el centro de masa del muslo
de la mujer es 0.1175 veces su masa corporal total. Por tanto,
para esta mujer, la masa del muslo sería:
m
muslo
= 0.1175 × 50 kg
m
muslo
= 5.88 kg
De acuerdo con los datos segmentarios de Plagenhoef, el
centro de masa está a 42.8% de la longitud del muslo medida desde el extremo proximal a lo largo del eje del segmento. Considere las coordenadas del extremo del segmento al mo
­
mento del despegue de los dedos en la figura 11-19. La loca-
lización del centro de masa en la dirección x u horizontal sería:
FIGURA 11-18 Representación del cuerpo humano utilizando sólidos
geométricos. (Adaptada de Miller, D. I., Morrison, W. E. [1975]. Predic-
tion of segmental parameters using the Hanavan human body model.
Medicine & Science in Sports & Exercise, 7(3):207-212.)
H, hombres; M, mujeres.
TABLA 11-3 Localización del centro de masa: porcentaje de la longitud del segmento
desde el extremo proximal
Segmento
Plagenhoef y cols. (1983)
(7 hombres, 9 mujeres)
Clauser (1969) (13
cadáveres masculinos)
Dempster (1955) (8
cadáveres masculinos)
Chandler et al. (1975) (6
cadáveres masculinos)
Cabeza, cuello H 55.0 H 46.4 H 50.0 H 66.3
M 55.0
Tronco H 44.5 H 43.8 H 45.0 H 52.2
M 39.0
Tronco completo H 63.0 H 60.4
M 56.9
Parte superior del
brazo
H 43.6 H 51.3 H 43.6 H 50.7
M 45.8
Antebrazo H 43.0 H 39.0 H 43.0 H 41.7
M 43.4
Mano H 46.8 H 48.0 H 49.4 H 51.5
M 46.8
Muslo H 43.3 H 37.2 H 43.3 H 39.8
M 42.8
Parte inferior de
la pierna
H 43.4 H 37.1 H 43.3 H 41.3
M 41.9
Pie H 50.0 H 44.9 H 42.9 H 40.0
M 50.0

418. 406 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
TABLA 11-4 Peso del segmento: porcentaje del peso corporal total
Segmento
Plagenhoef y cols. (1983)
(7 hombres, 9 mujeres)
Clauser (1969) (13
cadáveres masculinos)
Dempster (1955) (8
cadáveres masculinos)
Chandler et al. (1975) (6
cadáveres masculinos)
Cabeza, cuello H 8.26 H 7.30 H 7.9 H 7.35
M 8.2
Tronco H 46.8 H 50.7 H 51.1 H 51.66
M 45.22
Tronco completo H 55.1
M 53.2
Parte superior del
brazo
H 3.25 H 2.60 H 2.70 H 3.26
M 2.90
Antebrazo H 1.87 H 1.60 H 1.60 H 1.84
M 1.57
Mano H 0.65 H 0.70 H 0.60 H 0.67
M 0.50
Muslo H 10.50 H 10.3 H 9.70 H 9.4
M 11.75
Parte inferior de
la pierna
H 4.75 H 4.30 H 4.50 H 4.01
M 5.35
Pie H 1.43 H 1.50 H 1.40 H 1.45
M 1.33
H, hombres; M, mujeres.
Y
X
Cadera (846.6 mm, 833.2 mm)
CDM (852.9 mm, 675.3 mm)
Rodilla (861.4 mm, 464.3 mm)
xp – xd
FIGURA 11-19 Coordenadas del seg-
mento del muslo y del extremo del segmento en el momento del despegue de los dedos al caminar. (Véase Apéndice C). CDM, centro de masa.

419. CAPÍTULO 11 Cinética angular 407
término g aparece en cada término en la ecuación, puede ser
retirado de la ecuación, lo que resulta en:
m
1
x
1
+ m
2
x
2
+ m
3
x
3
= Mx
cm
Después de sustituir los valores de la figura 11-20 en esta
ecuación, sólo una cantidad es desconocida, x
cm
. Por tanto:
x
x
x
1(1) 2(1) 3(3) 6
12
6
2
cm
cm
cm
+++ += =
== ==

En consecuencia, el centro de masa está a 2 unidades del
eje y. Utilizando el mismo procedimiento, se puede establecer
la localización vertical del centro de masa del sistema deter-
minando los torques en torno al eje x.
Por tanto, la localiza-
ción vertical del centro de masa del sistema puede calcularse
de la siguiente for
ma:

mymy my Mx
y
y
y
1(1) 2(2) 3(3) 6
14
6
2.3
11 22 33 cm
cm
cm
cm
+++ +==
+++ += =
==
==
El centro de masa está a 2.3 unidades del eje x. Por con -
siguiente, el centro de masa total del sistema es (2, 2.3). En
la dir
ección x, la masa está distribuida equitativamente entre
los lados izquierdo y derecho, y por tanto la localización del
centro de masa está básicamente en el centro. Este no es
el caso en la dirección y. La masa total no está distribuida de
for
ma equitativa entre las partes superior e inferior debido a
que la mayor parte de la masa está cerca de la parte superior
del sistema. Como tal, y
cm
está más cerca de la mayor par
­‑
te del sistema. La localización del centro de masa del sistema está r
epresentada en la figura 11-20 por la intersección entre
las líneas punteadas.
x
cm
= x
p
− [longitud del segmento en la
dirección x × 0.428]
x
cm
= x
p
− [(x
p
− x
d
) × 0.428]
x
cm
= 846.6 − [(846.6 − 861.4) × 0.428]
x
cm
= 852.9 mm
donde x
cm
es la localización del centro de masa, x
p
es la locali-
zación de la articulación de la cadera, y x
d
es la localización de
la articulación de la rodilla, todas en la dirección horizontal.
De forma similar, para la dirección vertical o y :
y
cm
= y
p
− [longitud del segmento en la
dirección y × 0.428]
y
cm
= y
p
− [(y
p
− y
d
) × 0.428]
y
cm
= 833.2 − [(833.2 − 464.3) × 0.428]
y
cm
= 675.3 mm
donde y
cm
es la localización del centro de masa, y
p
es la locali-
zación de la articulación de la cadera y y
d
es la localización de
la articulación de la rodilla, todas en la dirección vertical. Por tanto, el centro de masa del segmento es (852.9, 675.3) en el cuadro de referencia. El centro de masa debe estar entre los valores de los extremos proximal y distal de los segmentos. Este procedimiento debe realizarse para cada segmento utili-
zando las coordenadas de los centros articulares para definir los segmentos.
Consulte los datos sobre la marcha en el Apéndice C.
Calcule la localización del centro de gravedad de la pierna
desde el contacto con el suelo (cuadro 0) hasta el des-
pegue de los dedos (cuadro 79), alternando cada cuatro
cuadros. Grafique la trayectoria del centro de gravedad de
la parte inferior de la pierna.
Utilizando MaxTRAC, digitalice las posiciones de la rodi-
lla y el tobillo en el video de la mujer en la fase media
del apoyo de la marcha. Calcule el centro de masa de la
pierna. Nota: esta mujer tiene una masa corporal de 50 kg.
Cálculo del centro de masa corporal total
Después de que se han determinado las localizaciones de los
centros de masa de los segmentos, se puede calcular el centro
de masa corporal total. Considere la ilustración de un modelo
hipotético de tres segmentos en la figura 11-20. La masa y la
localización del centro de masa de cada segmento ya han sido
previamente determinadas. Para determinar la localización
horizontal del centro de la masa de los tres segmentos, se
calcula el torque en torno al eje y utilizando el concepto de
que la suma de los torques en torno al centro de masa total
del sistema es cero. Se deben considerar cuatro torques, tres
creados por los centros de masa de los segmentos, y uno por
el centro de masa total del sistema. Por tanto:
m
1
gx
1
+ m
2
gx
2
+ m
3
gx
3
= Mgx
cm
donde m es la masa de los respectivos segmentos, M es la masa
total del sistema, g es la aceleración debida a la gravedad, x es
la localización de los centros de masa de los segmentos y x
cm

es la localización del centro de masa del sistema. Dado que el
centro de masa
FIGURA 11-20 Localización del centro de masa en un sistema de
tres puntos de masa.

420. 408 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
En ciertas situaciones donde las acciones de las extremida-
des son simétricas, un modelo de ocho segmentos (cabeza,
tr
onco, brazo, antebrazo, mano, muslo, pierna y pie) será
suficiente, aunque debe incluirse la masa de los segmentos
no digitalizados.
Como ejemplo de esta técnica, considere la ilustración del
saltador en la figura 11-21, la cual muestra las coordenadas
de los extremos de los segmentos del saltador. Utilizando
un modelo de ocho segmentos (cabeza, tronco, brazo, ante-
brazo, mano, muslo, pierna y pie), se calculan las coordena-
das de la localización del centro de masa de cada segmento
utilizando uno de los
sets disponibles de datos antropomé-
tricos. Por ejemplo, si se asume que el saltador es hombre
(masa corporal = 70 kg), se pueden calcular las localizaciones
de los centr
os de gravedad de los segmentos utilizando los
datos cadavéricos de Dempster (10). Para cada segmento se
calcula la localización del centro de masa del segmento
medido
para el extremo proximal utilizando localizaciones
estimadas del centro de masa como se ha demostrado pre-
viamente (Tabla 11-5):
CDM
x
=
x
p
+ [(x
d
− x
p
) × localización estimada del CDM
como porcentaje de la longitud del segmento]
CDM
y
=
y
p
+ [(y
d
− y
p
) × localización estimada del CDM
como porcentaje de la longitud del segmento]
En este ejemplo, se calculó el centro de masa de cada
segmento como la distancia desde el extremo proximal. Después se utilizan las localizaciones de las coordenadas x y y
del centro de masa para calcular el torque de cada segmento multiplicando la localización del centro de masa por las pro-
porciones del centro de masa del segmento. Esto es:
El
ejemplo previo puede utilizarse para generalizar el
procedimiento para calcular el centro de masa corporal total.
En tal ejemplo, ya sea para la posición horizontal o vertical,
se añadieron los productos de las coordenadas del centro de
masa del segmento y la masa del segmento de cada segmento,
y luego se dividieron entre la masa corporal total. En térmi-
nos algebraicos:
x
mx
M
ii
i
cm
n
1
∑∑
==
==
donde x
cm
es la localización horizontal del centro de masa
corporal total, n es el número total de segmentos, m
i
es la
masa del i
avo
segmento, M es la masa corporal total y x
i
es
la localización horizontal del centro de masa del i
avo
seg-
mento. De forma similar, para la dirección vertical: y
my
M
ii
i
n
cm
1
∑∑
==
==
donde y
cm
es la localización horizontal del centro de masa
corporal total, n es el número total de segmentos, m
i
es la
masa del i
avo
segmento, M es la masa corporal total y y
i
es
la localización vertical del centro de masa del i
avo
segmento.
Esta técnica para calcular el centro de masa corporal total
es utilizada en muchos estudios en biomecánica. El cálculo se basa en las características del segmento y las coordena-
das determinadas a partir de un análisis cinemático. Para la mayoría de los casos, se conceptualiza al cuerpo como un

modelo de 14 segmentos (cabeza, tronco, y dos brazos, dos antebrazos, dos manos, dos muslos, dos piernas y dos pies).
(834, 1 088)
(827, 1 061)
(822, 1 034)
(795, 984)
(774, 946)
(721, 943)
(629, 858)
(614, 803)
(412, 466)
(440, 392)
(376, 474)
(544, 584)
(562, 740)
(680, 940)
(684, 954)
(698, 954)
(712, 1 040)
X
X
X
X
X
X
X
X
FIGURA 11-21 Extremos de los
segmentos, centros de masa de
los segmentos y centro de masa
corporal total de un saltador. Los
centros de masa de los segmentos
están marcados por una “X”, y el
centro de masa corporal total, por
un punto negro.

421. CAPÍTULO 11 Cinética angular 409
TABLA 11-5 Cálculo del centro de masa corporal total
Segmento Ecuación para localizar el CDM
del segmento
Masa del segmento x
segmento
Masa del segmento x seg-
mento
CDM 2x CDM 2y
Cabeza, cuello
x, y
parte superior de la cabeza
= (712, 1040)
x, y
parte media del hombro
= (684, 954)
x
= x
parte superior de la cabeza
+ 0.50(x
parte media del
hombro
− x
parte superior de la cabeza
) = 712 + 0.5
×(684 − 712) = 698
y
= y
parte superior de la cabeza
+ 0.50(y
parte media del
hombro
− y
parte superior de la cabeza
) = 1
040 +
0.5 (954 − 1040) = 997
CDM
cabeza y cuello
= (698, 997)
Índice de peso
cabeza y cuello
× CDM
− x = 0.079 × 698 = 55.14
Índice de peso
cabeza y cuello
× CDM
− y = 0.079 × 997 = 78.76
Tronco x, y
parte media del hombro
= (684, 954)
x, y
parte media de la cadera
= (562, 740)
x
= x
parte media del hombro
+ 0.45(x
parte media
de la cadera
− x
parte media del hombro
) = 684 +
0.45(562 − 684) = 629.1
y
= y
parte media del hombro
− 0.45(y
parte media de la
cadera
+ y
parte media del hombro
) = 954 + 0.45
(740 − 954) = 857.7
CDM
tronco
= (629.1, 857.7)
Índice de peso
tronco
× CDM −
x = 0.511 × 629.1 = 321.47
Índice de peso
tronco
× CDM
− y = 0.511 × 857.7 = 438.29
Brazos derecho e izquierdo x, y
codo
= (774, 946)
x, y
hombro
= (680, 940)
x
= x
hombro
+ 0.436(x
codo
− x
hombro
)
= 680 + 0.436(774 − 680) = 721
y = y
hombro
+ 0.436(y
codo
− y
hombro
)
= 940 + 0.436(946 − 940) = 942.6
CDM
brazo
= (721, 942.6)
Índice de peso
brazo
× CDM −
x = 0.027 × 721 = 19.47
Índice de peso
brazo
× CDM
− y = 0.027 × 942.6 = 25.45
Antebrazos izquierdo y derecho x, y
muñeca
= (822, 1
034)
x, y
codo
= (774, 946)
x =
x
codo
+ 0.43(x
muñeca
− x
codo
) = 774 +
0.43(822 − 774) = 794.6
y = y
codo
+ 0.43(y
muñeca
− y
codo
) = 946 +
0.43(1034 − 946) = 983.8
CDM
antebrazo
= (794.6, 983.8)
Índice de peso
antebrazo
× CDM −
x = 0.016 × 794.6 = 12.71
Índice de peso
antebrazo
× CDM
− y = 0.016 × 983.8 = 15.74
Manos derecha e izquierda x, y
punta del dedo
= (834, 1
088)
x, y
muñeca
= (822, 1
034)
x = x
muñeca
+ 0.494(x
punta del dedo
− x
muñeca
)
= 822 + 0.494(834 − 822) = 827.9
y = y
muñeca
+ 0.494(y
punta del dedo
− y
muñeca
)
= 1 034 + 0.494(1 088 − 1 034) = 1 060.7
CDM
mano
= (827.9, 1
060.7)
Índice de peso
mano
× CDM −
x = 0.006 × 827.9 = 4.97
Índice de pesoo
mano
× CDM
− y = 0.006 × 1
060.7 = 6.36
Muslos derecho e izquierdo x, y
cadera
= (562, 740)
x, y
rodilla
= (544, 584)
x =
x
cadera
+ 0.433(x
rodilla
− x
cadera
) = 562 +
0.433(544 − 562) = 554.2
y = y
cadera
+ 0.433(y
rodilla
− y
cadera
) = 740 +
0.433(584 − 740) = 672.5
CDM
muslo
= (554.2, 672.5)
Índice de peso
muslo
× CDM −
x = 0.097 × 554.2 = 53.76
Índice de peso
muslo
× CDM
− y = 0.097 × 672.5 = 65.23
Piernas derecha e izquierda x, y
rodilla
= (544, 584)
x, y
tobillo
= (412, 466)
x =
x
rodilla
+ 0.433(x
tobillo
− x
rodilla
) = 544 +
0.433(412 − 544) = 486.8
y = y
rodilla
+ 0.433(y
tobillo
− y
rodilla
) = 584 +
0.433(466 − 584) = 532.9
CDM
pierna
= (486.8, 532.9)
Índice de peso
pierna
× CDM −
x = 0.045 × 486.8 = 21.91
Índice de peso
pierna
× CDM
− y = 0.045 × 532.9 = 23.98
Pies derecho e izquierdo x, y
talón
= (376, 474)
x, y
punta del dedo
= (440, 392)
x =
x
talón
+ 0.429(x
punta del dedo
− x
talón
) =
376 + 0.429(440 − 376) = 403.5
y = y
talón
+ 0.429(y
punta del dedo
− y
talón
) =
474 + 0.429(392 − 474) = 438.8
CDM
pie
= (403.5, 438.8)
CDM CORPORAL TOTAL (x, y)
Índice de peso
pie
× CDM − x
= 0.014 × 403.5 = 5.65 CDM
x
= Σsegmentaria
CDM
x
= 55.14 + 321.47 + 19.47
+ 19.47 + 12.71 + 12.71
+ 4.97 + 4.97 + 53.76
+ 53.76 + 21.91 + 21.91
+ 5.65 + 5.65 = 613.55
Índice de peso
pie
× CDM
− y = 0.014 × 438.8 = 6.14
CDM
y
= Σsegmentaria
CDM
y
= 78.76 + 438.29 + 25.45
+ 25.45 + 15.74 + 15.74
+ 6.36 + 6.36 + 65.23 +
65.23 + 23.98 + 23.98 +
6.14 + 6.14 = 802.76
Torque del segmento
x
= cm
x
del segmento × proporción de
masa del segmento estimada
Torque del segmento
xy
=
cm
yx
del segmento × proporción
de masa del segmento estimada
Posteriormente puede calcularse el x
cm
sumando los pro-
ductos segmentarios, y el y
cm
se calcula de forma similar utili-
zando las ecuaciones presentadas en este capítulo.
x
mx
M
ii
i
cm
n
1
∑∑
==
==
, y
my
M
ii
i
n
cm
1
∑∑
==
==
CDM, centro de masa.

422. 410 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
de esfuerzo. El segundo caso es cuando la VM  1, cuando el
brazo de esfuerzo es mayor que el brazo de resistencia. En este
caso, el brazo de esfuerzo mayor magnifica el torque creado por
la fuerza de esfuerzo. Por tanto, cuando la VM  1, se dice que
la palanca magnifica la fuerza de esfuerzo. En la tercera situa-
ción, la VM  1, y el brazo de esfuerzo es menor que el brazo

de resistencia. En este caso, se requiere una fuerza de esfuerzo
mucho mayor para vencer la fuerza de resistencia. Sin embargo,
la fuerza de esfuerzo actúa sobre una distancia pequeña, siendo
el resultado el que la fuerza de resistencia se mueve a lo largo
de una distancia mucho más grande en la misma cantidad de
tiempo (Fig. 11-24). Por tanto, cuando la VM  1, se dice que
se magnifica la velocidad o rapidez del movimiento.
CLASES DE PALANCAS
Existen tres clases de palancas. En una palanca de primera
clase, la fuerza de esfuerzo y la fuerza de resistencia están en
lados opuestos del fulcro. Ejemplos en la vida cotidiana de
esta configuración de palanca son el sube y baja, la balanza, y
la palanca de metal. Una palanca de primera clase puede estar
configurada de muchas formas, y puede tener una VM de 1,
más de 1 o menos de 1. Existen palancas de primera clase
en el sistema musculoesquelético del cuerpo humano. Los
músculos agonistas y antagonistas que actúan en de manera
simultánea en lados opuestos de una articulación crean una
palanca de primera clase. Sin embargo, en la mayoría de los
casos, la palanca de primera clase en el cuerpo humano actúa
con una VM de 1. Esto es, la palanca actúa para balancear o
cambiar la dirección de la fuerza de esfuerzo.
Un ejemplo del primer caso es la acción de los músculos
esplenios para balancear la cabeza a nivel de la articulación atlan-
tooccipital (Fig. 11-25). El segundo caso, en el que la palanca
cambia
la dirección de la fuerza de esfuerzo, se observa en la
acción de muchas prominencias óseas llamadas apófisis. Este tipo
de palanca de primera clase es una polea. Un ejemplo de este
caso es la acción de la rótula en la extensión de la rodilla, donde
Por lo tanto, las coordenadas del centro de masa corporal
total en unidades de digitalización son (614, 803) y están indi-
cadas en la figura 11-21 por el punto negro más grande.
Consulte los datos en el Apéndice C. Utilizando los datos
de Plagenhoef para una mujer, calcule la localización del
centro de masa de un sistema de tres eslabones, inclu-
yendo el muslo, la pierna y el pie, para el cuadro 15.
Utilizando MaxTRAC, importe el archivo de video de la
mujer en la fase media de apoyo y digitalice la cadera, la
rodilla, el tobillo y la cabeza del quinto metatarsiano derechos.
Utilizando los datos de Plagenhoef para una mujer, calcule la
localización del centro de masa para el sistema de tres esla-
bones, incluyendo el muslo, la pierna y el pie. Nota: La masa
corporal de la mujer es 58 kg
.
Rotación y apalancamiento
DEFINICIONES
El resultado de un torque es producir una rotación en torno a
un eje. Si se consideran las rotaciones en torno a un punto fijo,
se puede discutir el concepto de palanca. Una palanca es un
cilindro fijo que se rota en torno a un punto fijo o eje llamado
fulcro. Una palanca consiste en una fuerza de resistencia,
una fuerza de efecto, una estructura similar a una barra, y
un fulcro. Además, dos brazos de momento o de palanca se
designan como brazo de esfuerzo y brazo de resistencia. El
brazo de esfuerzo es la distancia perpendicular desde la línea
de acción de la fuerza de efecto hasta el fulcro. El brazo de
resistencia es la distancia perpendicular desde la línea de acción
de la fuerza de resistencia hasta el fulcro. Dado que tanto las
fuerzas de esfuerzo y de resistencia actúan a una distancia res-
pecto al fulcro, crean torques en torno a éste.
Se puede utilizar un ejemplo anatómico, como el seg-
mento del antebrazo, para ilustrar una palanca (Fig. 11-22).
El hueso lar
go del segmento del antebrazo es la estructura
rígida similar a una barra, y la articulación del codo es el ful-
cro. La fuerza de resistencia puede ser el peso del segmento
y posiblemente una car
ga añadida cargada en la mano o en
la muñeca. La fuerza de esfuerzo es producida por la tensión
desarrollada en los músculos para flexionar el codo. La figura
11-23 ilustra varios ejemplos de máquinas simples que son,
para efectos prácticos, diferentes tipos de palancas.
Una palanca puede ser evaluada por su efectividad mecá-
nica calculando su ventaja mecánica (VM). La VM se define

como el cociente del brazo de esfuerzo sobre el brazo de
resistencia. Esto es:
VM
brazodeesfuerzo
brazoderesistencia
==
En la construcción de una palanca, cualesquiera de estas
tres situaciones puede definir la función de la palanca. El caso más simple es cuando la VM = 1, esto es, cuando el brazo de esfuerzo es igual al brazo de resistencia. En este caso, la función de la palanca es alterar la dirección del movimiento o balancear la palanca, pero no magnificar ni la fuerza de resistencia ni la fuerza
Brazo de
resistencia
Brazo de
esfuerzo
Fuerza de
resistencia
Fuerza de
esfuerzo (músculo)
FIGURA 11-22
 Una palanca anatómica mostrando el brazo de
resistencia, el brazo de esfuerzo y el fulcro (articulación del codo).

423. CAPÍTULO 11 Cinética angular 411
clase de palanca, la fuerza de resistencia actúa entre el fulcro y
la fuerza de esfuerzo. Esto es, la fuerza del brazo de resistencia
es menor a la fuerza del brazo de esfuerzo y por tanto la VM es
mayor a 1. Un ejemplo de una palanca de segunda clase en la
vida cotidiana es la carretilla (Fig. 11-26). Utilizando una carre-
tilla, se pueden aplicar fuerzas de esfuerzo que actúen en contra
de fuerzas de r
esistencia significativas generadas por la carga total
el ángulo de tiro del músculo cuádriceps es alterado por la acción
de recorrido de la rótula sobre el surco condilar del fémur.
PALANCA DE SEGUNDA CLASE
En una palanca de segunda clase, la fuerza de esfuerzo y la
fuerza de resistencia actúan del mismo lado del fulcro. En esta
Distancia desplazada
causada por la
fuerza de resistencia
Distancia desplazada
causada por la
fuerza de esfuerzo
Fuerza de resistencia
Fuerza de esfuerzo
Fulcro
FIGURA 11-24 Una palanca de
primera clase en la que el brazo
de mo­mento es menor a 1, esto es, el
brazo de esfuerzo es menor al brazo
de resistencia. Sin embargo, la distan-
cia lineal de desplazamiento generada
por la fuerza de esfuerzo es menor a la
generada por la fuerza de resistencia
en el mismo tiempo.
FIGURA 11-23 Palancas.

424. 412 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
en la carretilla. Existen pocos ejemplos de palancas de segunda
clase en el cuerpo humano, aunque hay quienes consideran, y
otros que no, al acto de pararse de puntillas como una palanca
de segunda clase. Esta acción se utiliza en el entrenamiento con
pesas, y se conoce como elevación de pantorrillas. Dado que hay
tan pocos ejemplos de palancas de segunda clase en el cuerpo
humano, es seguro decir que los humanos no están diseñados
para aplicar grandes fuerzas a través de sistemas de palancas.
PALANCA DE TERCERA CLASE
La fuerza de esfuerzo y la fuerza de resistencia también están
del mismo lado del fulcro en una palanca de tercera clase.
Sin embargo, en esta configuración la fuerza de esfuerzo actúa
entre el fulcro y la línea de acción de la fuerza de resistencia.
Como resultado, el brazo de la fuerza de esfuerzo es menor que
el brazo de la fuerza de resistencia y por tanto la VM es menor
a 1. Un ejemplo de este tipo de palanca es una pala cuando
la mano más cercana al extremo que cava aplica la fuerza de
esfuerzo (Fig. 11-27). En consecuencia, parecería que se debe
aplicar una gran fuerza de esfuerzo para vencer una fuerza de
resistencia moderada. En una palanca de tercera clase, se aplica
una fuerza de esfuerzo grande para obtener la ventaja mecánica
de una mayor velocidad de movimiento. Este es el tipo de con-
figuración de palanca más prominente en el cuerpo humano, y
casi todas las ar
ticulaciones de las extremidades actúan como
palancas de tercera clase. Es tal vez seguro concluir que, desde
un punto de vista de diseño, en el sistema musculoesquelético
se enfatiza una mayor velocidad de movimiento, como lo
ejemplifican las palancas de tercera clase, con exclusión de la
capacidad de una mayor cantidad de fuerza a través del uso de
palancas de segunda clase. La figura 11-28 ilustra una configu-
ración de palanca de tercera clase en el cuerpo humano.
Fuerza de resistencia
(peso de la cabeza)
Fuerza de esfuerzo
(fuerza muscular)
Fulcro
(carilla occipital)
FIGURA 11-25 Una palanca anatómica de primera clase en la que
el peso de la cabeza es la fuerza de r
esistencia, los músculos esple-
nios proporcionan la fuerza de esfuerzo y el fulcro es la articulación
atlantooccipital.
Fuerza de esfuerzo
Fuerza de
resistencia
Brazo de resistencia
Fulcro
Brazo de
esfuerzo
FIGURA 11-26 Una carretilla como palanca de segunda clase. La
fuerza de resistencia se localiza entre el fulcro y la fuerza de esfuerzo. Dado que el brazo de esfuerzo es mayor que el brazo de resistencia, la VM > 1, y la fuerza de esfuerzo se magnifica.
Fuerza
de esfuerzo
Fuerza de
resistencia
Brazo de
resistencia
Fulcro
Brazo de
esfuerzo
FIGURA 11-27 Una persona utilizando una pala constituye una
palanca de tercera clase.

425. CAPÍTULO 11 Cinética angular 413
mancuerna producen un torque alrededor de la articulación del
hombro en dirección de las manecillas del reloj (Fig. 11-29B).
Estos torques gravitacionales deben ser contrarrestados por un
torque muscular en el sentido de las manecillas del reloj para
mantener las posiciones estáticas.
Las fuerzas de contacto también producen torques si se
aplican de forma correcta. Por ejemplo, se generan torques en
torno al centro de gravedad en acciones como los clavados y
la gimnasia al utilizar la fuerza de reacción vertical del suelo en
conjunto con configuraciones corporales que mueven el centro
de masa hacia el frente o hacia atrás de la aplicación de la fuerza.
Considere la figura 11-30A, en la que la fuerza de reacción del
suelo generada en una voltereta hacia atrás se aplica a una dis-
tancia del centro de masa, causando una rotación en el sentido
de
las manecillas del reloj en torno al centro de masa. Una
fuerza muscular también genera torques en torno al centro de
la articulación, como se muestra en la figura 11-30B.
Representación de los torques
que actúan sobre un sistema
Para identificar y analizar las causas del movimiento, usual-
mente se combina un diagrama de cuerpo libre que ilustra
los tor
ques que actúan sobre un sistema, con fuerzas lineales.
Muchos análisis biomecánicos comienzan con un diagrama de
cuerpo libre para cada segmento corporal. Conocido como
modelo de segmento de eslabón rígido, puede tener una
formulación ya sea estática o dinámica. Considere el modelo
del levantamiento de peso muerto ilustrado en la figura 11-31
mostrando el levantamiento (Fig. 11-31A) y el diagrama de
cuerpo libre de los segmentos de la pierna, el muslo, tronco,
brazo y antebrazo (Fig. 11-31B). Si se desarrolla un modelo
de segmento de eslabón rígido, pueden indicarse las fuerzas
que actúan sobre las articulaciones (F
x
, F
y
) y el centro de
masa (W ) junto con los momentos (M ) actuando sobre las
articulaciones.
Análisis utilizando las leyes
de movimiento de Newton
En el capítulo 10 se presentaron tres variaciones de las leyes
de Newton que describen la relación entre la cinemática y la
cinética de un movimiento. Se pueden generar análogos angu-
lares para cada uno de los tres abordajes. En la mayoría de
los análisis biomecánicos, las r
elaciones lineales y angulares se
determinan en forma conjunta para describir la relación causa
y efecto en el movimiento. Los análisis lineales previamente
discutidos presentaban tres abordajes categorizados como
el efecto de una fuerza durante un instante en el tiempo, el
efecto de una fuerza durante un periodo y el efecto de una
fuerza aplicada a lo largo de una distancia. Un análisis com-
pleto también incluye las contrapartes angulares y examina el
efecto de un tor
que en un instante en el tiempo, el efecto de
un torque durante un periodo y el efecto de un torque apli-
cado a lo largo de una distancia. Cada abordaje proporciona
infor
mación diferente, y es útil en relación a la pregunta espe-
cífica formulada acerca del torque y el movimiento angular.
Tipos de torque
Un torque que actúa sobre un cuerpo es creado por una fuerza que actúa a una distancia lejos del eje de rotación. En conse-
cuencia, cualesquiera de los diferentes tipos de fuerzas discuti-
dos en el capítulo 10 puede producir un torque si se aplica en una dir
ección que no pasa a través del eje o punto pivote. La
gravedad, una fuerza de no contacto, genera un torque cada vez que la línea de gravedad no pasa a través de la articulación de la cadera (punto pivote). Como se ilustra en la figura 11-29, la gravedad actuando sobre el segmento del tronco produce un torque en el senti
­do de las manecillas del reloj en torno a
las vértebras lumbares (Fig. 11-29A), y el peso del brazo y una
F
Esfuerzo
F
Resistencia
M
Esfuerzo
M
Resistencia
FIGURA 11-28 El brazo mantenido en flexión a nivel del codo es
una palanca anatómica de ter
cera clase: la fuerza de resistencia
es el peso del brazo, el fulcro es la articulación del codo, y la fuerza
de esfuerzo la proporcionan los músculos flexores del codo.
AB
BM
BM
Fuerza
Fuerza
FIGURA 11-29
 Los torques gravitacionales creados por el peso de
segmentos corporales actuando a una distancia respecto a la articu-
lación en movimientos como la flexión del tronco (A) y la elevación
lateral del brazo (B) deben ser contrarrestados por torques musculares
actuando en la dirección opuesta. BM, brazo de momento.

426. 414 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
torno al eje perpendicular al plano x–y (p. ej., el eje z ), y la
aceleración angular también se da en torno a este eje.
La aplicación de la segunda ley del movimiento de Newton
tanto para las relaciones causa-efecto lineales y angulares
consideraría ecuaciones tanto lineales como angulares. En el
movimiento lineal, se determinan los efectos de una fuerza y
las aceleraciones resultantes en un instante en el tiempo, pero
en el movimiento angular, lo que se determina son los efectos
de un torque y las aceleraciones angulares resultantes.
EFECTOS DE UN TORQUE EN UN INSTANTE
EN EL TIEMPO
La segunda ley del movimiento de Newton se aplica a los efec-
tos de un torque y la aceleración angular resultante. Por tanto:
Σ
T = Ia
Cuando la aceleración angular es cero, se está evaluando
un caso estático. Si la aceleración es diferente a cero, se trata
de un análisis dinámico. Nótese que los torques actúan en
AB
BM
BM
FRS
Fuerza
muscular
CDM
FIGURA 11-30
 Las fuerzas de contacto como
las fuerzas de r
eacción del suelo (A) y las fuerzas
musculares (B) crean torques debido a que la línea
de acción de la fuerza no pasa a través del cen-
tro de masa o el eje de la articulación, respecti-
vamente. CDM, centro de masa; FRS, fuerza de
reacción del suelo; BM, brazo de momento.
A B
FIGURA 11-31 Una sentadilla (A)
como diagrama de cuerpo libre (B) uti- lizando un modelo de segmento vincu- lado ilustrando las fuerzas que actúan sobre las articulaciones y los centros de masa, junto con los momentos actuando a nivel de las articulaciones.

427. CAPÍTULO 11 Cinética angular 415
y
T
B
= 541 N × 2.85 m
T
B
= 1
541 N-m
Para que este sistema esté en equilibrio:
ΣT = 0
T
A
− T
B
= 0
T
A
= T
B
Dado que T
A
es positvo, T
B
es negativo, y sus magnitudes
son iguales, estos momentos se cancelan el uno al otro, y no
ocurre rotación. Sin más fuerzas externas, este sistema que-
dará en una posición balanceada.
Típicamente hay múltiples tor
ques que actúan sobre un
sistema involucrando movimiento humano. La figura 11-33A
muestra el antebrazo de un individuo sosteniendo una man-
cuerna. Para determinar la acción en la articulación del codo,
sería útil conocer el momento causado por los músculos en

torno a la articulación del codo. Si la articulación del codo se
considera como el eje de rotación, hay dos torques negativos
o en el sentido de las manecillas del reloj en este sistema.
Un torque negativo es el resultado del peso del antebrazo
y la mano actuando a través del centro de masa del sistema
antebrazo-masa, y el otro es el resultado del peso de la man-
cuerna. El torque positivo o en contra de las manecillas del
r
eloj es resultado de la fuerza muscular actuando a través de
la articulación del codo. El momento neto de los músculos
debe ser igual a los dos momentos negativos para que el sis-
tema esté en equilibrio. Por tanto:
ΣT = 0
T
músculo
− T
brazo-mano
− T
mancuerna
= 0
Considere el diagrama de cuerpo libre de este sistema
ilustrado en la figura 11-33B. Se puede calcular el momento muscu
­lar que se requiere para mantener al sistema en equili­
brio a partir de la información en el diagrama de cuerpo
libre. El complejo antebrazo-mano pesa 45 N, y el centro de masa está a 0.15 m de distancia de la articulación del codo.
Análisis estático
El caso estático involucra sistemas en reposo o que se están
moviendo a una velocidad constante. Existe un estado de equili -
brio cuando la aceleración del sistema es cer
o. Como se ilustró en
el capítulo 10, existe equilibrio lineal cuando la suma de las fuerzas
que actúan sobre el sistema es igual a cero. El equilibrio también
depende del balance de los torques que actúan sobre el sistema
cuando las fuerzas no son concurrentes. Las fuerzas concurrentes
no coinciden en el mismo punto, y por tanto causan rotación en
torno a algún eje. Estas rotaciones suman todas cero, y el sistema
resultante permanece en reposo o se mueve a una velocidad
angular constante. Esto es, la suma de los momentos de fuerza
o torques en el sistema debe ser igual a cero. En consecuencia,
algebraicamente la ecuación queda de la siguiente forma:
ΣT
sistema
= 0
Antes se sugirió una convención en la que los momentos o
torques causando una rotación en sentido contrario al de las
manecillas del reloj se consideraban positivos y aquellos en el
sentido de las manecillas del reloj se consideraban negativos.
Por tanto, para satisfacer esta condición de equilibrio, la suma
de los momentos en sentido contrario al de las manecillas del
reloj debe ser igual a la suma de los momentos en el sentido
de las manecillas del reloj y no puede ocurrir aceleración
angular alguna.
Considere el diagrama en la figura 11-32, en la que se
describe un sistema de palanca de primera clase. Del lado
izquierdo del fulcro, el individuo A pesa 670 N y está a 2.3 m
del eje de rotación. Este individuo causaría un momento en
sentido contrario al de las manecillas del reloj o positivo. El
individuo B del lado derecho pesa 541 N, está a 2.85 m de
distancia del fulcro y causaría un momento negativo o en el
sentido de las manecillas del reloj. Para que este sistema esté
en equilibrio, el torque en el sentido de las manecillas del reloj
debe ser igual al torque en sentido contrario al de las maneci-
llas del reloj. Por tanto:
T
A
= 670 N × 2.3 m
T
A
= 1
541 N-m
MB
– dirección AFMR
MA
+ dirección ECMR
FIGURA 11-32 Una palanca de pri-
mera clase, un sube y baja.

428. 416 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Para determinar la acción muscular, se debe considerar el
torque neto en torno a la articulación. El torque neto es la
suma de todos los torques que actúan sobre la articulación,
en este caso, el codo. Por tanto:
T
codo
= T
músculo
− T
brazo-mano
− T
mancuerna
T
codo
= 174.75 N-m − 6.75 N-m − 168 N-m
T
codo
= 0
El momento neto en torno a la articulación del codo es
cero, indicando que la acción muscular debe ser isométrica. Si se estima que el brazo de momento de los flexores del codo está a 0.05 m de distancia de la articulación del codo, la fuerza muscular sería:
F
T
0.05m
músculo
músculo ==
F
174.5N-m
0.05m
músculo ==
F
m
= 3495 N
Se puede ver que la fuerza muscular debe ser considera-
blemente mayor que las otras dos fuerzas ya que el brazo de momento para el músculo es muy pequeño comparado con

los brazos de momento del antebrazo-mano o de la man-
cuerna.
Consider
e la figura 11-34. En este diagrama de cuerpo
libre, el brazo se coloca en una postura similar a la de la figura 11-33, pero esta mancuerna pesa 100 N, y el torque muscular medido en el codo es 180 N-m. Todas las otras en esta situación son las mismas que en el ejemplo previo. Por tanto, evaluando el momento neto en el codo:
T
codo
= T
músculo
− T
brazo-mano
− T
mancuerna
T
codo
= 180 N-m − 6.75 N-m − 40 N-m
T
codo
= 133.25 N-m
El peso de la mancuerna es 420 N, y el centro de masa de la
mancuerna está a 0.4 m de distancia de la articulación del codo. El momento debido al peso del brazo y el peso de la

mancuerna es:
T
brazo-mano
= 45 N × 0.15 m = 6.75 N-m
y el momento debido a la mancuerna es:
T
mancuerna
= 420 N × 0.4 m = 168 N-m
Posteriormente puede calcularse el momento debido a la
fuerza muscular de la siguiente forma:
T
músculo
− T
brazo-mano
− T
mancuernal
= 0
T
músculo
− 6.75 N-m − 168 N-m = 0
T
músculo
= 6.75 N-m + 168 N-m
T
músculo
= 174.75 N-m
El músculo debe crear un torque de 174.75 N-m para
contrarrestar el peso del antebrazo, la mano y la mancuerna. Este torque muscular no puede atribuirse en forma directa a ningún músculo en solitario que cruce la articulación. El momento muscular calculado es la suma neta de todas las acciones musculares involucradas. En este caso, dado que el brazo está siendo mantenido en flexión, el momento muscu-
lar neto se debe principalmente a la acción de los flexores del codo, per
o no puede decirse de manera exacta qué flexores
del codo están más involucrados. De hecho, se debe suponer que, debido a que esta es una postura estática, debe haber una cocontracción considerable.
Mmúsculo
Mbrazomano
Mmancuerna
Fulcro
FIGURA 11-33 El antebrazo durante un instante en un curl de
bíceps (A) y el diagrama de cuerpo libre del sistema (B).
Mmúsculo
Mcodo
FIGURA 11-34 Diagrama de cuerpo libre de un curl de bíceps en
un instante donde el antebrazo está horizontal.

429. CAPÍTULO 11 Cinética angular 417
ángulo se incrementa hasta 90° en extensión completa. El
coseno de 0° es 1, y a medida que el ángulo se vuelve mayor,
el coseno se vuelve menor, hasta que a 90° el coseno es 0.
Si el ángulo u aumenta confor
me el brazo se extiende, el
brazo de momento de modo correspondiente debe reducirse
ya que la distancia d no cambia. Cuando el ángulo u es 90°,
el brazo está en extensión completa y el brazo de momento
es cero ya que la línea de acción de la fuerza debida al peso
del brazo pasa a través del eje de rotación.
Considere a un individuo realizando un curl de bíceps con
una mancuerna. El brazo se posiciona a 25° por debajo de la
Debido a que el torque neto en el codo es positivo, la rota-
ción está en sentido contrario al de las manecillas del reloj, y
en consecuencia la acción muscular se interpr
eta como acción
flexora.
En las situaciones previamente descritas, el brazo estaba
paralelo al suelo, y los brazos de torque desde el eje de rota-
ción eran simplemente las distancias medidas a lo largo del
segmento a las líneas de acción de las fuerzas. Sin embar
go, a
medida que el brazo se flexiona o se extiende en la articulación
del codo, los brazos de torque cambian. En la figura 11-35
se ilustran los brazos de momento para la fuerza muscular
con el brazo en tres posiciones. Con el codo extendido (Fig.
11-35A), el brazo de momento es corto. A medida que ocurre
flexión en el codo (Fig. 11-35B), el brazo de momento se
incrementa hasta que el brazo está paralelo al suelo. Cuando
continúa la flexión más allá de este punto (Fig. 11-35C), el
brazo de momento de nuevo se vuelve corto. Por ello, la mag-
nitud del brazo de momento de la fuerza muscular depende
de qué tanta flexión o extensión ocur
re en la articulación.
El cambio en el brazo de momento durante la flexión y
exten
­sión de la extremidad también aplica para los brazos de
momento del peso del antebrazo y la mano y de cualquier cosa que se lleve en la mano.
En la figura 11-36, el brazo se mantiene a un ángulo u
por debajo de la horizontal. El valor d describe la distancia
respecto al eje de rotación del centro de masa del brazo. Sin embargo, el brazo de momento del brazo es la distancia a . Las
líneas a y d forman los lados de un triángulo rectángulo con
la línea de acción de la fuerza. Por tanto, con el ángulo
u, se
puede utilizar la función de coseno para calcular la longitud a. En consecuencia:
a
d
cosu=
a = d × cos u
Se considera que el brazo tiene un ángulo de 0° cuando
está paralelo al suelo. Conforme el brazo se extiende, el
FIGURA 11-35 Cambio en la magni-
tud del brazo de momento del músculo
bíceps durante el rango de movimiento.
A medida que el codo se flexiona des
­
de una posición extendida, el brazo de momento
se hace más largo. A medida
que el brazo continúa flexionándose desde la posición horizontal, el brazo de momento se hace más corto.
Codo
Wantebrazo
Antebrazo
Brazo
FIGURA 11-36 Se utiliza el coseno del ángulo de inclinación del
antebrazo para calcular el brazo de momento cuando el antebrazo no está paralelo a la horizontal.

430. 418 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
Si por convención se considera que el momento causado
por el músculo es positivo, y los momentos producidos por
el peso del brazo y el peso de la mancuerna son negativos,
entonces:
T
músculo
− T
brazo
− T
mancuerna
= 0
Recuerde que el torque es el producto de una fuerza y su
brazo de torque. Por consiguiente, podemos sustituir todos
los valores conocidos en esta ecuación. Esto resulta en:
(F
músculo
× 0.05 m) = (45 N × 0.14 m) + (420 N × 0.36 m)
Se puede resolver esta ecuación para determinar la fuerza
muscular necesaria para mantener esta posición en una pos-
tura estática. En consecuencia:
F
6.3N–m_151.2N–m
0.05m
músculo ==
F
músculo
= 3,150 N
El músculo debe ejercer una fuerza mucho mayor a la del
peso del brazo y la mancuerna ya que el momento o brazo
de torque del músculo es relativamente pequeño. Parece ser que nuestr
o cuerpo tiene una mayor desventaja cuando se
trata de producir momentos de fuerza grandes en torno a una articulación. Sin embargo, la mayoría de nuestras articu-
laciones están configuradas como palancas de tercera clase, indicando que el rango de movimiento se magnifica. Por

tanto, los músculos pueden ejercer fuerzas grandes, pero sólo durante periodos muy cortos.
Equilibrio estático: estabilidad y balance
El concepto de estabilidad está muy relacionado al de equi-
librio. La estabilidad puede definirse de for
ma similar al
equilibrio, esto es, la resistencia a la aceleración tanto lineal
como angular. La capacidad de un individuo de asumir y
mantener una posición estable se denomina balance. Aun en
una posición estable o balanceada, el individuo puede estar
sujeto a fuerzas externas.
Si un cuerpo está en un estado de equilibrio estático y es
ligeramente desplazado por una fuerza, el objeto puede expe-
rimentar tres condiciones: regreso a su posición original, con-
tinuar alejándose de su posición original, o detenerse y asumir
una nueva posición. Si el objeto es desplazado como r
esultado
del trabajo realizado por una fuerza y regresa a su posición ori-
ginal, se dice que está en un estado de equilibrio estable. Si el
objeto es desplazado y tiende a incr
ementar su desplazamiento,
está en un estado de equilibrio inestable. Existe un estado de
equilibrio neutral si el objeto es desplazado por una fuerza y
no regresa a la posición desde la cual fue desplazado.
La figura 11-38 ilustra los varios estados de equilibrio. En
la figura 11-38A, una pelota sobre una superficie cóncava
ejemplifica el equilibrio estable. Cuando es desplazada por
un lado de la superficie por alguna fuerza, regresará a su
posición original. En la figura 11-38B se presenta un ejemplo
de equilibrio inestable: una fuerza desplaza una pelota sobre
una superficie convexa. La pelota quedará al final en una
nueva posición, no en su posición original. La figura 11-38C
ilustra el equilibrio neutral. En este caso, cuando se coloca
una pelota sobre una superficie plana y se aplica una fuerza,
la pelota se moverá hacia una nueva posición.
horizontal, de modo que el codo está ligeramente extendido
(Fig. 11-37A). El diagrama de cuerpo libre correspondiente
se presenta en la figura 11-37B. El brazo de momento para
la pesa en el brazo puede calcularse a partir de la distancia
desde el eje de r
otación al centro de masa, y el ángulo en el
que el brazo está colocado:
a = 0.15 m × cos 25°
a = 0.15 m × 0.9063
a = 0.14 m
De forma similar, se puede calcular el brazo de momento
para el paso de la mancuerna en la mano de la siguiente forma:
b = 0.4 m × cos 25°
b = 0.4 m × 0.9063
b = 0.36 m
Los brazos de momento son menores de lo que serían si
el brazo estuviera paralelo al suelo.
Este problema puede resolverse para la fuerza muscular
utilizando los mismos principios de un análisis estadístico que se han discutido previamente. Esto es:
ΣT = 0
Centro de la
articulación
del codo
FIGURA 11-37 El antebrazo en un instante durante un curl de
bíceps (A) y el diagrama de cuerpo libre de esta posición (B). El brazo
está inclinado por debajo de la horizontal.

431. CAPÍTULO 11 Cinética angular 419
Con sus múltiples segmentos, el cuerpo humano es
mucho más complejo que una pelota, pero puede asumir los
diferentes estados de equilibrio. Por ejemplo, un individuo
realizando un parado de cabeza, está en una posición de equi-
librio inestable, y un niño sentado sobre un columpio está en
un estado de equilibrio estable.
Hay varios factor
es que determinan la estabilidad de un
objeto. El primer factor es donde la línea de gravedad cae
con respecto a la base de apoyo. Un objeto es más estable si
la línea de gravedad está en el centro geométrico de la base
de apoyo. Aumentar el área de la base de apoyo por lo regu-
lar aumenta la estabilidad. Sin embargo, un cuerpo puede
estar
estable en una dirección, pero no en otra. Por ejemplo,
separar los pies aumenta el área de la base de apoyo y le da
estabilidad al individuo si lo empujan en dirección mediolate-
ral. Sin embargo, no le ayuda en la estabilidad en la dirección
anter
oposterior. Aumentar la base de apoyo para permitir que
la línea de gravedad caiga dentro de la misma puede ilustrarse
en el ejemplo de un individuo utilizando una andadera, como
en la figura 11-39A. La base de apoyo es producida por las
posiciones de las piernas del individuo y por las patas de la
andadera. La andadera incrementa la base de apoyo, y el
individuo queda posicionado de forma que la línea de acción
del centro de masas está en el centro geométrico de esta base.
La estabilidad de un objeto también es inversamente pro-
porcional a la altura del centro de masa. Esto es, un objeto
con un centr
o de masa bajo tiende a ser más estable que un
objeto con un centro de masa más alto (Fig. 11-39B). Si
los dos objetos en la figura 11-39B sufren el mismo despla-
zamiento angular como resultado de las fuerzas indicadas,
la línea de gravedad del centr
o de masa del objeto a la
izquierda, el objeto más alto, se moverá fuera del límite de
la base de apoyo más pronto que el del objeto a la derecha (el
objeto más cor
to). Por tanto, la fuerza que mueve al objeto
de la izquierda puede ser menor que para mover al objeto a
la derecha. Por ejemplo, en el fútbol americano, los linieros
defensivos se colocan en una posición de tres puntos para
mantener bajo su centro de masa. Esto aumenta su estabili
­
dad de modo que es menos probable que los muevan los
linieros ofensivos.
El último factor que influencia la estabilidad es la masa
del objeto. De acuerdo con las ecuaciones de movimiento, entre mayor es la masa de un objeto, mayor es su estabilidad (Fig. 11-39C). La segunda ley del movimiento de Newton establece que la fuerza aplicada a un objeto es proporcional a la masa del objeto y su aceleración. En consecuencia, se requiere más fuerza para mover a un objeto con mayor masa. Por ejemplo, mover un piano es en extremo difícil debido a su masa. Muchos deportes, como la lucha y el judo, en los que la estabilidad es crítica, toman en cuenta la masa corporal dividiendo a los competidores en divisiones o categorías de acuerdo con el peso, debido a la estabilidad desproporcio-
nada de los individuos más pesados.
posición
inicial
posición
inicial
posición
inicial
posición
intermedia
posición
final
posición
final
FIGURA 11-38 Ejemplos de una pelota.
(A) En equilibrio estable.
(B) En equilibrio inestable. (C) En equilibrio neutral.
Base de apoyo (patas)
del auxiliar para la marcha
Línea de gravedad
Línea de gravedad
Base de
apoyo
Inestable
F
F
A
B
C
F
h
1
20 kg 2 kg
Estable
h
2
F
FIGURA 11-39 Factores que influencian la estabilidad de un
objeto. (A) Incrementar la base de apoyo. (B) Bajar el centro de masa.
(C) Incrementar la masa del sistema.

432. 420 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
sobre el sistema (Fig. 11-40A). El añadir momentos de fuerza
en cada articulación (Fig. 11-40B) permite evaluar el modelo
de levantamiento total (Fig. 11-40C).
Las técnicas de análisis estático también han sido utilizadas
en la rehabilitación clínica. Muy a menudo, no se desea el movi-
miento de un cuerpo o de un segmento corporal, de modo que
se debe r
ealizar una evaluación estática. Por ejemplo, el colocar
a un paciente en tracción requiere la implementación de un
sistema de fuerza estática. Muchos sistemas de sujeción tipo
arnés para problemas esqueléticos, como la escoliosis y la rodilla
valga (genu valgo) utilizan un sistema de fuerza estática para
contrarrestar las fuerzas que causan el problema (Fig. 11-41).
Los análisis estáticos también han sido utilizados en el cálculo
de las fuerzas musculares, y han sido realizados por múltiples
investigadores en muchas articulaciones (18, 39, 44).
Análisis dinámico
Como se señaló en el capítulo 10, se debe utilizar un análisis
dinámico cuando las aceleraciones son diferentes a cero. La
segunda ley de Newton establece la base del análisis dinámico
examinando la relación fuerza-aceleración. En el caso lineal,
las ecuaciones de movimiento para un caso bidimensional son:
ΣF
x
= ma
x
ΣF
y
= ma
y
Aplicaciones de la estática
Parece ser que los análisis estáticos son limitados en cuanto a
su utilidad ya que describen situaciones en las que no ocurre
movimiento o éste ocurre a una velocidad constante. Sin
embargo, en la ergonomía se ha utilizado extensamente el
análisis estático de las fuerzas y momentos musculares, aun
cuando la tarea puede involucrar algo de movimiento. La eva-
luación de tareas en el sitio de trabajo, como levantar objetos
y el manejo manual de materiales, ha sido estudiada de for
ma
considerablemente detallada mediante análisis estáticos. El
uso de análisis estáticos para determinar la fuerza estática o
isométrica de un individuo es algo ampliamente aceptado para
determinar la capacidad de levantamiento de una persona.
Muchos investigadores han sugerido que debe utilizarse esta
evaluación estática como tamizaje precontratación al evaluar
a quienes buscan empleos que implican tareas de manejo
manual de materiales (7, 29, 42). Lind y cols. (32) reportaron
que la resistencia estática en las tareas de manejo manual de
materiales está influenciada por la postura del individuo que
realiza la tarea. Garg y Chaffin (17) desarrollaron un modelo
para analizar las evaluaciones de fuerza estática de distintos
empleos. En la figura 11-40 se presenta un diagrama de
cuerpo libre de uno de estos modelos de levantamiento (6).
Este modelo fue presentado en el capítulo 10 para ilustrar un
diagrama de cuerpo libre para las fuerzas lineales que actúan
R
2
R
4
L
H
L
H
R
3 R
3
R
4
R
6
R
6
W
4
W
4
W
5
W
5
W
6
W
6
W
3
W
3
W
2
W
2
CM
2 CM
2
CM
3
CM
4
CM
3
CM
4
CM
5
CM
5
CM
6
M
6
M
6
M
5
M
5
M
4
M
4
M
3
M
3
M
1 M
1
M
2
M
2
CM
6
W
1
W
1
h
R
1
R
1
R
2
1
1
1
2
2
2
3
3 3
4
4 4
5
5
5
6
6 6
X X
X
X
X
X
X
X X
X
X X
AB C
R
5
R
5
FIGURA 11-40 Diagrama de cuerpo libre de una vista sagital de un modelo de levantamiento mos-
trando las fuerzas reactivas lineales (A) y los momentos de las fuerzas (B) en las articulaciones. Éstas se
combinan para generar el modelo de levantamiento total (C). (Adaptada de Chaffin, D. B., Andersson,
G. B. J. [1991]. Occupational Biomechanics, 2a. ed. Nueva York: Wiley.)

433. CAPÍTULO 11 Cinética angular 421
donde M
tobillo
es el momento neto en el tobillo, M
Rx
es el
momento resultante de la fuerza de reacción horizontal
en el tobillo, M
Ry
es el momento resultante de la fuerza
de reacción vertical en el tobillo, y I
cm
a
z
es el producto del
momento de inercia del pie y la aceleración angular del pie.
En la ecuación general de momentos que actúan sobre el
pie, los momentos M
Rx
y M
Ry
causarán rotación del pie en
sentido de las manecillas del reloj en torno al centro de masa
del pie. Por convención, las rotaciones en el sentido de las
manecillas del reloj son negativas, de modo que los momen-
tos que causan una rotación en el sentido de las manecillas
del r
eloj son negativos. Insertando los valores apropiados de
la figura 11-42 y aquellos calculados en las ecuaciones pre-
vias, y reconfigurando la ecuación, tenemos que:
donde la aceleración lineal es dividida en sus componentes

horizontal (x ) y vertical (y ). El equivalente angular conside-
rando la relación torque-aceleración angular es:
Σ
T
z
= Ia
z
en donde I es el momento de inercia y α es la aceleración
angular. En un sistema bidimensional, la aceleración angular
se da en torno al eje z . Si
a
z
= 0, el movimiento es puramente
lineal. Si a
x
= 0 y a
y
= 0, el movimiento es puramente rotacio-
nal. Si
a
z
, a
x
y a
y
= 0, estamos hablando de un caso estático.
Los torques que actúan sobre un cuerpo son creados por
una fuerza de contacto o gravitacional actuando desde una
distancia respecto al eje de rotación. I
a
z
es el torque inercial
similar al caso lineal, ma
x
y ma
y
.
Las aceleraciones angulares y las propiedades inerciales de
los segmentos corporales que resisten a estas aceleraciones
deben ser tomadas en cuenta en el caso dinámico. Como se
discutió en el capítulo 10, en un abordaje dinámico inverso,
se evalúa cada segmento desde el segmento más distal, y se tra-
baja sistemáticamente hacia arriba a lo largo de los eslabones
de
los segmentos. Considere la figura 11-42, que ilustra un
diagrama de cuerpo libre del pie durante la fase de balanceo
de la marcha. En el capítulo 10 se llevó a cabo un análisis diná-
mico de las fuerzas lineales utilizando ecuaciones de cinética
lineal 2D. Se deter
minó que las fuerzas de reacción articulares
en el tobillo eran −1.57 N para R
x
y 20.3 N para R
y
.
Para determinar el momento neto actuando sobre la arti-
culación del tobillo, se deben evaluar todos los momentos
actuando sobr
e el sistema. Si se considera el centro de masa
del pie como el eje de rotación, hay tres momentos actuando
sobre el sistema, dos como resultado de las fuerzas de reac-
ción articular y el propio momento neto del tobillo. Dado
que se conocen las fuerzas de r
eacción articular y sus brazos
de momento, el momento de inercia del pie en torno a un
eje a través del centro de masa, y la aceleración angular del
pie, se puede calcular el momento neto del tobillo. Por ello:
ΣM
cm
= I
cm
a
z
M
tobillo
− M
Rx
− M
Ry
= I
cm
a
z
FIGURA 11-41 Sistemas de arneses que ilustran
sistemas de fuerza estáticos. (A) Un arnés para cuello.
(B) Un arnés de tres puntos de presión para corregir
genu valgo. (C) Un arnés para corregir una deformi-
dad del pie.
R
y
Y
X
W = mg
0.07m
centro de masa del pie
0.07m
R
x
a
y
a
x
FIGURA 11-42 Diagrama de cuerpo libre del pie durante la fase
de balanceo de una zancada al caminar. La convención dicta que los momentos y las fuerzas en la articulación proximal son positivos, como lo indica el diagrama de cuerpo libre.

434. 422 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
M
tobillo
= I
cm
a
z
+ M
Rx
+ M
Ry
M
tobillo
= (0.0096 kg-m
2
× −14.66 rad/s
2
) +
(0.07 m × − 1.57 N) + (0.07 m × 20.3 N)
M
tobillo
= −0.141 N-m − 0.11 N-m + 1.421 N-m
M
tobillo
= 1.17 N-m
El momento neto en este instante en el tiempo es positivo,
y concluimos que ésta es una rotación en sentido contrario al
de las manecillas del reloj. Una rotación en sentido contrario
al de las manecillas del reloj en el pie indica una acción de
flexión dorsal. Al igual que en al caso estático, no se pueden
determinar los músculos exactos para este tipo de análisis.
Por tanto, no puede establecerse si la actividad muscular es
dorsiflexora concéntrica o dorsiflexora excéntrica.
Se estableció que un análisis dinámico usualmente se lleva
a cabo desde las articulaciones más distales a las más proxima-
les. Los datos de este cálculo del análisis del segmento del pie
se utilizan después para calcular el momento neto en la r
odilla.
El cálculo continúa hacia el muslo para calcular el momen
­to
de la cadera. Se realiza el análisis para cada articulación en cada instante en el tiempo del movimiento a considerar para crear un perfil de los momentos netos para el movimiento completo.
Aplicaciones de la dinámica
Los análisis dinámicos han sido utilizados en muchos estudios biomecánicos para varias actividades a fin de determinar los momentos netos en varias articulaciones. Estas actividades incluyen el ciclismo (43), el llevar cargas asimétricas (11), el levantamiento de pesas (31), el salto (57) y el lanzamiento (14). La figura 11-43 ilustra los torques netos para las articu-
laciones de la cadera, la rodilla y el tobillo en un estudio com-
parativo de saltos de contramovimiento con una sola pierna y con dos pier
nas en 10 jugadores de volibol (57). Los torques
a través de la fase de empuje demostraron que el salto con una sola pierna generó picos de torque articulares más altos en las tres articulaciones y mayores torques promedio en las articulaciones de la cadera y el tobillo.
EFECTOS DE UN TORQUE APLICADO DURANTE
UN PERIODO
Para que haya movimiento angular, se deben aplicar torques
durante un periodo determinado. En el caso lineal, al pro-
ducto de una fuerza aplicada durante un periodo se le llamó
impulso. Para el análogo angular
, la aplicación de un torque
durante un periodo se conoce como impulso angular. Al igual
que en el caso lineal, podemos derivar este concepto utili-
zando la segunda ley del movimiento de Newton:


TI
TI
t
T
I
t
Tt I
d
d
d()
d
dd()
a
v
v
v
=
=×
=
×
×= ×
o
T × dt = dIv
final
− dIv
inicial
(N-m)
300
300
100
100
300
100
CADERA
A
B
RODILLA
TOBILLO
t (ms)
C
FIGURA 11-43 Torques en las articulaciones de la cadera (A),
rodilla (B) y tobillo (C) producidos en la fase de impulso de saltos
de contramovimiento con una sola pierna (línea sólida) y dos pier -
nas (línea punteada). (Modificada de Van Soest, A. J., et al. [1985].
A comparison of one-legged and two-legged countermovement
jumps. Medicine & Science in Sports & Exercise, 17: 635-639.)

435. CAPÍTULO 11 Cinética angular 423
rado al momento del despegue. Takei (53) indicó que la
pérdida del momento angular generado por la aplicación de
la fuerza vertical es mayor que la ganancia correspondiente
generada por la fuerza horizontal, resultando en una pérdida
de momento angular mientras se está sobre el caballo. En
los gimnastas olímpicos, el momento angular al momento
del contacto promedió 95.3 kg-m
2
/s para los saltos con los
mayores puntajes, y 92.4 kg-m
2
/s para los saltos con menores
puntajes. De modo adicional, el momento angular se redujo
en –33 y –27.4 kg-m
2
/s, respectivamente, durante la fase de
contacto con el caballo como resultado de estos impulsos
angulares (52).
TRABAJO ANGULAR: EFECTOS DE
UN TORQUE APLICADO A LO LARGO
DE UNA DISTANCIA
El trabajo angular se define como el producto de la magni -
tud del torque aplicado en contra de un objeto y la distancia
angular que r
ota el objeto en dirección del torque mientras
que dicho torque está siendo aplicado. Expresado algebrai-
camente:
T
rabajo angular = T × Δu
donde T es el torque aplicado y Δ u es la distancia angular.
Dado que el torque tiene unidades de N-m y la distancia
angular tiene unidades de radianes, las unidades para el
El lado izquierdo de la ecuación representa el impulso
angular
, y el lado derecho describe el cambio en el momento
angular. Esta relación se conoce como relación impulso-mo -
mento. La ecuación demuestra que cuando se aplica un tor-
que durante un periodo, ocurre un cambio en el momento
angular
. Considere el salto de caballo mostrado en la figura
11-44. El gimnasta hace contacto con el caballo después
de generar una gran velocidad lineal horizontal durante el
acercamiento. Esta velocidad es convertida en algo de velo-
cidad vertical y momento angular. Al momento del contacto
con el caballo, este contacto (llamado “acción de bloqueo”)

genera dos torques. Dado que el gimnasta hace contacto con
el caballo a un ángulo, el contacto genera tanto una fuerza
vertical (F
y
) como una fuerza horizontal (F
x
). La fuerza verti-
cal sobre el caballo incrementa la velocidad vertical del salto,
per
o crea un torque en el sentido de las manecillas del reloj
en torno al centro de masa, el cual es el producto de F
y
y d
x
.
Este impulso angular (T × t) cambia el momento angular y
disminuye la rotación en sentido contrario al de las mane-
cillas del reloj creada por el momento angular generado al
momento
de despegar de la tabla. La fuerza horizontal sobre
el caballo actúa en forma opuesta disminuyendo la velocidad
horizontal e incrementando el momento angular generado
en la tabla. Se genera un torque en sentido contrario al de
las manecillas del reloj en torno al centro de masa a través
del impulso generado por el producto de F
x
y d
y
, resultando
en un incremento en el momento angular respecto al gene-
V
y
V
x
F
y
Fx
dx
F
g
d
y
FIGURA 11-44 Los torques generados
en el caballo por la fuerza vertical (Fy x dx)
y anterposterior (Fx x dx) generan impulsos
angulares en torno al centro de masa del
saltador. (Modificada de Takei, Y. [1992].
Blocking and post flight techniques of male
gymnasts performing the compulsory vault
at the 1988 Olympics. International Journal
of Sports Biomechanics, 8:87-110.)

436. 424 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
este movimiento, los músculos flexores del levantador de pesas
realizan trabajo sobre la barra. Por otro lado, el trabajo nega -
tivo se asocia con acciones muscular
es excéntricas, o acciones
en las que el músculo se alarga mientras crea tensión. En un
curl de bíceps, cuando el levantador de pesas está bajando
la barra, resistiendo el tirón de la gravedad, los músculos
flexor
es están realizando trabajo negativo (Fig. 11-45B). En
este caso, la barra está haciendo trabajo sobre los múscu
­-
los. Aunque se ha encontrado que el trabajo positivo requiere un
gasto metabólico mayor que el trabajo negativo, no se ha
reportado una relación directa entre el trabajo mecánico de los músculos y el trabajo fisiológico.
Aplicaciones especiales del torque
El movimiento angular tiene aplicaciones especiales del tor-
que comparables a las aplicaciones de la fuerza en el caso lineal. Muchas de las aplicaciones angular
es son análogos
directos del caso lineal y tienen definiciones similares.
PODER ANGULAR
En el capítulo 10 se definió el poder en el caso lineal como el trabajo realizado por unidad de tiempo, o el producto de la fuerza y la velocidad. El poder angular puede definirse
de forma similar como:
W
t
poder
d
d
=
donde dW es el trabajo angular realizado y dt es el tiempo en
el cual se realizó el trabajo. El poder angular también puede ser definido, al igual que en el caso lineal, utilizando los aná-
logos angulares de fuerza y velocidad: el torque y la velocidad angular
. El poder angular es el trabajo angular realizado por
unidad de tiempo, y se calcula como el producto del torque y la velocidad angular:
Poder angular = T ×
v
donde T es el torque aplicado en N-m y v es la velocidad
angular en rad/s. Por tanto, el poder angular tiene unidades de N-m/s, o W.
El concepto de poder angular se utiliza con frecuencia para
describir el poder mecánico muscular. El poder muscular se determina calculando el torque neto en la articulación y la velocidad angular de la articulación. Se asume que el momento neto describe la actividad muscular neta a través de una articu-
lación y no representa a ningún músculo en particular de los que cr
uzan la articulación, sino a la actividad neta de todos
los músculos. Tampoco toma en consideración la situación en la que los músculos biarticulados puedan estar actuando, o el hecho de que puede haber cocontracción de dichos músculos. Esta actividad muscular neta en una articulación simplemente se describe como acción flexora o extensora, pero no se puede asegurar, directamente del momento articular, si la actividad muscular es concéntrica o excéntrica. Sin embargo, el momento neto puede utilizarse en conjunto con la velocidad angular de la articulación para determinar la naturaleza concéntrica o excéntrica de la acción muscular. Como se ha estudiado antes, las acciones concéntricas de los músculos están relacionadas con
trabajo angular son N-m y joules (J), las mismas que en el caso lineal.
Para ilustrar el trabajo angular, si se aplica un torque de
40.5 N-m durante una rotación de 0.79 rad, el trabajo reali-
zado en rotación es:
T= T × Δu
Trabajo angular = 40.5 N-m × 0.79 rad
Trabajo angular = 32.0 N-m o 32.0 J
Por tanto, se dice que el torque T ha realizado 32 N-m
de trabajo.
Cuando un músculo se contrae y produce tensión para
mover un segmento, se produce un torque en la articulación, y el segmento se mueve a través de cierto desplazamiento angu-
lar. Los músculos que rotaron el segmento realizan trabajo mecánico angular
. Para diferenciar entre los tipos de acciones
musculares, el trabajo angular realizado por los músculos se define ya sea como trabajo positivo o trabajo negativo. El tra-
bajo positivo se asocia con acciones musculares concéntricas o acciones en las que el músculo se acor
ta mientras que crea ten-
sión. Por ejemplo, si un levantador de pesas realiza un curl de bíceps con una bar
ra, la fase en la que el codo se flexiona para
levantar la barra es la fase concéntrica (Fig. 11-45A). Durante
FIGURA 11-45
 Trabajo muscular positivo (A) y trabajo muscular
negativo (B) durante un curl de bíceps con una mancuerna.
Torque generado
por el bíceps
Torque generado
por el bíceps
Torque
generado
por la
mancuerna
Torque
generado
por la
mancuerna
Torque generado por el bíceps > torque generado por la mancuerna
Torque generado por el bíceps < torque generado por la mancuerna
B
A

437. CAPÍTULO 11 Cinética angular 425
M
j
y v
j
son positivas, lo que indica un momento flexor con
el brazo moviéndose en una dirección flexora. El poder mus-
cular resultante es positivo, indicando una acción concéntrica
de los flexor
es del codo. En la figura 11-46B, tanto M
j
como
v
j
son negativos, resultando en un poder muscular positivo o
una acción concéntrica. El brazo se está extendiendo, indi-
cando que la acción muscular es una acción concéntrica de
los extensor
es del codo. En la figura 11-46C, M
j
es positivo,
o un momento flexor, pero el brazo tiene una v
j
negativa,
indicando extensión. En este caso, una fuerza externa está
causando que el brazo se extienda mientras los flexores del
codo resisten. Esto resulta en una acción excéntrica de los fle-
xores del codo y es verificada por el poder muscular negativo.
La figura 11-46D ilustra un caso en el que ocur
re una acción
excéntrica de los extensores del codo.
La figura 11-47 ilustra los perfiles de velocidad angu-
lar-tiempo, momento neto-tiempo, y poder muscular-tiempo
durante una flexión del codo seguida de extensión del
mismo. En la fase de flexión del movimiento, el momento
neto es inicialmente positivo, per
o se vuelve negativo a
medida que el brazo se flexiona más. Por tanto, la porción
inicial resulta en un poder positivo o una contracción con-
céntrica de los músculos flexores. En la porción final de la
el
trabajo positivo de los músculos, y las acciones excéntricas al
trabajo negativo. Dado que el trabajo realizado por los múscu-
los rara vez es constante en el tiempo, puede utilizarse el con-
cepto de poder muscular. El poder muscular es la frecuencia de
tiempo del cambio en el trabajo, y se define como el pr
oducto
del momento muscular neto y la velocidad angular de la articu-
lación. Esto se expresa algebraicamente de la siguiente manera:
P
músculo
= M
j
× v
j
donde P
músculo
es el poder muscular en unidades de W, M
j
es el
momento muscular neto en N-m, y
v
j
es la velocidad angular
de la articulación en rad/s.
El poder muscular puede ser positivo o negativo. Dado
que el poder es la frecuencia de tiempo del cambio en el
trabajo, el área bajo la curva de poder-tiempo es el trabajo
realizado. Por ejemplo, si M
j
y v
j
son ya sea ambos positivos
o ambos negativos, el poder muscular será positivo. El poder
muscular positivo indica que el músculo está actuando en
forma concéntrica. Si M
j
es positivo y v
j
es negativa, o bien M
j

es negativo y
v
j
es positiva, el poder muscular será negativo.
El poder muscular negativo indica una acción neta excéntrica.
La figura 11-46 ilustra las posibilidades de trabajo positivo
y negativo en la articulación del codo. En la figura 11-46A,
Acción concéntrica de los flexores del codo
Acción concéntrica de los extensores del codo
Acción excéntrica de los flexores del codo
Acción excéntrica de los extensores del codo
Fuerza externa
Fuerza externa
FIGURA 11-46 Definición de poder positivo y negativo en la arti-
culación del codo: (A) y (B) resultan en poder positivo; (C) y (D) resul-
tan en poder negativo.


Flexión
A
B
C
Velocidad angular (grados/s)
M +
ω +
P +
M – ω –
P +
M –
ω +
P –
M + ω –
P –
Tiempo (s)
0
+
–
Extensión
Flexión Extensión
Momento (Nm) Poder (W)
0
+
–
0
+
–
FIGURA 11-47 Perfiles de velocidad angular (A), momento de
fuerza (B) y poder muscular (C) durante un movimiento de flexión-ex-
tensión del codo.

438. 426 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
rotacional (Fig. 11-48). Si se considera el segmento de la
pierna, la velocidad lineal del centro de masa de la pierna es:
v
cmPIERNA
= vr
donde
v es la velocidad angular de la pierna y r es la distancia
desde la rodilla hasta el centro de masa de la pierna. Si los
valores del segmento de la pierna son: momento de inercia
= 0.0393 kg-m
2
, masa = 3.53 kg y r = 0.146 m, la magnitud
de la ECR es:
IECR
1
2
2
v=
ECR = 0.5 × 0.0393 kg-m
2
× v
2
ECR = 0.0197 v
2
La energía cinética traslacional de la pierna bajo las mismas
circunstancias es:
mvECT
1
2
2
=
donde m y v son la masa y la velocidad lineal de la pierna.
Sustituyendo la expresión
vr en esta ecuación en lugar de la
velocidad lineal, v , la ecuación queda como:
v=mrECT
1
2
()
2
ECT = 0.5 × 3.53 kg × (0.146 m × v)
2
ECT = 0.0376 v
2
Dado que v
2
tiene la misma magnitud en la ECR y la
ECT, los dos tipos de energía pueden evaluarse con los valo-
res de 0.0197 por
v
2
para la energía rotacional, y 0.0376
fase flexora, el poder es negativo, indicando una contrac
­-
ción muscular excéntrica. La contracción excéntrica de los
músculos extensor
es del codo se lleva a cabo para desacelerar
a la extremidad. Sin embargo, aunque el poder es negativo
en este punto, no significa que no hay actividad muscular
flexora. Simplemente significa que la actividad muscular pre
­-
dominante es extensora. En la porción de extensión del movimiento,
la situación se revierte. En la porción inicial de
la extensión, la actividad muscular es una actividad extensora concéntrica. En la porción final, el perfil de poder muscular indica de nuevo actividad concéntrica flexora para desacele-
rar la extremidad.
El análisis de los momentos netos de la fuerza y el poder

muscular ha sido ampliamente utilizado por los biomecanicis-
tas en la investigación. Winter y Robertson (63) y Robertson y W
inter (46) han investigado los requerimien
­tos de poder
al caminar. Robertson (45) describió las funciones de poder de los músculos de la pier
na al correr para identificar característi-
cas comunes entre un grupo de corredores. Gage (16) reportó acer
ca del uso de los perfiles de momento de fuerza y de poder
muscular como una comparación preoperatoria y posoperato-
ria. Por tanto, el análisis del poder muscular en la extremidad inferior par
ece ser una poderosa herramienta diagnóstica y
de investigación.
ENERGÍA
En el capítulo 10, se definió la energía cinética traslacional (ECT) en términos de masa y velocidad. La energía cinética rotacional (ECR) también puede definirse de forma similar
utilizando los análogos angulares de masa y velocidad: el momento de inercia y la velocidad angular. Por tanto, la ECR se define algebraicamente como:
IECR
1
2
2
v=
donde ECR es la energía cinética rotacional, I es el momento
de inercia, y
v es la velocidad angular. Por tanto, cuando se
define la energía total de un sistema, se debe añadir la ECR a la ECT y la energía potencial. En consecuencia, la energía mecánica total se define como:
energía total = ECT + energía cinética potencial + ECR
o
ET = ECT + EP + ECR
En la discusión sobre cinemática angular, se destacó que
los segmentos individuales sufren grandes velocidades angu-
lares al correr. Por tanto, si se considera un único segmento, puede esperarse que la ECR pueda influenciar a la ener
gía
total del segmento de forma más significativa que la ECT. Winter y cols. (62), por ejemplo, postularon que las contribu-
ciones angulares de la pierna serían importantes a los cambios en la ener
gía total del segmento al correr. Williams (59) ofre-
ció el siguiente ejemplo para ilustrar que éste no es el caso.
Imagine un modelo teórico de un segmento de la extr
emi-
dad inferior que sufre movimientos tanto traslacional como
Muslo
Velocidad de
la rodilla
Velocidad de la
cadera
Pierna
Pie
Velocidad
del cm
FIGURA 11-48
 Representación teórica de las velocidades tras-
lacional y rotacional del muslo y la pierna al correr. (Adaptada de
Williams, K. R. [1980]. A Biomechanical and Physiological Evaluation
of Running Efficiency. Unpublished doctoral dissertation, The Pennsyl-
vania State University.)

439. CAPÍTULO 11 Cinética angular 427
W
objeto
= ΔEC + ΔEP + ΔER
Wm vm gh I
1
2
()
1
2
objeto
22
v =






 
++


 


 
donde W
objeto
es el trabajo realizado sobre el objeto, Δ EC es
el cambio en la energía cinética lineal del centro de masa del
objeto, [Δ (1/2 mv
2
)], ΔEP es el cambio en la energía potencial
del centro de masa del objeto [Δ (mgh)], y ER es el cambio
en la energía rotacional en torno al centro de masa del objeto
[Δ(1/2I
v)
2
]. Por ejemplo, al batear en el beisbol, la meta es
generar una energía máxima al contacto con la pelota, de modo
que se pueda generar un trabajo máximo sobre la misma. Tanto
la energía cinética lineal como la rotacional del bat son impor-
tantes. La energía potencial también es un factor ya que el bat
almacena ener
gía potencial en el mango que después es transfe-
rida como energía cinética local al momento del impacto (13).
Cinética angular de la locomoción
La cinética angular de la locomoción, de manera específica
los momentos de fuerza articulares de la extremidad inferior,
han sido ampliamente investigados (3, 60, 61). Winter (60)
estableció que el momento de fuerza resultante proporciona
información diagnóstica poderosa al comparar la marcha de
un individuo lesionado con la de uno no lesionado. Otra área
común de investigación de la marcha es el poder mecánico
muscular. El poder muscular es el producto del momento
articular neto y la velocidad angular de la articulación. El poder
es positivo cuando existe una acción muscular concéntrica,
como los momentos flexores que acompañan al movimiento
del segmento en la dirección de flexión. El poder negativo está
asociado con acción muscular excéntrica cuando el momento
de fuerza neto ocurre en la dirección opuesta al movimiento
del segmento. Por ejemplo, resultaría poder negativo cuando
se genera un momento neto de extensión de la rodilla mientras
la rodilla se mueve hacia la flexión. Es común ver que el poder
fluctúe entre positivo y negativo en múltiples ocasiones durante
el ciclo tanto al caminar como al correr.
La figura 11-50 ilustra la cinemática articular, los momentos
de fuerza musculares netos, y los poderes correspondientes en
la cadera, rodilla y tobillo durante una zancada al caminar.
En la articulación de la cadera hay un momento extensor neto
de la cadera durante la fase de car
ga inicial del apoyo, conti-
nuando a través de la fase media de apoyo hasta la fase tardía.
En la fase tar
día, hay una absorción de poder a medida que
la extensión de la cadera es desacelerada por los flexores de la
cadera (40). En preparación para el despegue de los dedos,
los flexor
es de la cadera se acortan para producir poder para el
inicio de la fase de balanceo. La flexión de la cadera continúa
hacia la fase de balanceo mediante la producción de poder por
un momento flexor de la cadera hasta que es terminada en la
fase tardía del balanceo por un momento extensor de la cadera.
En la articulación de la rodilla, la respuesta a la carga
involucra flexión de la rodilla controlada por un momento
extensor de la rodilla desde el contacto con el suelo hasta la
fase media del apoyo. En la fase tardía del apoyo, de nuevo
por v
2
para la energía traslacional. Se puede ver que la ECT
es casi el doble de la ECR. De hecho, Williams (59) estable-
ció que la ECR en la mayoría de los segmentos es mucho
menor que la
ECT. La figura 11-49 ilustra la relación entre
los componentes de energía del pie durante una zancada al
caminar. En esta figura, la magnitud de la energía total está en
su mayoría conformada por la ECT durante la fase de apoyo
y la energía potencial durante la fase de balanceo.
Relación trabajo-energía
El trabajo mecánico angular se definió como el producto de
un torque aplicado a un objeto y la distancia que el objeto
se movió durante la aplicación del torque. Se dice que se ha
realizado trabajo angular sobre un objeto cuando ocurre una
rotación a través de cierta distancia angular. También se ha
definido la energía rotacional como la capacidad de realizar
trabajo angular. Por ello, de forma análoga al caso lineal, el
teorema trabajo-energía, W = ΔE, también aplica. Esto es,
para que se realice trabajo mecánico angular, debe ocurrir un
cambio en el nivel de energía rotacional. Al trabajo angular
realizado sobre un objeto es:
W
angular
= ΔER
WI
1
2
angular
2 v=






 
donde W
angular
es el trabajo angular realizado sobre el objeto, y
ΔER es el cambio en la ECR en torno al centro de masa. Para
calcular el trabajo total realizado sobre el objeto, también se
deben considerar las otras formas de energía, como la energía
potencial y la energía cinética. Con la inclusión de las formas
adicionales de energía, el trabajo realizado sobre el objeto es:
Contacto del
talón derecho
Contacto del
talón derecho
Despegue de los
dedos derechos
Fase de apoyo Fase de balanceo
0
0
Energía (J)
20 40
ECR
ECT
EP
Total
60
Porcentaje de la zancada
80 100
5
10
15
FIGURA 11-49 Relación entre la energía total (Total), la energía
cinética rotacional (ECR), la energía cinética traslacional (ECT), y la
energía potencial (EP) del pie durante una zancada al caminar.

440. 428 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
flexor, con poca flexión de la rodilla y momentos pequeños en
la rodilla durante la fase media de apoyo, resultando en un poder
articular negativo (26). En una marcha más rápida, hay momen-
tos más grandes de flexión y extensión de la rodilla, y más
generación de ener
gía al principio de la fase de apoyo seguida de
absorción de energía durante la fase temprana del apoyo.
La figura 11-51 ilustra la cinemática articular, los momen-
tos de fuerza musculares netos, y los poderes correspon­
dientes en la cadera, la rodilla y el tobillo durante una zancada
al correr (40). Los momentos de fuerza y los poderes al correr son mayores en magnitud que aquellos que se presentan al caminar. Los momentos de fuerza en la extremidad inferior aumentan en magnitud con los incrementos en la velocidad de locomoción. Cavanagh y cols. (4) y Mann y Sprague (34) reportaron una variabilidad considerable en las magnitudes de los momentos de fuerza entre sujetos corriendo a la misma velocidad. Al correr más lentamente, esta variabilidad por lo regular es menor en el tobillo y mayor en la cadera.
Similar a lo que ocurre al caminar, la articulación de la
cadera se extiende tanto en las fases de carga como propul-
siva del apoyo, inicialmente por extensión concéntrica de la cadera
y después por flexión excéntrica de la cadera. La fle-
xión concéntrica de la cadera continúa hasta la fase de balan-
ceo a medida que el muslo es llevado hacia adelante. Esta
hay un momento flexor de la r
odilla que se mueve hasta
un peque
­ño momento extensor de la rodilla. Durante el
balanceo, hay una producción de poder mínima hasta la fase
terminal del balanceo, donde los flexores de la rodilla actúan
de forma excéntrica para desacelerar la extensión de la rodilla
por el contacto.
La articulación del tobillo muestra un breve momento fle-
xor dorsal durante la fase inicial de carga del apoyo, a medida
que
el pie desciende hacia el suelo. Ocurre una transición
hacia un momento neto de flexión plantar a través de accio-
nes excéntricas de flexión plantar para controlar la rotación
de la pier
na sobre el pie. Esto es seguido por la continua
­-
ción de un momento neto de flexión plantar a medida que los flexor
es plantares avanzan concéntricamente a la extremidad
hacia la fase de balanceo. Al inicio de la fase de balanceo, la flexión plantar continúa bajo el control de actividad excén-
trica de dorsiflexión. Mientras se está en la fase de balanceo, la pr
oducción de poder en el tobillo es mínima.
Los patrones de momento articular y poder cambian con
la velocidad de la marcha. Por ejemplo, hay tres patrones de momento básicos en la articulación de la rodilla: un patrón bifásico, un momento flexor que resiste a un momento extensor externo y un momento extensor después del choque del talón (26). A velocidades más lentas, hay mayor uso del momento
60
45
30
15
0
Flex
Á
ngulo (grados)
Ext
CaderaA
90
75
60
45
30
15
0
Rodilla TobilloBC
2
1
0
Ext
Momento (N-m/kg)
Flex
3
2
1
0
0
Prod
Poder (W/kg)
Abs
25 50 75 100
% del ciclo de la marcha
0 25 50 75 100
% del ciclo de la marcha
0 25 50 75 100
% del ciclo de la marcha
40
30
20
10
0
FIGURA 11-50 Desplazamiento angular, momentos de fuerza y poder durante una sola zancada al caminar. (A) Cadera, (B) rodilla, (C) tobillo.
La transición del apoyo al balanceo está indicada con la línea sólida. (Adaptada de Ounpuu, S. [1994]. The biomechanics of walking and running.
Foot & Ankle Injuries, 13:843-863.)

441. CAPÍTULO 11 Cinética angular 429
Cinética angular en el swing de golf
Las dimensiones físicas y las características del palo influen-
cian la cinética angular de un swing de golf. La composición
de los materiales tanto de
la varilla como de la cabeza del
palo afectan las características del swing de golf. Los palos con
varilla hecha de grafito o materiales compuestos usualmente
son más ligeros y fuertes, de modo que al utilizar este tipo de
palo, el golfista puede balancear un palo más ligero de forma
más rápida al tiempo que produce la misma cantidad de tra-
bajo angular. Añadir masa al palo incrementa el torque articu
­
lar en el hombro y el tronco en la porción final del swing
(30). El uso de palos con varilla más rígida generalmente resulta en tiros más rectos. El uso de palos con varilla flexible por lo regular resulta en tiros más largos, pero estos palos son difíciles de controlar, afectando por tanto la precisión (51). La razón por la que un palo más rígido ofrece un mejor con-
trol es debido a que se dobla y se tuerce menos, y comprime más la pelota, cr
eando un vuelo que es más representativo
del ángulo real del palo (35). Un palo de acero con un buen control de dirección puede ser mejor para un golfista novato que un palo de grafito que puede lograr mayor distancia pero es más difícil de controlar. Las características físicas más
flexión de la cadera continúa hasta la etapa tardía del balanceo
cuando los extensores de la cadera finalizan el movimiento de
flexión de la cadera e inician la extensión de la misma (40).
En la articulación de la rodilla, la respuesta a la carga es
similar a la que ocurre al caminar, involucrando flexión con-
trolada por los extensores de la rodilla hasta la fase media del
apoyo. A par
tir de ese punto, hay un momento extensor neto
de la rodilla. Al inicio de la fase de balanceo, un pequeño
momento extensor neto de la rodilla se asocia con flexión de
la rodilla. Después en la fase de balanceo, un momento flexor
neto de la rodilla desacelera la rodilla que se iba extendiendo
rápidamente.
Los momentos articulares netos y los poderes en la articu
­
lación del tobillo también son similares a los que se dan al
caminar, dependiendo del estilo de la carrera. Para los corre-
dores con un patrón típico de choque de talón de fútbol americano, la ar
ticulación del tobillo muestra un pequeño
momento dorsiflexor neto durante la fase de carga, seguido por un momento neto de flexión plantar para el resto de la fase de apoyo. En la porción media del apoyo, el momento neto de flexión plantar del tobillo controla la dorsiflexión rápida, y en la porción tardía del apoyo, el momento de flexión plantar produce una flexión plantar rápida. En la fase de balanceo la generación de poder en el tobillo es mínima.
75
57
38
21
3
Flex
Ángulo (grados)
Ext
Cadera
2
0
1
Ext
Momento (N-m/kg)
Flex
A
100
83
60
49
31
14
RodillaB
40
20
17
6
TobilloC
10
7
4
1
Prod
Poder (W/kg)
Abs
02 55 0 75 100
% del ciclo de la marcha
02 55 0 75 100
% del ciclo de la marcha
02 55 0 75 100
% del ciclo de la marcha
FIGURA 11-51 Desplazamiento angular, momentos de fuerza y poder durante una sola zancada al correr. (A) Cadera,
(B) rodilla, (C) tobillo. La transición del apoyo al balanceo está indicada con la línea sólida. (Adaptada de Ounpuu, S.
[1994]. The biomechanics of walking and running. Foot & Ankle Injuries, 13:843-863.)

442. 430 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
si el palo es demasiado largo, el golfista debe pararse más
erguido y puede atorarse con la varilla. El pararse más erguido
cambia el ángulo de lie y a menudo reduce el control sobre el
tiro (51). Con un ángulo de lie más bajo, aumenta el punto
dulce de la cara del palo, dándole un “topping” a la pelota.
Alterar la longitud del palo puede afectar la aceleración
angular del mismo. Por ejemplo, en la parte superior del swing
hacia atrás, la palanca del palo se acorta por el aumento de la
flexión del codo derecho. En el swing hacia abajo, la palanca
del palo se alarga (33). Cuando el palo se revierte en la parte
superior del swing hacia arriba, el torque aplicado al mango de
hecho hace que se doble donde la cabeza sigue la línea de la
varilla del palo (35). El torque aplicado a través del hombro
acelera al palo, y hay una rotación rígida del cuerpo mante-
niendo el ángulo de la muñeca constante. Esto coloca a la varilla
del palo perpendicular a los brazos. A continuación, las manos

permiten que el palo acelere en torno a la muñeca. En la por-
ción final del swing, la varilla del palo se rota 90° en la muñeca
para dirigir la cara del palo dir
ectamente hacia el impacto (35).
La distancia que viaja la pelota de golf está relacionada a
la velocidad de la cabeza del palo al momento del contacto. Esta
velocidad está deter
minada por el torque que aplica el golfista
al sistema brazo-palo y al manejo del torque sobre el palo por
las muñecas (28). Si las muñecas pueden desbloquearse de
for
ma más tardía durante el swing hacia abajo, se genera una
mayor velocidad en la cabeza del palo para un torque determi-
nado. En la fase de seguimiento, el momento angular del swing
lleva
al brazo derecho por encima del izquierdo, y estimula la
rotación tanto del tronco como de la cabeza (33).
En la figura 11-52 se muestra el torque generado en la
muñeca en torno a los ejes vertical (y ), anteroposterior (z ) y
deseables en el palo son un momento de inercia grande, y un
centro de gravedad bajo (50).
Las características físicas de la cabeza del palo también
pueden afectar el desempeño. Un incremento en la masa de
la cabeza del palo incrementa el torque articular tanto en el
hombro como en el tronco para la parte final del swing (30).
Además, si el peso de la cabeza del palo puede ser distribuido
hacia la periferia de la cara, aumenta el área óptima de golpeo (p.
ej., el “punto dulce”), ofreciendo mayor tolerancia a los golpeos
descentrados (50). Si se puede bajar el centro de gravedad de la
cabeza del palo, puede producir una trayectoria de vuelo más
alta, y si se puede mover el centro de gravedad hacia el talón del
palo, se promueve un efecto de giro de derecha a izquierda (50).
La longitud del palo afecta la magnitud del torque generado
en el hombro. Un palo más largo produce un incremento en el
torque. Esto puede hacer que el hombro se abra de forma más
temprana e incrementa la aceleración lineal de la muñeca (30).
Los drivers son 5% más largos de lo que eran hace 10 años, e
incluso se pueden producir mejores resultados, son más difíciles
de controlar y de hacer el swing con ellos (35).
El ángulo de la varilla del palo con respecto al suelo se
conoce como “ángulo de lie”. Este ángulo determina la
forma en la que se orienta la cara del palo. Los ángulos de lie
están en un rango de aproximadamente 55° para un driver,
hasta aproximadamente 63° para el hierro nueve. El ángulo
de lie puede alterarse si la longitud del palo no corresponde
con las dimensiones físicas del golfista. Ejemplos de longitu-
des de los palos son 110 cm para un madera uno y 90 cm
para un hier
ro nueve (51). Si el palo es demasiado corto para
el golfista, el impulso es usualmente más corto debido a las
menores velocidades angulares del swing. De igual forma,
Torque (Nm)
Tiempo (ms)
Impacto
FIGURA 11-52 Torques articulares
actuando sobre la articulación de la
muñeca en torno a los ejes vertical (Y),
anteroposterior (Z) y mediolateral (X).
La línea sólida indica impacto. (Adap-
tada de Neal, R. J., Wilson, B. D. [1985].
3D kinematics and kinetics of the golf
swing. International Journal of Sports
Biomechanics, 1:221-232.)

443. CAPÍTULO 11 Cinética angular 431
mediolateral (x ) en el swing de un golfista profesional. En el
swing hacia atrás, se genera un torque positivo en torno al eje
anteroposterior (z ) mientras el ángulo entre el palo y el brazo se
mantiene. Al inicio del swing hacia abajo, se genera un torque
negativo en torno al mismo eje para mantener al mismo eje para
mantener el palo atrás y conservar el mismo ángulo entre el palo
y el brazo. Al final del swing hacia abajo, se desarrolla un torque
positivo grande conforme la muñeca se desbloquea y acelera al
palo para el impacto (38). Las rotaciones en torno al eje medio-
lateral (x ) están al máximo a medida que el palo es llevado hacia

atrás de la cabeza. Los torques en torno a los ejes vertical (y )
y anteroposterior (z ) son de cero en este punto ya que el palo
es paralelo al plano verticalanteroposterior. El torque en torno
al eje vertical (y ) es máximo al inicio del swing hacia abajo a
medida que el cuerpo rota en torno al apoyo.
Cinética angular de la
propulsión en silla de ruedas
La locomoción en silla de ruedas utilizando el aro es extenuante
e involucra una cantidad significativa de producción de trabajo
mecánico por las extremidades superiores. La magnitud del
momento articular en las articulaciones del hombro y el codo
está influenciada por la dirección de aplicación de la fuerza lineal.
Hay un gran momento en el codo cuando la aplicación de fuerza
sobre el aro es perpendicular a una línea que va de la mano al
codo, y se minimiza cuando la fuerza es aplicada a lo largo de la
línea que va de la mano al codo (48). De igual forma, las fuerzas
de propulsión, que son perpendiculares a la línea entre la mano y
el hombro, resultan en grandes momentos en el hombro.
Los torques en la articulación del hombro son respon-
sables de la mayoría del poder externo en la propulsión en
silla de ruedas (54). El pico de torque en la articulación del hombro es mayor que los picos generados en la articulación del codo (58). En la articulación de la muñeca se genera un torque muy pequeño, cuando se produce el efecto de frenado (58). Los torques generados en las articulaciones del codo y la muñeca son de una tercera y una quinta parte, respectivamente, de los torques generados en la articulación del hombro (5). Los torques articulares están en un rango de aproximadamente 5 a 9 N-m en la articulación de la muñeca, 9 a 25 N-m en la articulación del codo, y 25 a 50 N-m en la articulación del hombro (47, 54). En la figura 11-53 se ilustra un momento neto del hombro típico en un sujeto parapléjico durante la propulsión en silla de ruedas (55).
A velocidades y resistencias bajas, la propulsión en silla de
ruedas es generada principalmente por el movimiento de la extremidad superior en el plano sagital. Cincuenta por ciento del trabajo articular del hombro se pierde como trabajo negativo en la muñeca y el codo (5). A medida que la carga de trabajo y la velocidad aumentan, ocurre un incremento concomitante en la dirección y las magnitudes de los torques articulares. Una mayor extensión y abducción en el hombro, ligadas a un mayor torque en la articulación del codo, contribuyen al aumento de la fuerza de salida (5). Se especula que el aumento en la abducción del hombro es una abducción forzada debida a la rotación del brazo en un sistema de cadena cerrada (54). En la figura 11-54 se muestra un ejemplo de los patrones de torque de flexión y extensión del hombro, de aducción del hombro, de flexión del codo y de flexión y extensión de la muñeca para la propulsión en silla de ruedas. Los torques más grandes son generados por la flexión del hombro y la aducción del hombro. El torque de flexión del hombro tiene su pico justo antes del pico del tor-
que de extensión del codo. El torque de aducción del hombro contr
ola la abducción del hombro creada como resultado del
8
7
6
5
4
3
2
1
0
01 02 03 04 05 0
Porcentaje de empuje (%)
Fase de recuperaciónFase de empuje
Momento (Nm)
60 70 80 90 100
FIGURA 11-53 Ejemplo del momento neto
en el hombro (sujeto con paraplejía) durante
la propulsión en silla de ruedas (promedio y
desviación estándar en cinco estudios; tiempo
normalizado al 100% de un ciclo completo).
(Adaptada de Van Drongelen, S., et al. [2005].
Mechanical load on the upper extremity during
wheelchair activities. Archives of Physical Medi-
cine and Rehabilitation, 86:1214–1220.)

444. 432 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
movimiento del brazo en una cadena cerrada. Hay un torque
flexor neto en el codo al comienzo de la fase de propulsión que
cambia a un torque extensor, que continúa durante el resto de la
propulsión. El torque de la muñeca es principalmente extensor
durante la mayor parte de la fase de propulsión. Un momento
de pronación y uno de desviación radial más grande actúan
sobre la muñeca durante la mayoría de la fase propulsiva (2).
Resumen
Torque, momento, y el momento de fuerza son términos que
pueden ser utilizados como sinónimos. Un torque resulta
cuando la línea de acción de una fuerza actúa a una distancia
respecto a un eje de rotación. La magnitud del torque es el
producto de la fuerza y la distancia perpendicular del eje de
rotación a la línea de acción. La unidad de torque es el N-m.
Los torques causan movimiento rotacional de un objeto en
torno a un eje. Un torque es un vector, y por tanto debe ser
considerado en términos de magnitud y dirección. La regla
de la mano derecha define si el torque es positivo (rotación en sentido contrario al de las manecillas del reloj) o nega­-
tivo (rotación en el sentido de las manecillas del reloj).
Las
leyes del movimiento de Newton pueden reformularse
desde el caso lineal a sus análogos angulares. Los análogos
angulares de estas leyes son los siguientes: 1. Un cuerpo que está rotando continuará en un estado
de movimiento angular uniforme a menos que un torque externo actúe sobre él.
2. Un torque externo producirá la aceleración angular
de un cuerpo que es proporcional al torque y en dirección del mismo, e inversamente proporcional al momento de inercia del cuerpo.
3. Para cada torque ejercido por un cuerpo sobre otro
cuerpo, un torque igual y opuesto es ejercido por este último cuerpo sobre el primero.
El momento de inercia es el análogo angular de la masa.
La magnitud del momento de inercia de un objeto, o la resistencia al movimiento angular, depende del eje en torno al cual está rotando el objeto. El cálculo del momento de
40
30
20
10
0
00 .1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
(segundos)
Torque (N.m)
Torque de aducción promedio del hombro
BP EP
40
30
Flex
Ext
Flex
Ext
Ext
Flex
Add
Abd
20
10
0
00 .1 0.20 .3 0.40 .5 0.60 .7
(segundos)
Torque (N.m)
Torque de flexión promedio del hombro
CP FP
10
5
0
00 .1 0.20 .3 0.40 .5 0.60 .7 0.8
(segundos)
Torque (N.m)
Torque de flexión promedio del codo
CP FP
5
4
3
2
1
0
0 0.1 0.20 .3 0.40 .5 0.6
(segundos)
Torque (N.m)
Torque promedio de la muñeca en el plano sagital
CP FP
FIGURA 11-54 Torque de flexión en el hombro (arriba a la izquierda), torque de aducción en el hombro
(arriba a la derecha), torque de flexión en el codo (abajo a la izquierda), y torque en la muñeca en el plano
sagital (abajo a la derecha) para la fase propulsiva de la propulsión en silla de ruedas. CP, comienzo de la
propulsión; FP, final de la propulsión. (Adaptado de Veeger, H. E. J., et al. [1991]. Load on the upper extremity
in manual wheelchair propulsion. Journal of Electromyography & Kinesiology, 1:270-280.)

445. CAPÍTULO 11 Cinética angular 433
Una palanca es una máquina simple con un punto de
balance llamado fulcro y dos fuerzas, una fuerza de esfuerzo
y una fuerza de resistencia. La VM de una palanca se define
como el cociente del brazo de momento de esfuerzo sobre el
brazo de momento de resistencia. Las palancas pueden mag-
nificar la fuerza (VM > 1), magnificar la velocidad de rotación
(VM < 1), o cambiar la dir
ección del tirón (VM = 1). Las
tres clases de palancas se basan en la relación de las fuerzas
de esfuerzo y de resistencia con el fulcro. Sin embargo, en el
cuerpo humano, la palanca de tercera clase, que magnifica la
velocidad del movimiento, es la que predomina. La mayoría
de las palancas en las extremidades son de tercera clase.
Las aplicaciones especiales del torque incluyen el trabajo
angular, la ECR, y el poder angular. Estos conceptos pueden
desarrollarse sustituyendo los equivalentes angulares apropia-
dos en el caso lineal. El trabajo angular se define como:
T
rabajo angular = T × Δ
u
donde T es el torque aplicado y Δ u es la distancia angular a
lo largo de la cual se aplica el torque. La ECR es la capacidad
de realizar trabajo angular, y se define como:
IECR
1
2
2
v=
donde I es el momento de inercia del segmento en torno al
centro de masa y
v es la velocidad angular del segmento. El
poder angular se define ya sea como la tasa a la que se realiza trabajo angular:
W
t
poderangular
d
d
=
donde W es el trabajo mecánico realizado y dt es el periodo
durante el cual se realiza el trabajo, o como el producto del torque y la velocidad angular:
Poder angular = T ×
v
donde T es el torque y v es la velocidad angular.
Puede llevarse a cabo el análisis del movimiento angular
utilizando una de tres técnicas: el efecto de un torque en un instante en el tiempo (T = I
a), el efecto de un torque
aplicado durante un periodo (relación impulso-momento), o el efecto de un torque aplicado a lo largo de una distancia (teorema trabajo-energía).
En la primera técnica, se determina el caso bidimensional
utilizando las siguientes ecuaciones:
ΣF
x
= 0 para el componente horizontal
ΣF
y
= 0 para el componente vertical ΣT
z
= 0 para la rotación
El caso dinámico bidimensional utiliza las siguientes ecuaciones:
ΣF
x
= ma
x
para el componente horizontal
ΣF
y
= ma
y
para el componente vertical ΣT
z
= Ia
z
para la rotación
El propósito en ambos casos es determinar el momento
muscular neto en torno a una articulación. La relación impul-
so-momento relaciona el torque aplicado en el tiempo con el cambio en el momento:
iner
cia de un segmento puede efectuarse utilizando el radio
de giro de la siguiente forma:
I
cm
= m(r
cm
L)
2
donde I
cm
es el momento de inercia en torno al eje transverso
a través del centro de masa, m es la masa del segmento,
ρ es
una proporción que describe el cociente del radio de giro en
torno al centro de masa sobre la longitud del segmento, y L
es la longitud del segmento.
El momento angular es el análogo angular del momento
lineal, y se refiere a la cantidad de rotación de un objeto. El
momento angular de un cuerpo con múltiples segmentos
puede comprenderse en términos de momentos angulares
locales y remotos. El momento angular local es el momento
angular de un segmento en torno a su propio centro de
masa. El momento angular remoto es el momento angular
de un segmento en torno al centro de masa corporal total.
El momento angular total del segmento es la suma de los
aspectos local y remoto del segmento. El momento angular
corporal total es la suma de los aspectos locales y remotos de
todos los segmentos. El análogo angular de la primera ley del
movimiento de Newton es un enunciado de la ley de conser-
vación del momento angular.
El concepto de tor
que puede utilizarse para definir el cen-
tro de masa de un objeto. La suma de los torques en torno al
centr
o de masa de un objeto es igual a cero. Esto es:
ΣT = 0
Esta relación define el centro de masa como el punto de
balance del objeto.
El centro de masa comúnmente se calcula utilizando el
método segmentario, el cual requiere parámetros de seg-
mentos corporales, como la localización del centro de masa
y la pr
oporción de la masa corporal total que representa el
segmento. La localización del centro de masa del segmento
requiere las coordenadas de los extremos tanto proximal
como distal del segmento. Se define como:
s
cm
=
extr− (longitud del segmento ×
porcentaje de la longitud del segmento respecto al extremo proximal del segmento)
s
cm
= s
proximal
− [(s
proximal
− s
distal
) × %L]
donde s
cm
es la localización del centro de masa del seg-
mento, s
proximal
son las coordenadas del extremo proximal
del segmento, s
distal
son las coordenadas del extremo distal del
segmento, y %L es la localización del centro de masa el seg-
mento como proporción de la longitud del segmento desde el extr
emo proximal del mismo. Localizar el centro de masa
corporal total con el método segmentario también utiliza
el concepto de que la suma de los torques en torno al centro de masa es cer
o. Este cálculo utiliza la siguiente fórmula:
s
ms
M
ii
i
n
cm
1
∑=
=
donde s
cm
es la localización del centro de masa corporal total,
n es el número de segmentos, m
i
es la masa del i
avo
segmento,
s
i
es la localización del centro de masa del segmento y M es el
centro de masa corporal total.

446. 434 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
T × dt = I v
final
− Iv
inicial
El lado izquierdo de la ecuación, T × dt, es el impulso
angular, y el lado derecho de la ecuación, I
v
final
– Iv
inicial
, des-
cribe el cambio en el momento angular. En el tercer tipo de
Revisión de ecuaciones de cinética angular
Cálculo Se cuenta con datos de Fórmula
Torque Fuerza (F ), brazo de momento (r ) T = F × r
Torque Momento de inercia (I ), aceleración angular (a ) T = Ia
Aceleración angular (a ) Torque (T ), momento de inercia (I )
a=
T
I
Centro de masa del sistema
(x
cm
, y
cm
)
Masa (m ), localización (x , y)

=
++ +
x
mxmx m
Masatotal
cm
11 22

=
++ +
y
mymy m
Masatotal
cm
11 22
Ventaja mecánica (VM) Longitud del brazo de esfuerzo (BA), brazo de resis-
tencia (BR)
=VM
BE
BR
Momento de inercia (I ) Masa (m ), distancia respecto al eje (r ) I = mr
2
Momento de inercia (I ) Aceleración angular (a ), torque (T )
a
=I
T
Momento de inercia (I ) Masa (m ), longitud, (I ), radio de giro (r ) I = m (rl )
2
Momento angular (r ) Momento de inercia (I ), velocidad angular (v ) H = Iv
Impulso angular Momento angular (I × v) Impulso angular = Iv
final
− Iv
inicial
Velocidad angular Torque, tiempo, momento de inercia
v=
×Tt
I
Trabajo angular Torque y desplazamiento (Δ u) W = TΔu
Trabajo angular Cambios en la energía cinética rotacional (ECR)W = ΔECR
Trabajo horizontal Fuerza (F ), ángulo de aplicación de fuerza (u ),
desplazamiento (Δ s)
W = F cos u Δs
Energía potencial (EP) Masa (m ), aceleración por la gravedad (g ), y altura
vertical (h )
PE = mgh
Energía cinética rotacional (ECR)Momento de inercia (I ), velocidad angular (v )
v=IECR
1
2
2
Poder angular Trabajo angular (W ), tiempo (t )
=P
W
t
d
d
Poder angular Torque (T ), velocidad angular (v ) P = T × v
análisis, el trabajo angular se calcula a través del cambio en la
energía mecánica. Esto es:
W = ΔECR
donde ECR es la energía cinética residual.
PREGUNTAS DE REPASO
Verdadero o falso
1. ____ Para que una fuerza cause rotación, no debe pasar a través
del punto pivote.
2. ____ Por convención, los torques en el sentido de las manecillas
del reloj se consideran positivos.
3. ____ Las palancas de tercera clase, donde las fuerzas de esfuerzo
y de resistencia están del mismo lado del fulcro, son las más
comunes en el cuerpo.
4. ____ Las palancas de segunda clase requieren fuerzas de esfuerzo
más grandes en relación a las fuerzas de resistencia, y maximizan la velocidad del movimiento.
5. ____ El disminuir el momento de inercia al pasar de una posición
extendida a una encogida mientras se realiza una voltereta hacia atrás le permite al individuo rotar más rápido.
6. ____ Para trabajar más los deltoides durante una elevación lateral
de brazo, doble ligeramente los codos, llevando el peso más cerca del tronco.
7. ____ El brazo de momento de una fuerza muscular permanece constante durante el rango de movimiento enter
o.

447. CAPÍTULO 11 Cinética angular 435
8. ____ Para incrementar la estabilidad de un objeto se puede elevar
la altura de su centro de masa o disminuir su masa.
9. ____ Un momento neto positivo indica que está ocurriendo
aceleración angular
.
10. ____
objeto siempre es igual a cero.
11. ____
brazo de resistencia, lo que magnifica el momento creado por la fuerza de esfuerzo.
12. ____ El momento angular se incrementa si el momento de inercia
aumenta, y disminuye cuando la velocidad angular lo hace también.
13. ____
cuando se sostiene el brazo levantado al costado es el peso del brazo entero.
14. ____
momento de la articulación de la cadera y a la velocidad a la que está rotando el muslo.
15. ____
aplicación de la fuerza al eje de rotación.
16. ____
través del centro de masa de un segmento.
17. ____
que los dos torques actúan en la misma dirección.
18. ____ El momento angular corporal total puede aumentarse durante
un clavado balanceando vigorosamente los brazos hacia abajo.
19. ____
del centro de masa, es menor al momento de inercia en torno a cualquier otro eje perpendicular que pase a través de cualquier otro punto en el segmento.
20. ____ La aceleración final en el palo de golf durante el swing hacia
abajo se atribuye al momento de inercia que disminuye a medida que el centro de masa del palo se acerca al eje de rotación.
21. ____ Una vez que un gimnasta salta sobre el caballo, el momento
angular permanece constante mientras el gimnasta está en el aire si se ignora la resistencia del aire.
22. ____ La r
es mayor que su resistencia a rotar en torno a un eje mediolateral.
23. ____ Durante la fase de apoyo al correr, el poder positivo en las
articulaciones de la cadera, rodilla y tobillo indican contracciones excéntricas.
24. ____ La dirección del vector de torque cambia si el vector de
fuerza rota en torno al eje de rotación.
25. ____ La energía cinética rotacional del pie está más influenciada por la
velocidad angular del pie que su momento de inercia.
Opción múltiple
1. Una
es el momento de fuerza resultante?
a. 786 N-m
b. 78.6 N-m
c. 19.7 N-m
d. 197 N-m
2. Un objeto tiene un momento de inercia de 184 kg-m
2
. Se aplica
un torque de 84 N-m sobre el objeto. ¿Cuál es la aceleración angular?
a. 2.19 rad/s
2
b. 15 460 rad/s
2
c. 0.46 rad/s
2
d. 125 rad/s
2
3. Un gimnasta de 55 kg aplica una fuerza de reacción del suelo ver-
tical de 1 100 N a 0.17 m por detrás del centro de masa durante una voltereta hacia el frente. Asuma que está volteando hacia la derecha. ¿Cuál es el torque generado en torno al centro de masa?
a. 279 N-m
b. −92 N-m
c. 187 N-m
d. −187 N-m
4. Si una masa de 20.29 kg actúa hacia abajo a 0.29 m del eje de r
otación en un extremo de una tabla, y otra fuerza de 85 N
también actúa hacia abajo, ¿cuál es el brazo de momento de la segunda fuerza para balancear a este sistema?
a. 0.68 m
b. 58 m
c. 0.069 m
d. El sistema no está balanceado; habrá rotación angular.
5. ¿Cuál es el torque generado en el codo por una fuerza de 206 N
que jala sobre el antebrazo a un ángulo de 110° de la horizontal en un punto a 16.5 cm del eje de rotación del codo? El antebrazo está colocado en forma horizontal respecto al piso.
a. 1 163 N-m
b. 11.6 N-m
c. 31.9 N-m
d. 3 194 N-m
6. ¿Qué tanto torque se debe generar para que los flexores de la
cadera mantengan una pesa de tobillo de 80 N a una posición de 90°? La pesa de tobillo se encuentra a 0.73 m de la articulación de la cadera. El muslo y la pierna pesan 130 N. El brazo de momento de los flexores de la cadera es 0.08 m.
a. 58.4 N-m
b. 106 N-m
c. 1 323 N-m
d. No hay suficiente información
7. Calcule la energía rotacional de un segmento, considerando que
la masa del segmento es 2.2 kg, el momento de inercia es 0.57 kg-m
2
, y la velocidad angular es 25 rad/s. a. 178 J
b. 7.13 J
c. 356 J
d. 102 J
8. Una fuerza de 300 N se aplica sobre un punto a 1.3 m del eje de
rotación, causando que una puerta giratoria acelere a 309.4 gra- dos/s
2
. ¿Cuál es el momento de inercia de la puerta respecto a su
eje de rotación? a. 72.2 kg-m
2
b. 1.26 kg-m
2
c. 2 106 kg-m
2
d. 55.6 kg-m
2

448. 436 SECCIÓN 3 Análisis mecánico del movimiento humano
9. Si el
angular en el mismo instante en el tiempo es 4.40 rad/s, ¿cuál es
el poder angular en la articulación?
a. 0.12 W
b. 165 W
c. 8.55 W
d. 9 480 W
10. El centr
de 6, 5 y 4 kg en las coordenadas (6,0), (5,5) y (−4, −3), respectiva- mente, está en ____.
a. 5.1, 4.1
b. 3.0, 0.87
c. 5.1, 2.5
d. 3.0, 1.4
11. ¿Cuál es el momento angular si la fuerza es 66 N, el brazo de palanca es 7.7 m y el tiempo es 1.2 segundos?
a. 424 kg-m
2
/s
b. 79.2 kg-m
2
/s
c. 508 kg-m
2
/s
d. 610 kg-m
2
/s
12. ¿Dónde está el centro de masa de un segmento en el espacio si
el extremo proximal está en (213 400) y el extremo distal está en
(378 445) y el centro de masa está a 42.9% del extremo proximal
del segmento?
a. 162 191
b. 142 381
c. 284 419
d. 381 142
13. Calcule el momento de inercia de un bat de beisbol en torno a su
extremo proximal si la masa del bat es de 2.1 kg y tiene un radio de giro de 0.58 y una longitud de 0.869 m.
a. 0.614 kg-m
2
b. 0.920 kg-m
2
c. 0.533 kg-m
2
d. 1.12 kg-m
2
14. Un tor
segundos. ¿Qué tanto trabajo angular se efectuó?
a. 4 476 J
b. 3 850 J
c. 78.1 J
d. 67.2 J
15. ¿Por qué los deltoides requieren generar un mayor torque cuando el
brazo-antebrazo está más cerca del costado del individuo en compara- ción a cuando se mantiene extendido a 90°?
a. Porque el brazo de momento del centro de masa del brazo-an-
tebrazo es mayor.
b. Porque el componente del peso del brazo-antebrazo que causa
el momento es mayor.
c. El torque es el mismo ya que la distancia de la articulación
del hombro al centro de masa del brazo-antebrazo es constante.
d. El torque es menos debido a que el brazo de momento del cen-
tro de masa del brazo-antebrazo es menor.
16. Consider
sis estático, resuelva el torque muscular que colocará este sistema en equilibrio, dado que la masa de la pierna y el pie es de 5.4 kg, la distancia de la articulación de la rodilla al centro de masa del sistema pierna-pie es 0.232 m, el peso de la mancuerna es de 150 N, y la distancia de la articulación de la rodilla al centro de masa de la mancuerna es 0.514 m.
a. 89.4 N-m
b. 64.8 N-m
c. 78.4 N-m
d. No hay suficiente información para resolver N-m
Articulación
de la rodilla
Peso de la
pierna y el pie
Peso de la
mancuerna
de tobillo
1 900 N1 1.2 N
d3
d2
Centro de la
articulación
del tobillo
d1
F
AT
17. Si la pierna está a un ángulo de 35° por debajo de la horizontal, calcule
el brazo de momento del torque causado por el peso de la pierna, dado que la distancia al centro de masa de la pierna es de 0.17 m res- pecto a la articulación de la rodilla.
a. 0.10 m
b. 0.14 m
c. 0.15 m
d. 0.17 m
18. Consider
sis estático, resuelva la fuerza del tendón de Aquiles que colocará a este sistema en equilibrio si d1 es 0.043 m, d2 es 0.041 m y d3 es 0.126 m.
a. 239 N
b. 5 578 N
c. 5 557 N
d. 10.3 N

449. CAPÍTULO 11 Cinética angular 437
19. Cuando una persona intenta agregar dificultad a un crunch abdo-
minal, ¿cuál de las siguientes acciones lo conseguirá?
a. Mantener los brazos por detrás de la cabeza en lugar de cruza-
dos sobre el pecho.
b. Balancear los brazos hacia las piernas a medida que realiza el
abdominal.
c. Colocar una pesa sobre los pies.
d. No se puede aumentar la dificultad del ejercicio a menos que
coloque peso adicional.
20. Consider
lisis estático, resuelva el momento en el codo si d1 es 0.039 m, d2
es 0.142 m y d3 es 0.450 m. ¿Cuál es la fuerza muscular neta?
a. 2 957 N
b. 2 393 N
c. 93.3 N
d. 1 084 N
del eje de la articulación, ¿cuál es el cambio en el torque articular aplicado por el bíceps braquial de 15 a 30°?
a. 16.2 N-m
b. 17.4 N-m
c. 33.6.0 N-m
d. 67.2 N-m
22. ¿Cuál es la energía total del segmento, si la masa es 3.9 kg; v
x
es
1.45 m/s; v
y
es 2.78 m/s, el momento de inercia es 0.0726 kg-m
2
,
la velocidad angular es 9.0 rad/s y la altura del centro de masa es 0.67 m?
a. 396.1 J
b. 66.91 J
c. 65.04 J
d. 47.74 J
23. ¿Cuál es el trabajo realizado sobre el segmento dada la siguiente información? El tiempo entre cuadros es de 0.01 segundos.
ECT ECR EP
Cuadro 2 48.8 2.5 37.8
Cuadro 130 6.0 2.0 3.9
a. 60.3 J
b. 8.4 J
c. 77.2 J
d. 42.8 J
24. Durante un ejercicio de extensión de la pierna, el grupo muscular
extensor de la pierna aplica un torque de 250 N-m en una contrac- ción isométrica en contra del cojinete de la máquina. Si el ángulo de la articulación de la rodilla se mantiene a 38° por debajo de la horizontal, y el cojinete de la máquina está a 0.53 m de la articu- lación de la rodilla, ¿qué tanta fuerza se está aplicando sobre el cojinete?
a. 250 N
b. 1 160 N
c. 714 N
d. 906.5 N
25. Al caminar, la articulación de la rodilla genera 60 N-m de torque
extensor durante el mismo intervalo de la fase de apoyo cuando la articulación de la rodilla se movió de 8.02° de flexión a 14.9° de flexión en 0.02 segundos. Determine el poder de los músculos de la articulación de la rodilla.
a. −360 W
b. 360 W
c. 20 640 W
d. −20 640 W
20 N
250 N
d3
d2
36°
d1
F
m
θ
θ
θ = 30°θ = 15°
Fuerza
BA
Fuerza
21. Consider
sobre el radio en dos posiciones articulares. El ángulo de tiro de la fuerza del bíceps braquial cambia de 15 a 30°. Si la fuerza mus- cular es 1 600 N y el sitio de inserción del músculo está a 0.042 m
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453. El sistema métrico y las unidades del SI
Todas las mediciones en la literatura de biomecánica se expresan en términos del sistema
métrico. Este sistema de mediciones utiliza unidades que se relacionan unas con otras por
alguna potencia de 10. La tabla A-1 presenta los prefijos asociados con estas potencias.
La medida estándar de longitud en el sistema métrico es el metro. Esta medida estándar
se estableció originalmente mediante dos marcas sobre una barra de aleación de platino-
iridio almacenada en el Buró Internacional de Pesos y Medidas en Sèvres, Francia. La tabla
A-2 ilustra el uso de estos prefijos en unidades de longitud de uso común.
El sistema uniforme para reportar los valores numéricos se conoce como Système
International d’Unites, o SI. Este sistema se desarrolló mediante esfuerzos internacionales
para estandarizar los reportes de información científica. Las dimensiones básicas empleadas
en biomecánica son masa, longitud, tiempo, temperatura, corriente eléctrica, cantidad
de sustancia e intensidad luminosa. Las unidades básicas en el SI correspondientes a las
dimensiones base son el kilogramo, el metro, el segundo y el grado kelvin. La tabla A-3
presenta las unidades base del SI.
Otras unidades de medición que se utilizan en biomecánica, son derivadas. Esas uni-
dades se presentan en la tabla A-4. Las conversiones comunes se muestran en la tabla A-5.
Apéndice A
441
TABLA A-1 Prefijos de las potencias de 10
Prefijo Multiplicador Símbolo Ejemplo
Giga 10
9
G Gigabyte (Gb)
Mega 10
6
M Megavatio (MW)
Kilo 10
3
k Kilogramo (kg)
Centi 10
22
c Centímetro (cm)
Mili 10
23
m Miligramo (mg)
Micro 10
26
µ Microsegundo (ms)
Nano 10
29
v Nanosegundo (ns)
TABLA A-2 Unidades de longitud
Unidad métrica Potencia Símbolo
Kilómetro 10
23
km
Metro — m
Decímetro 10
21
dm
Centímetro 10
22
cm
Milímetro 10
23
mm
Micrómetro 10
26
µm

454. 442 APÉNDICE A El sistema métrico y las unidades del SI
TABLA A-4 Unidades derivadas de medición
Dimensión Unidad Símbolo
Aceleración Metros por segundo cuadrado m/s
2
Ángulo Radián rad
Área Metro cuadrado m
2
Capacitancia Faradio F
Concentración Moles por metro cúbico mol/m
3
Densidad Masa por unidad de volumen kg/m
3
Energía Joule J
Impulso Fuerza por tiempo Ns
Flujo luminoso Lumen lm
Momento de
inercia
Kilogramo-metro cuadrado kgm
2
Impulso Kilogramo-metros por segundo kgm/s
Potencia Vatios (Watts) W
Presión Pascal Pa
Resistencia Ohm Ω
Velocidad Metros por segundo m/s
Torque Newton métrico Nm
Voltaje Voltio V
Volumen Metro cúbico m
3
Trabajo Joule J
TABLA A-3 Unidades básicas de medición
Dimensión Unidad Símbolo
Masa Kilogramo kg
Longitud Metro m
Tiempo Segundo s
Temperatura Grado kelvin K
Corriente eléctrica Amperio A
Cantidad de sustancia Mol mol
Intensidad luminosa Candela cd

455. APÉNDICE A El sistema métrico y las unidades del SI 443
BTU = British thermal unit (unidad térmica británica).
TABLA A-5 Conversiones comunes
Longitud
1 pulgada = 25.40 mm 1 pulgada = 2.54 cm 1 pie = 0.3048 m 1 pie = 30.48 cm
1 yarda = 0.9144 m 1 mile = 1 609.34 m 1 cm = 0.3937 pulgadas 1 cm = 0.0328 pies
1 m = 39.37 pulgadas 1 m = 3.2808 pies 1 m = 1.0936 yardas 1 m = 1.0936 yardas
1 km = 0.6214 millas
Área
1 pulgada = 645.16 mm
2
1 pie
2
= 0.0929 m
2
1 yd
2
= 0.8361 m
2
1 cm
2
= 0.155 pulgadas
2
1 m
2
= 10.76 pies
2
Volumen
1 pulgada
3
= 16.387 cm
3
1 pie
3
= 0.0283 m
3
1 yd
3
= 0.7645 m
3
1 yd
3
= 0.7645 m
3
1 cm
3
= 0.061 pulgada
3
1 m
3
= 35.32 pies
3
1 m
3
= 1.308 yd
3
Masa
1 oz = 28.349 g 1 lb = 0.4536 kg 1 slug = 14.5939 kg 1 slug = 32.2 lb
1 g = 0.0353 oz. 1 kg = 2.2046 lb 1 kg = 0.0685 slug
Densidad
1 lb-pie
3
= 16.02 kg/m
3
1 slug-pie
3
= 515.38 kg/m
3
Momento de inercia
1 slug-pie
2
= 1.36 kgm
2
1 lb-pie
2
= 0.042 kgm
2
Velocidad
1 in/s = 24.4 mm/s 1 pie/s = 0.305 m/s 1 mph = 0.447 m/s 1 mph = 1.467 pie/s
1 m/s = 3.60 km/h 1 m/s = 3.28 pies/s 1 m/s = 2.237 m/h 1 cm/s = 0.0328 pie/s
Fuerza
1 poundal = 0.1383 N 1 lb-fuerza = 4.448 N 1 kg-fuerza = 9.81 N 1 N = 0.102 kg
1 N = 0.2248 lb
Presión
1 poundal/pie
2
= 1.4881 Pa 1 libra-fuerza/pie
2
= 47.889 Pa 1 libra-fuerza/pulg
2
= 6.8947 Pa
1 mm mercurio = 133.322 Pa
Trabajo y energía
1 pie poundal = 0.0421 J 1 pie libra-fuerza = 1.3558 J 1 pie libra-fuerza = 0.1383 kgm 1 kgm = 7.2307 pies-lb
1 BTU = 1.0551 kJ 1 kilocaloría = 4.1868 kJ 1 J = 0.7376 pies-lb 1 J = 0.1020 kgm
Potencia
1 caballo de fuerza
(británico) = 745.700 W
1 caballo de fuerza
(métrico) = 735.499 W
1 caballo de fuerza
(métrico) = 735.499 W
1 pie-lb fuerza/s =
1.3558 W
Torque
1 Nm = 0.74 lb-pie 1 lb-pie = 1.36 Nm 1 kgm = 7.23 lb-pie 1 kg-cm = 0.0723 lb-pie

457. Funciones trigonométricas
La trigonometría es una rama de las matemáticas dedicada a la medición de los lados y ángulos
de los triángulos y sus relaciones entre sí. Muchos conceptos en biomecánica requieren cono-
cimientos en trigonometría. Un triángulo se compone por tres lados y tres ángulos. La suma
de los tr
es ángulos de un triángulo es igual a 180°. Un triángulo rectángulo es aquel en el que
uno de los ángulos es un ángulo recto, es decir, uno de los ángulos equivale a 90°. Por tanto,
la suma de los ángulos restantes también equivale a 90°. Considere el triángulo con vértices A,
B y
C y lados de longitud AB, AC y BC en la figura B-1.
El lado opuesto al ángulo recto, AB, siempre es el lado más largo en el triángulo rectángulo
y se denomina hipotenusa. Los otros dos se llaman de acuerdo con cuál de los otros ángulos se
está considerando. Si se considera el ángulo A, el lado AC es el lado adyacente, y el lado BC es
el lado opuesto. Si se considera el ángulo B (como en el triángulo abajo a la derecha), el lado BC
es el lado adyacente y AC es el lado opuesto.
Las funciones trigonométricas se definen con base en el triángulo rectángulo. Una función
matemática es una cantidad cuyo valor varía y depende de alguna otra cantidad o cantidades. Las
funciones trigonométricas pueden variar con y depender de los valores de dos ángulos agudos (es
decir, < 90°) en un triángulo rectángulo, y las longitudes de los lados del triángulo. Las funciones
trigonométricas son las relaciones entre las longitudes de los lados del triángulo basadas en uno
de los dos ángulos agudos del triángulo. Existen seis de estas funciones: seno (se abrevia sen),
coseno (se abrevia cos), tangente (se abrevia tan), cosecante, secante y cotangente.
En biomecánica, sólo las primeras tres de estas funciones son importantes. Por tanto, las fun-
ciones trigonométricas se definen por el ángulo A (Fig. B-2A) como:
1. El seno de un ángulo es la razón del lado opuesto del ángulo a la hipotenusa.
A
BC
AB
sen
ladoopuesto
hipotenusa
==
2. El coseno de un ángulo es la razón del lado adyacente al ángulo a la hipotenusa.
==A
AC
AB
cos
ladoadyacente
hipotenusa
3. La tangente de un ángulo es la razón del lado opuesto del ángulo al lado adya-
cente del ángulo.
A
BC
AC
tan
ladoopuesto
ladoadyacente
==
De forma similar, las razones para el ángulo B en la figura B-2B puede definirse como:
==
==
A
BC
AB
A
AC
AB
sen
ladoopuesto
hipotenusa
cos
ladoadyacente
hipotenusa
Apéndice B
445

458. 446 APÉNDICE B Funciones trigonométricas
A
BC
AC
tan
ladoopuesto
ladoadyacente
==
Para cualquier ángulo, las razones formadas por los lados
del triángulo rectángulo siempre serán las mismas. Por ejem-
plo, el seno de un ángulo de 32 siempre será igual a 0.5299
sin impor
tar el tamaño de los lados del triángulo. Lo mismo
aplica para el coseno y tangente del ángulo. Los valores de
seno, coseno y tangente de los ángulos pueden presentarse
en tablas. La tabla B-1 presenta estos valores para ángulos
desde 0° a 90°.
Los valor
es en esta tabla también pueden ser utilizados
para determinar el ángulo cuando se conocen los lados del
triángulo. Considere el triángulo en la figura B-3. El largo
de la hipotenusa, AC, es 0.05 m, y el largo del lado opues
­‑
to del ángulo C es 0.03 m. La razón de
AB con AC es el seno
del ángulo C . Por tanto:
C
AB
AC
sen
0.03m
0.05m
0.06== =
Si se revisan los valores del seno en la tabla B-1, puede
determinarse que el ángulo cuyo seno es 0.6 es aproximada-
mente 37°. Este es el arcoseno del ángulo. Por tanto:
C
AB
AC
arcoseno==
90º
A
CB
FIGURA B-1 Un triángulo rectángulo con un ángulo recto C (90°) y
dos ángulos agudos, A y B. La suma de A y B es 90°.
Hipotenusa Hipotenusa
Lado
adyacente
Lado
adyacente
Lado
opuesto
Lado
opuesto
A A
BC
A
BC
B
FIGURA B-2 Descripciones de los lados de un triángulo rectángulo
basado en los ángulos agudos A (A) y B (B).
TABLA B-1 Funciones trigonométricas
Ángulo
Grados Radián Seno Coseno Tangente
0 0.000 0.0000 0.0000 0.0000
1 0.017 0.0175 0.9998 0.0175
2 0.035 0.0349 0.9994 0.0349
3 0.052 0.0523 0.9986 0.0524
4 0.070 0.0698 0.9976 0.0699
5 0.087 0.0872 0.9962 0.0875
6 0.105 0.1045 0.9945 0.1051
7 0.122 0.1219 0.9925 0.1228
8 0.140 0.1392 0.9903 0.1405
9 0.157 0.1564 0.9877 0.1584
10 0.175 0.1736 0.9848 0.1763
11 0.192 0.1908 0.9816 0.1944
12 0.209 0.2079 0.9781 0.2126
13 0.227 0.2250 0.9744 0.2309
14 0.244 0.2419 0.9703 0.2493
15 0.262 0.2588 0.9659 0.2679
16 0.279 0.2756 0.9613 0.2867
17 0.297 0.2924 0.9563 0.3057
18 0.314 0.3090 0.9511 0.3249
Ángulo
Grados Radián Seno Coseno Tangente
19 0.332 0.3256 0.9455 0.3443
20 0.349 0.3420 0.9397 0.3640
21 0.367 0.3584 0.9336 0.3839
22 0.384 0.3746 0.9272 0.4040
23 0.401 0.3907 0.9205 0.4245
24 0.419 0.4067 0.9135 0.4452
25 0.436 0.4226 0.9063 0.4663
26 0.454 0.4384 0.8988 0.4877
27 0.471 0.4540 0.8910 0.5095
28 0.489 0.4695 0.8829 0.5317
29 0.506 0.4848 0.8746 0.5543
30 0.524 0.5000 0.8660 0.5774
31 0.541 0.5150 0.8572 0.6009
32 0.559 0.5299 0.8480 0.6249
33 0.576 0.5446 0.8387 0.6494
34 0.593 0.5592 0.8290 0.6745
35 0.611 0.5736 0.8192 0.7002
36 0.628 0.5878 0.8090 0.7265
37 0.646 0.6018 0.7986 0.7536

459. APÉNDICE B Funciones trigonométricas 447
Otras dos relaciones útiles en trigonometría son aplicables
a todos los triángulos, no sólo a los triángulos rectángulos. La
primera de estas relaciones es la ley de los senos, la cual esta-
blece que la razón de la longitud de cualquier lado del seno
del ángulo opuesto a este lado es igual a la razón de cualquier

otro lado del ángulo opuesto a ese lado. Considere el trián-
gulo en la figura B-4.
FIGURA B-3 Un triángulo rectángulo con dos lados de longitudes
conocidas y dos ángulos desconocidos.
La razón del lado AB a la hipotenusa AC es el coseno
del ángulo A en la figura B-3. La razón sigue siendo 0.6, y el

ángulo cuyo coseno es 0.6 es aproximadamente 53. Esto se denomina el arcocoseno de un ángulo.
FIGURA B-4 Un triángulo escaleno (sin ángulo recto; ninguno de
los dos ángulos es igual).
TABLA B-1 Continuación
Ángulo
Grados Radián Seno Coseno Tangente
38 0.663 0.6157 0.7880 0.7813
39 0.681 0.6293 0.7771 0.8098
40 0.698 0.6428 0.7660 0.8391
41 0.716 0.6561 0.7547 0.8693
42 0.733 0.6691 0.7431 0.9004
43 0.750 0.6820 0.7314 0.9325
44 0.768 0.6947 0.7193 0.9657
45 0.785 0.7071 0.7071 1.0000
46 0.803 0.7193 0.6947 1.0355
47 0.820 0.7314 0.6820 1.0724
48 0.838 0.7431 0.6691 1.1106
49 0.855 0.7547 0.6561 1.1504
50 0.873 0.7660 0.6428 1.1918
51 0.890 0.7771 0.6293 1.2349
52 0.908 0.7880 0.6157 1.2799
53 0.925 0.7986 0.6018 1.3270
54 0.942 0.8090 0.5878 1.3764
55 0.960 0.8192 0.5736 1.4281
56 0.977 0.8290 0.5592 1.4826
57 0.995 0.8387 0.5446 1.5399
58 1.012 0.8480 0.5299 1.6003
59 1.030 0.8572 0.5150 1.6643
60 1.047 0.8660 0.5000 1.7321
61 1.065 0.8746 0.4848 1.8040
62 1.082 0.8829 0.4695 1.8807
63 1.100 0.8910 0.4540 1.9626
64 1.117 0.8988 0.4384 2.0503
Ángulo
Grados Radián Seno Coseno Tangente
65 1.134 0.9063 0.4226 2.1445
66 1.152 0.9135 0.4067 2.2460
67 1.169 0.9205 0.3907 2.3559
68 1.187 0.9272 0.3746 2.4751
69 1.204 0.9336 0.3584 2.6051
70 1.222 0.9397 0.3420 2.7475
71 1.239 0.9455 0.3256 2.9042
72 1.257 0.9511 0.3090 3.0777
73 1.274 0.9563 0.2924 3.2709
74 1.292 0.9613 0.2756 3.4874
75 1.309 0.9659 0.2588 3.7321
76 1.326 0.9703 0.2419 4.0108
77 1.344 0.9744 0.2250 4.3315
78 1.361 0.9781 0.2079 4.7046
79 1.379 0.9816 0.1908 5.1446
80 1.396 0.9848 0.1736 5.6713
81 1.414 0.9877 0.1564 6.3138
82 1.431 0.9903 0.1392 7.1154
83 1.449 0.9925 0.1219 8.1443
84 1.466 0.9945 0.1045 9.5144
85 1.484 0.9962 0.0872 11.4300
86 1.501 0.9976 0.0698 14.3010
87 1.518 0.9986 0.0523 19.0810
88 1.536 0.9994 0.0349 28.6360
89 1.553 0.9998 0.0175 57.2900
90 1.571 1.0000 0.0000 ∞

460. 448 APÉNDICE B Funciones trigonométricas
Para este triángulo, la ley de los senos puede establecerse
como sigue:
=+−
AB C
sens en sen
==
La otra relación trigonométrica que es aplicable a cualquier
triángulo es la ley de los cosenos. Esta relación establece que el
cuadrado de la longitud de cualquier lado de un triángulo es
igual a la suma de los cuadrados de los otros dos lados menos
el doble del producto de las longitudes de los otros dos lados
y el coseno del ángulo opuesto al lado original. Considere el
triángulo en la figura B-4. Para el lado A de este triángulo, la
ley de los cosenos puede establecerse como sigue:
=AB CB C2cos
22 2
=+ −
De forma similar, la ley de los cosenos puede establecerse
para los lados B y C.

461. Ejemplos de datos cinemáticos y cinéticos
Sujeto: Mujer de 50 kg
Actividad: Caminata a 120 Hz; un ciclo desde el toque del pie derecho con el suelo
hasta el toque del pie derecho con el suelo
Marcadores: Cabeza, hombro D, codo D, muñeca D, mano D, cresta iliaca (CI) D,
trocánter mayor (TM) D, rodilla D, tobillo D, talón D, quinto metatarsiano (met) D,
y dedo grueso D
Eventos durante la marcha: Toque del pie derecho con el suelo (TDS), toque del pie
izquierdo con el suelo (TIS), y levantamiento del dedo grueso del pie derecho (LDD)
Apéndice C
449

462. 450 APÉNDICE C Ejemplos de datos cinemáticos y cinéticos
TABLA C-1 Datos cinemáticos en milímetros
Número
de cuadroCabeza
x
Cabeza
y
Hombro
x
Hombro
y
Codo
x
Codo
y
Muñeca
x
Muñeca
y
Mano
x
Mano
y
CI
x
CI
y
–1 –28.0 1458.9 –155.1 1340.3 –272.4 1122.5 –337.1 891.2 –383.3 821.1 –129.7 959.4
0 –16.1 1460.1 –142.8 1340.4 –259.5 1122.3 –323.6 890.6 –369.1 820.3 –117.0 960.8
1
 –5.8 1460.2 –132.4 1340.0 –249.1 1121.8 –313.2 889.9 –358.8 819.6 –105.7 961.0
2 5.5 1460.4 –120.8 1339.6 –237.4 1121.3 –301.5 889.2 –347.2 818.9 –93.3 961.2
3 17.6 1460.7 –108.5 1339.3 –225.0 1120.9 –288.9 888.6 –334.6 818.1 –80.1 961.6
4 30.1 1461.2 –95.7 1339.2 –211.9 1120.4 –275.4 887.9 –321.1 817.3 –66.5 962.1
5 42.9 1461.9 –82.6 1339.1 –198.3 1120.1 –261.2 887.3 –306.7 816.4 –52.6 962.9
6 55.9 1462.8 –69.2 1339.3 –184.3 1119.8 –246.2 886.7 –291.4 815.6 –38.6 963.9
7 69.1 1463.8 –55.7 1339.6 –169.9 1119.6 –230.6 886.2 –275.4 814.7 –24.5 965.1
8 82.2 1465.0 –42.1 1340.1 –155.3 1119.6 –214.3 885.7 –258.6 813.9 –10.5 966.6
9 95.4 1466.5 –28.4 1340.8 –140.4 1119.6 –197.4 885.4 –241.1 813.1 3.6 968.2
10 108.6 1468.0 –14.6 1341.7 –125.3 1119.7 –179.9 885.1 –222.8 812.3 17.6 970.1 11 121.7 1469.8 –0.9 1342.7 –110.0 1120.0 –161.8 884.9 –203.8 811.6 31.5 972.2 12 134.7 1471.6 12.8 1344.0 –94.5 1120.3 –143.1 884.8 –184.0 810.9 45.3 974.4
13 147.6 1473.6 26.6 1345.4 –78.9 1120.8 –123.9 884.9 –163.6 810.4 59.0 976.7
14 160.4 1475.8 40.2 1346.9 –63.1 1121.3 –104.2 885.0 –142.4 809.9 72.7 979.2
15 173.1 1478.0 53.9 1348.6 –47.2 1121.9 –84.0 885.2 –120.7 809.5 86.3 981.7
16 185.7 1480.3 67.5 1350.4 –31.1 1122.6 –63.4 885.6 –98.3 809.4 99.8 984.3
17 198.2 1482.7 81.1 1352.3 –14.9 1123.3 –42.4 886.1 –75.3 809.4 113.2 986.9
18 210.6 1485.2 94.7 1354.3 1.4 1124.2 –21.0 886.8 –51.8 809.6 126.5 989.4
19 222.8 1487.8 108.2 1356.4 17.9 1125.0 0.8 887.6 –27.8 810.0 139.7 991.9
20 235.0 1490.3 121.7 1358.5 34.5 1126.0 22.9 888.6 –3.3 810.7 152.7 994.4 21 247.1 1492.9 135.1 1360.7 51.2 1127.0 45.2 889.8 21.6 811.7 165.7 996.7 22 259.2 1495.5 148.5 1363.0 68.0 1128.0 67.9 891.1 46.8 812.9 178.6 998.9 23 271.2 1498.0 161.8 1365.3 84.8 1129.1 90.7 892.7 72.4 814.4 191.4 1001.0 24 283.1 1500.5 175.1 1367.6 101.8 1130.2 113.8 894.4 98.2 816.2 204.1 1002.9 25 295.1 1502.9 188.3 1369.9 118.8 1131.3 137.0 896.3 124.3 818.3 216.7 1004.7 26 307.0 1505.2 201.6 1372.1 135.8 1132.4 160.4 898.4 150.5 820.6 229.3 1006.3 27 318.9 1507.4 214.7 1374.2 152.9 1133.4 183.8 900.6 176.9 823.2 241.7 1007.7
28 330.7 1509.3 227.9 1376.2 169.9 1134.4 207.3 903.0 203.4 826.0 254.1 1008.9 29 342.6 1511.2 241.0 1378.1 187.0 1135.4 230.9 905.4 229.9 829.0 266.4 1009.9 30 354.5 1512.7 254.1 1379.7 204.0 1136.2 254.5 907.9 256.5 832.1 278.7 1010.7 31 366.3 1514.1 267.2 1381.1 221.0 1136.8 278.1 910.5 283.0 835.3 290.9 1011.3 32 378.2 1515.2 280.2 1382.3 238.0 1137.3 301.7 913.1 309.5 838.6 303.0 1011.6 33 390.1 1516.1 293.3 1383.3 254.9 1137.7 325.2 915.8 335.9 842.0 315.1 1011.8 34 402.0 1516.7 306.3 1383.9 271.8 1137.8 348.7 918.4 362.3 845.4 327.2 1011.7 35 413.9 1517.0 319.3 1384.2 288.7 1137.7 372.2 921.1 388.5 848.9 339.3 1011.4 36 425.9 1517.0 332.3 1384.2 305.5 1137.4 395.5 923.7 414.6 852.4 351.5 1010.8 37 437.8 1516.7 345.3 1383.9 322.3 1136.9 418.6 926.3 440.5 855.8 363.6 1010.1 38 449.8 1516.2 358.2 1383.3 339.1 1136.1 441.7 928.8 466.2 859.3 375.8 1009.1 39 461.8 1515.4 371.3 1382.4 355.9 1135.1 464.5 931.4 491.7 862.8 388.0 1007.8 40 473.8 1514.3 384.3 1381.2 372.6 1133.9 487.2 933.8 517.0 866.3 400.2 1006.4 41 485.9 1512.9 397.4 1379.7 389.3 1132.5 509.6 936.2 542.0 869.7 412.5 1004.8 42 498.0 1511.4 410.5 1378.0 406.0 1130.9 531.7 938.6 566.6 873.2 424.8 1002.9 43 510.1 1509.6 423.7 1376.1 422.6 1129.2 553.6 940.9 590.9 876.7 437.2 1000.9

463. APÉNDICE C Ejemplos de datos cinemáticos y cinéticos 451
Número
de
cuadro TM
x
TM
y
Rodilla
x
Rodilla
y
Tobillo
x
Tobillo
y
Talón
x

D
Talón
y

D Met
x
Met
y
Dedo
x

D
Dedo
y

D
Eventos
durante
la mar-
cha
–1 –151.9330 815.6667
 60.0000499.2000 179.6667 122.5333 137.0667 32.5333 318.8667 107.8000 389.6000 174.6000
0 –138.8750 817.3138 71.2735500.1740 184.3008 122.2974 139.1965 33.7988 321.1163 101.7447 393.5727 166.1098 TDS
1 –151.9 815.7 60.0 499.2 179.7 122.5 137.1 32.5 318.9 107.8 389.6 174.6
2 –138.9 817.3 71.3 500.2 184.3 122.3 139.2 33.8 321.1 101.7 393.6 166.1
3 –127.4 817.4 81.5 499.7 188.6 121.4 141.0 35.7 324.5 97.2 399.1 158.3
4 –114.7 817.6 92.8 499.2 193.2 120.4 142.8 37.8 328.1 92.2 405.0 149.8
5 –101.3 818.0 104.7 498.8 198.0 119.4 144.8 39.9 331.7 87.0 410.9 141.1
6 –87.5 818.6 116.9 498.6 202.7 118.4 146.7 42.0 335.3 81.8 416.6 132.4
7 –73.4 819.5 129.2 498.5 207.2 117.5 148.6 43.9 338.6 76.7 421.9 124.0
8 –59.1 820.6 141.5 498.6 211.5 116.6 150.3 45.8 341.7 71.9 426.8 116.1
9 –44.9 822.0 153.6 498.8 215.5 115.8 151.9 47.5 344.5 67.3 431.1 108.7
10 –30.7 823.7 165.4 499.0 219.1 115.1 153.4 49.1 346.9 63.2 435.0 102.0
11 –16.7 825.6 176.8 499.3 222.4 114.5 154.7 50.5 349.1 59.5 438.3 96.0
12  –2.8 827.7 187.6 499.6 225.3 114.0 155.9 51.7 351.0 56.2 441.0 90.7
13  11.0 829.9 197.9 499.9 227.8 113.6 156.9 52.8 352.5 53.4 443.4 86.1
14  24.6 832.3 207.5 500.1 229.9 113.2 157.7 53.7 353.9 51.0 445.3 82.3
15  38.0 834.8 216.4 500.2 231.8 113.0 158.4 54.5 355.0 49.0 446.9 79.1
16 51.2 837.4 224.8 500.3 233.4 112.8 158.9 55.2 355.9 47.5 448.2 76.4
17 64.3 840.1 232.5 500.4 234.7 112.6 159.3 55.7 356.6 46.2 449.2 74.3
18 77.1 842.7 239.7 500.3 235.9 112.6 159.6 56.2 357.2 45.2 450.0 72.5
19 89.8 845.3 246.3 500.3 236.9 112.6 159.8 56.6 357.7 44.5 450.6 71.2
20 102.3 847.8 252.5 500.2 237.7 112.6 160.0 56.9 358.1 44.1 451.1 70.1
21 114.7 850.3 258.3 500.1 238.5 112.8 160.1 57.2 358.5 43.7 451.5 69.2
22 126.8 852.7 263.7 500.0 239.1 112.9 160.2 57.5 358.7 43.6 451.9 68.5
23 138.9 855.1 268.8 499.8 239.7 113.1 160.2 57.7 359.0 43.5 452.1 67.8
24 150.8 857.3 273.7 499.7 240.2 113.2 160.2 57.9 359.2 43.5 452.3 67.3
25 162.6 859.4 278.3 499.5 240.7 113.4 160.3 58.1 359.3 43.6 452.5 66.8
26 174.3 861.4 282.7 499.4 241.1 113.6 160.3 58.3 359.5 43.6 452.6 66.3
27 186.0 863.2 286.9 499.2 241.5 113.9 160.4 58.4 359.7 43.7 452.8 65.8
28 197.5 864.9 291.0 499.1 241.9 114.1 160.4 58.6 359.8 43.8 452.9 65.3
29 209.0 866.5 294.9 498.9 242.2 114.3 160.5 58.8 359.9 43.9 453.0 64.8
30 220.4 867.9 298.8 498.7 242.6 114.6 160.6 59.0 360.0 44.0 453.1 64.3
31 231.8 869.1 302.5 498.6 242.9 114.8 160.7 59.2 360.1 44.1 453.3 63.8
32 243.1 870.2 306.2 498.4 243.3 115.1 160.9 59.5 360.2 44.2 453.4 63.3
33 254.4 871.0 309.8 498.2 243.6 115.3 161.0 59.7 360.3 44.2 453.5 62.8
34 265.7 871.7 313.4 498.0 243.9 115.6 161.2 60.0 360.4 44.3 453.7 62.4
35 276.9 872.2 317.0 497.8 244.2 115.9 161.4 60.3 360.5 44.3 453.8 61.9
36 288.1 872.5 320.7 497.5 244.6 116.2 161.6 60.7 360.6 44.4 453.9 61.5
37 299.4 872.6 324.4 497.2 244.9 116.5 161.8 61.1 360.6 44.4 454.1 61.1
38 310.6 872.5 328.2 496.9 245.2 116.9 162.0 61.5 360.7 44.5 454.2 60.7
39 321.9 872.2 332.1 496.6 245.6 117.2 162.3 62.0 360.7 44.6 454.4 60.3
40 333.3 871.8 336.1 496.2 246.0 117.6 162.6 62.6 360.8 44.6 454.5 59.9
41 344.7 871.1 340.4 495.7 246.4 118.0 162.9 63.2 360.8 44.7 454.7 59.6
42 356.1 870.3 344.8 495.2 246.9 118.4 163.3 63.9 360.8 44.7 454.8 59.3
43 367.6 869.4 349.5 494.6 247.4 118.9 163.6 64.6 360.8 44.8 455.0 58.9

464. 452 APÉNDICE C Ejemplos de datos cinemáticos y cinéticos
Número
de cuadroCabeza
x
Cabeza
y
Hombro
x
Hombro
y
Codo
x
Codo
y
Muñeca
x
Muñeca
y
Mano
x
Mano
y
CI
x
CI
y
44 522.3 1507.7 437.0 1374.1 439.2 1127.3 575.1 943.1 614.7 880.1 449.7 998.7
45 534.5 1505.6 450.4 1371.9 455.7 1125.3 596.2 945.3 638.1 883.6 462.1 996.4
46 546.7 1503.3 463.9 1369.5 472.1 1123.3 616.9 947.4 661.0 887.0 474.7 994.0
47 559.0 1501.0 477.5 1367.2 488.4 1121.2 637.2 949.5 683.4 890.4 487.3 991.5
48 571.3 1498.7 491.2 1364.8 504.6 1119.0 657.1 951.5 705.2 893.8 500.0 988.9
49 583.8 1496.3 504.9 1362.5 520.6 1116.9 676.4 953.5 726.4 897.1 512.8 986.4
50 596.2 1494.0 518.8 1360.2 536.5 1114.9 695.3 955.3 746.9 900.3 525.7 983.8
51 608.8 1491.8 532.8 1358.0 552.1 1112.9 713.6 957.1 766.8 903.4 538.7 981.3
52 621.4 1489.6 546.8 1356.0 567.5 1111.0 731.4 958.7 786.0 906.4 551.9 978.9
53 634.0 1487.6 560.8 1354.1 582.7 1109.3 748.7 960.3 804.5 909.2 565.2 976.5
54 646.8 1485.8 574.9 1352.3 597.6 1107.6 765.3 961.7 822.3 911.9 578.7 974.3
55 659.6 1484.2 589.0 1350.8 612.2 1106.2 781.5 963.0 839.3 914.3 592.4 972.3
56 672.4 1482.7 603.1 1349.5 626.5 1104.9 797.0 964.1 855.7 916.4 606.4 970.4
57 685.3 1481.6 617.2 1348.4 640.5 1103.7 812.0 965.1 871.4 918.3 620.5 968.7
58 698.2 1480.6 631.2 1347.5 654.2 1102.9 826.4 965.9 886.4 919.8 634.9 967.3
59 711.1 1480.0 645.1 1346.9 667.6 1102.2 840.3 966.6 900.7 921.1 649.5 966.0
60 724.1 1479.6 658.8 1346.6 680.7 1101.7 853.6 967.1 914.3 922.0 664.3 965.1
61 737.0 1479.5 672.5 1346.5 693.5 1101.5 866.3 967.4 927.3 922.5 679.2 964.3
62 750.0 1479.6 686.0 1346.6 706.0 1101.4 878.6 967.5 939.6 922.7 694.3 963.8
63 762.9 1480.1 699.3 1347.0 718.1 1101.6 890.3 967.4 951.3 922.5 709.4 963.5
64 775.8 1480.8 712.5 1347.7 730.0 1102.0 901.4 967.2 962.3 922.0 724.5 963.4
65 788.8 1481.7 725.5 1348.5 741.6 1102.6 912.1 966.8 972.7 921.1 739.5 963.5
66 801.7 1482.8 738.3 1349.5 752.9 1103.3 922.3 966.2 982.6 919.8 754.5 963.8
67 814.6 1484.2 751.0 1350.7 763.9 1104.2 932.0 965.5 991.8 918.3 769.3 964.3
68 827.5 1485.7 763.5 1352.0 774.6 1105.3 941.2 964.6 1000.4 916.4 784.0 964.9
69 840.4 1487.4 775.8 1353.5 785.1 1106.4 950.0 963.6 1008.4 914.2 798.4 965.6
70 853.3 1489.2 787.9 1355.1 795.3 1107.6 958.3 962.4 1015.9 911.8 812.5 966.4
71 866.3 1491.1 799.9 1356.7 805.3 1109.0 966.2 961.1 1022.7 909.1 826.4 967.3
72 879.2 1493.1 811.8 1358.4 815.1 1110.4 973.6 959.6 1029.0 906.2 840.0 968.3
73 892.1 1495.2 823.4 1360.1 824.6 1111.8 980.6 958.0 1034.8 903.1 853.2 969.4
74 905.0 1497.3 834.9 1361.9 834.0 1113.3 987.2 956.3 1040.0 899.9 866.1 970.6
75 917.9 1499.5 846.3 1363.6 843.2 1114.8 993.3 954.5 1044.7 896.5 878.8 971.8
76 930.8 1501.7 857.5 1365.3 852.2 1116.3 999.1 952.6 1048.8 893.1 891.1 973.2
77 943.7 1503.9 868.7 1367.1 861.0 1117.8 1004.4 950.5 1052.4 889.6 903.3 974.6
78 956.6 1506.1 879.7 1368.8 869.7 1119.4 1009.4 948.5 1055.6 886.0 915.1 976.2
79 969.4 1508.3 890.6 1370.4 878.3 1120.9 1014.0 946.3 1058.2 882.5 926.9 977.8
80 982.3 1510.4 901.5 1372.0 886.7 1122.4 1018.2 944.1 1060.4 879.0 938.5 979.6
81 995.1 1512.4 912.4 1373.5 895.1 1124.0 1022.1 941.8 1062.2 875.5 950.0 981.4
82 1007.8 1514.4 923.3 1375.0 903.3 1125.5 1025.7 939.6 1063.6 872.0 961.6 983.3
83 1020.6 1516.2 934.2 1376.4 911.5 1126.9 1029.0 937.2 1064.6 868.6 973.1 985.3
84 1033.4 1518.0 945.2 1377.6 919.7 1128.4 1032.0 934.9 1065.2 865.3 984.8 987.2
85 1046.1 1519.5 956.3 1378.8 927.8 1129.8 1034.8 932.6 1065.5 862.1 996.5 989.2
86 1058.8 1520.9 967.4 1379.8 935.9 1131.2 1037.3 930.3 1065.6 858.9 1008.4 991.1
87 1071.5 1522.1 978.7 1380.7 944.1 1132.5 1039.7 928.0 1065.3 855.8 1020.5 992.9
88 1084.2 1523.1 990.1 1381.4 952.3 1133.7 1041.9 925.6 1064.8 852.8 1032.7 994.6
89 1096.9 1523.9 1001.7 1381.9 960.7 1134.8 1044.0 923.3 1064.2 850.0 1045.1 996.1
90 1109.5 1524.4 1013.4 1382.3 969.1 1135.7 1046.1 921.1 1063.3 847.2 1057.7 997.5

465. APÉNDICE C Ejemplos de datos cinemáticos y cinéticos 453
Número
de
cuadro TM
x
TM
y
Rodilla
x
Rodilla
y
Tobillo
x
Tobillo
y
Talón
x

D
Talón
y

D Met
x
Met
y
Dedo
x

D
Dedo
y

D
Eventos
durante
la mar-
cha
44 402.3 865.6 365.4 492.3 249.3 120.6 165.0 67.6 360.8 45.0 455.4 58.0
45 414.0 864.1 371.4 491.4 250.1 121.3 165.5 68.8 360.9 45.1 455.6 57.7
46 425.8 862.6 377.8 490.5 251.1 122.1 166.2 70.3 360.9 45.2 455.8 57.3
47 437.6 860.9 384.6 489.5 252.2 123.0 166.9 72.0 361.0 45.2 455.9 57.0
48 449.6 859.2 391.8 488.4 253.4 124.1 167.7 73.9 361.1 45.3 456.1 56.7
49 461.7 857.4 399.5 487.2 254.9 125.3 168.7 76.1 361.3 45.4 456.3 56.3
50 474.0 855.6 407.7 486.1 256.6 126.7 169.9 78.7 361.5 45.4 456.6 55.9
51 486.4 853.9 416.4 484.9 258.5 128.4 171.2 81.7 361.8 45.5 456.8 55.5
52 499.1 852.1 425.6 483.7 260.8 130.3 172.9 85.1 362.1 45.6 457.1 55.1
53 511.9 850.4 435.5 482.5 263.4 132.4 174.9 88.9 362.5 45.6 457.4 54.6
54 525.0 848.7 445.9 481.3 266.5 134.9 177.2 93.3 362.9 45.7 457.8 54.1
55 538.3 847.1 456.9 480.1 270.0 137.6 180.1 98.2 363.5 45.9 458.2 53.5
56 551.8 845.6 468.6 479.0 274.0 140.7 183.4 103.8 364.1 46.1 458.7 52.9
57 565.6 844.2 481.0 477.8 278.6 144.1 187.4 109.9 364.9 46.4 459.3 52.2
58 579.7 842.8 494.1 476.7 283.8 147.8 192.1 116.6 365.9 46.9 460.1 51.4
59 594.0 841.6 507.9 475.6 289.7 151.9 197.6 124.0 367.1 47.5 461.0 50.4 TIS
60 608.6 840.4 522.5 474.5 296.4 156.3 204.0 131.9 368.6 48.4 462.1 49.4
61 623.5 839.4 538.0 473.4 303.9 161.0 211.4 140.5 370.5 49.6 463.5 48.2
62 638.5 838.4 554.3 472.4 312.3 166.1 220.0 149.7 372.8 51.1 465.1 46.9
63 653.7 837.6 571.4 471.3 321.8 171.5 229.8 159.4 375.6 52.9 467.2 45.5
64 669.1 836.8 589.4 470.2 332.2 177.1 240.9 169.5 379.1 55.2 469.8 44.0
65 684.5 836.1 608.3 469.1 343.8 183.0 253.3 180.0 383.3 57.9 472.9 42.3
66 700.0 835.4 628.0 468.1 356.6 189.1 267.1 190.7 388.5 61.1 476.7 40.6
67 715.4 834.9 648.6 467.0 370.5 195.3 282.4 201.6 394.8 64.7 481.5 39.0
68 730.8 834.4 670.0 466.0 385.6 201.6 299.0 212.4 402.3 68.8 487.2 37.4
69 746.0 833.9 692.1 465.0 402.0 207.8 317.0 223.0 411.2 73.3 494.2 36.1
70 761.1 833.5 714.9 464.2 419.6 214.1 336.3 233.2 421.6 78.1 502.6 35.1
71 775.9 833.2 738.3 463.5 438.3 220.2 356.7 242.8 433.7 83.2 512.7 34.6
72 790.6 832.9 762.3 463.0 458.2 226.0 378.3 251.7 447.7 88.4 524.7 34.5
73 804.9 832.8 786.6 462.8 479.1 231.6 400.7 259.7 463.6 93.6 538.7 35.0
74 819.1 832.8 811.3 462.9 501.1 236.8 423.9 266.8 481.5 98.7 555.0 35.9
75 833.0 832.9 836.3 463.4 524.0 241.5 447.8 272.7 501.5 103.6 573.7 37.3
76 846.6 833.2 861.4 464.3 547.9 245.6 472.3 277.5 523.5 108.1 594.7 39.1 LDD
77 860.1 833.7 886.5 465.7 572.6 249.1 497.3 281.0 547.5 112.1 618.1 41.0
78 873.4 834.4 911.6 467.5 598.2 251.9 522.8 283.3 573.5 115.4 643.7 43.1
79 886.5 835.3 936.6 469.8 624.5 254.0 548.8 284.4 601.1 118.0 671.5 45.1
80 899.6 836.4 961.5 472.5 651.5 255.2 575.2 284.1 630.5 119.8 701.3 47.0
81 912.5 837.7 986.0 475.7 679.2 255.6 602.0 282.7 661.3 120.8 732.9 48.7
82 925.5 839.1 1010.3 479.2 707.5 255.2 629.2 280.0 693.4 121.0 766.2 50.2
83 938.5 840.7 1034.2 482.9 736.4 253.9 656.9 276.1 726.8 120.4 800.9 51.5
84 951.6 842.4 1057.8 486.9 765.8 251.8 685.0 271.1 761.3 119.0 837.0 52.6
85 964.7 844.2 1080.9 491.0 795.7 249.0 713.7 265.0 796.8 117.1 874.3 53.5
86 977.9 846.0 1103.5 495.1 826.2 245.4 742.9 257.8 833.3 114.6 912.5 54.3
87 991.2 847.7 1125.7 499.2 857.2 241.1 772.6 249.8 870.7 111.6 951.7 55.0
88 1004.6 849.5 1147.4 503.3 888.6 236.2 803.0 240.8 908.8 108.3 991.7 55.7
89 1018.2 851.1 1168.6 507.1 920.6 230.7 834.0 231.1 947.7 104.8 1032.3 56.6
90 1031.8 852.6 1189.3 510.8 953.0 224.8 865.6 220.8 987.2 101.2 1073.4 57.7

466. 454 APÉNDICE C Ejemplos de datos cinemáticos y cinéticos
Número
de cuadroCabeza
x
Cabeza
y
Hombro
x
Hombro
y
Codo
x
Codo
y
Muñeca
x
Muñeca
y
Mano
x
Mano
y
CI
x
CI
y
91 1122.2 1524.6 1025.3 1382.4
 977.71136.6 1048.1 918.8 1062.4 844.5 1070.3 998.7
92 1134.8 1524.5 1037.3 1382.3 986.41137.2 1050.1 916.6 1061.5 842.0 1083.1 999.7
93 1147.5 1524.2 1049.5 1382.0 995.41137.8 1052.1 914.4 1060.5 839.6 1096.0 1000.4
94 1160.1 1523.6 1061.9 1381.5 1004.5 1138.1 1054.3 912.3 1059.5 837.3 1108.9 1000.9
95 1172.7 1522.7 1074.5 1380.7 1013.8 1138.3 1056.6 910.2 1058.7 835.1 1122.0 1001.1
96 1185.4 1521.5 1087.2 1379.8 1023.4 1138.3 1059.1 908.2 1058.0 833.1 1135.1 1001.0
97 1198.1 1520.0 1100.1 1378.6 1033.2 1138.1 1061.8 906.3 1057.6 831.2 1148.2 1000.7
98 1210.7 1518.3 1113.1 1377.1 1043.2 1137.7 1064.8 904.5 1057.4 829.5 1161.4 1000.1
99 1223.5 1516.4 1126.3 1375.6 1053.5 1137.1 1068.1 902.8 1057.5 827.9 1174.7 999.2
100 1236.2 1514.3 1139.6 1373.8 1064.0 1136.4 1071.8 901.1 1058.0 826.5 1188.0 998.0
101 1249.1 1512.0 1153.0 1371.8 1074.6 1135.6 1075.9 899.6 1058.9 825.1 1201.4 996.7
102 1262.0 1509.6 1166.5 1369.8 1085.5 1134.6 1080.3 898.1 1060.3 823.9 1214.8 995.0
103 1274.9 1507.1 1180.1 1367.6 1096.5 1133.6 1085.2 896.8 1062.2 822.8 1228.3 993.2
104 1287.9 1504.5 1193.7 1365.3 1107.7 1132.4 1090.5 895.5 1064.6 821.8 1241.8 991.2
105 1300.8 1501.8 1207.3 1363.0 1119.0 1131.2 1096.3 894.3 1067.6 820.9 1255.3 989.0
106 1313.8 1499.2 1220.9 1360.6 1130.3 1130.0 1102.4 893.2 1071.2 820.0 1268.8 986.8
107 1326.7 1496.5 1234.5 1358.3 1141.6 1128.7 1109.0 892.2 1075.4 819.3 1282.3 984.4
108 1339.6 1493.8 1247.9 1355.9 1152.8 1127.5 1116.0 891.3 1080.1 818.5 1295.7 982.0
109 1352.3 1491.2 1261.1 1353.6 1164.0 1126.4 1123.3 890.5 1085.4 817.8 1308.9 979.5
110 1364.8 1488.8 1274.0 1351.4 1175.0 1125.3 1130.8 889.7 1091.1 817.2 1322.0 977.1
111 1377.0 1486.4 1286.5 1349.2 1185.7 1124.2 1138.5 889.0 1097.2 816.6 1334.7 974.8
112 1388.7 1484.2 1298.5 1347.2 1196.1 1123.3 1146.3 888.4 1103.5 816.0 1346.9 972.5
113 1399.9 1482.2 1309.9 1345.4 1206.0 1122.4 1153.9 887.8 1109.9 815.4 1358.5 970.4
114 1410.3 1480.4 1320.4 1343.7 1215.2 1121.7 1161.2 887.3 1116.2 814.9 1369.4 968.5
115 1419.7 1478.9 1330.0 1342.2 1223.6 1121.0 1168.1 886.9 1122.2 814.4 1379.3 966.8
116 1428.0 1477.6 1338.4 1341.0 1231.0 1120.5 1174.3 886.5 1127.8 814.0 1387.9 965.4
117 1435.0 1476.5 1345.3 1340.0 1237.2 1120.0 1179.6 886.3 1132.5 813.7 1395.2 964.2
118 1440.4 1475.7 1350.8 1339.2 1242.1 1119.7 1183.8 886.0 1136.4 813.4 1400.9 963.3
119 1444.3 1475.2 1354.7 1338.7 1245.6 1119.5 1186.8 885.9 1139.2 813.2 1404.9 962.7
120 1446.7 1474.9 1357.2 1338.4 1247.9 1119.3 1188.8 885.8 1141.0 813.1 1407.6 962.3
121 1448.5 1474.6 1358.9 1338.2 1249.5 1119.2 1190.2 885.7 1142.4 813.0 1409.4 962.1
122 1535.0 1468.6 1446.3 1331.3 1332.7 1115.0 1271.0 881.7 1222.5 807.7 1503.3 954.1

467. APÉNDICE C Ejemplos de datos cinemáticos y cinéticos 455
Número
de
cuadro TM
x
TM
y
Rodilla
x
Rodilla
y
Tobillo
x
Tobillo
y
Talón
x

D
Talón
y

D Met
x
Met
y
Dedo
x

D
Dedo
y

D
Eventos
durante
la mar-
cha
91 1045.5 853.9 1209.5 514.1
 985.9218.6 898.0209.9 1027.2 97.7 1114.9 59.0
92 1059.3 855.0 1229.1 517.2 1019.2 212.0 931.1198.6 1067.7 94.2 1156.6 60.8
93 1073.1 855.9 1248.3 519.9 1052.9 205.2 964.8187.0 1108.6 91.1 1198.5 62.9
94 1087.0 856.5 1266.9 522.2 1087.0 198.4 999.2175.3 1149.8 88.3 1240.5 65.6
95 1100.9 856.9 1285.0 524.0 1121.5 191.6 1034.4 163.5 1191.1 85.9 1282.3 68.9
96 1114.9 857.0 1302.5 525.5 1156.1 184.8 1070.1 151.9 1232.5 84.0 1323.9 72.9
97 1128.9 856.8 1319.5 526.5 1191.0 178.4 1106.4 140.4 1273.9 82.7 1365.1 77.5
98 1142.9 856.3 1336.1 527.0 1226.0 172.2 1143.1 129.3 1315.1 82.1 1405.8 82.8
99 1156.8 855.5 1352.1 527.1 1261.0 166.4 1180.1 118.7 1355.9 82.1 1445.9 88.9
100 1170.8 854.4 1367.6 526.7 1295.9 161.1 1217.4 108.6 1396.2 82.9 1485.2 95.6
101 1184.6 853.1 1382.6 526.0 1330.5 156.4 1254.6 99.3 1435.9 84.3 1523.6 102.9
102 1198.4 851.5 1397.3 524.8 1364.6 152.2 1291.7 90.7 1474.7 86.4 1560.9 110.8
103 1212.1 849.6 1411.5 523.3 1398.2 148.6 1328.3 82.9 1512.4 89.2 1597.1 119.1
104 1225.7 847.5 1425.4 521.6 1430.9 145.6 1364.3 75.9 1548.8 92.4 1631.9 127.8
105 1239.2 845.3 1439.0 519.6 1462.7 143.2 1399.4 69.8 1583.9 96.1 1665.2 136.6
106 1252.5 842.9 1452.3 517.4 1493.3 141.3 1433.4 64.6 1617.3 100.1 1697.0 145.3
107 1265.8 840.4 1465.4 515.2 1522.5 139.8 1465.9 60.2 1648.9 104.2 1727.0 153.9
108 1278.8 837.8 1478.2 512.9 1550.1 138.7 1496.7 56.5 1678.6 108.3 1755.3 162.0
109 1291.7 835.2 1490.8 510.6 1576.0 137.8 1525.6 53.4 1706.1 112.3 1781.7 169.6
110 1304.2 832.7 1503.2 508.4 1600.1 137.1 1552.4 50.9 1731.5 115.9 1806.2 176.4
111 1316.4 830.2 1515.2 506.3 1622.2 136.5 1576.9 48.8 1754.5 119.1 1828.7 182.4
112 1328.2 827.9 1526.9 504.4 1642.2 135.9 1599.1 47.1 1775.1 121.7 1849.1 187.5
113 1339.3 825.8 1538.1 502.7 1660.1 135.2 1618.6 45.6 1793.3 123.8 1867.4 191.6
114 1349.7 823.8 1548.6 501.1 1675.7 134.5 1635.6 44.3 1809.1 125.2 1883.6 194.7
115 1359.1 822.1 1558.2 499.8 1689.1 133.7 1650.0 43.1 1822.5 126.1 1897.5 197.1
116 1367.3 820.6 1566.7 498.8 1700.2 132.9 1661.8 42.1 1833.4 126.6 1909.2 198.7
117 1374.2 819.5 1573.9 497.9 1708.9 132.2 1671.0 41.3 1842.1 126.7 1918.5 199.7
118 1379.6 818.6 1579.5 497.2 1715.5 131.5 1677.8 40.6 1848.5 126.6 1925.6 200.2
119 1383.5 818.0 1583.5 496.8 1719.9 131.0 1682.4 40.1 1852.9 126.4 1930.4 200.5
120 1386.0 817.6 1586.2 496.5 1722.7 130.7 1685.2 39.8 1855.6 126.2 1933.5 200.5
121 1387.7 817.3 1588.0 496.3 1724.5 130.4 1687.0 39.6 1857.3 126.0 1935.5 200.5 TDS
122 1483.7 808.7 1679.0 487.3 1780.3 116.5 1731.3 38.7 1917.9 95.71937.5 200.4

468. 456 APÉNDICE C Ejemplos de datos cinemáticos y cinéticos
TABLA C-2 Datos cinéticos en Newtons
Número F
x
F
y
F
z
Eventos Número F
x
F
y
F
z
Eventos
–1  0.0  0.0 0.0 39 –10.7 –7.1 275.7
0  1.6 –0.2 7.0 TDS 40 –12.3 –3.5 285.8
1 –1.3  6.2 53.3 41 –12.1 –3.0 288.7
2  1.7  9.5 111.1 42 –13.1 –0.5 304.0
3  9.5 –4.7 184.4 43 –13.0 1.9 313.4
4 21.1 –22.6 235.5 44 –14.3 5.1 337.0
5 29.0 –41.4 289.7 45 –12.3 9.1 351.1
6 30.0 –54.6 335.5 46 –13.1 13.0 379.4
7 26.0 –66.6 385.8 47 –12.5 18.4 396.7
8 18.2 –73.6 428.0 48 –14.5 22.6 428.9
9 10.7 –82.6 459.7 49 –14.9 29.7 451.7
10 6.9 –85.7 485.9 50 –16.0 34.6 482.5
11 5.8 –89.9 499.8 51 –16.9 43.3 508.2
12 1.4 –89.6 520.2 52 –18.2 49.0 533.8
13 –5.7 –93.1 529.9 53 –20.2 57.4 558.3
14 –14.6 –92.3 545.7 54 –21.5 63.2 574.1
15 –19.1 –89.9 545.0 55 –23.8 71.7 592.9
16 –25.3 –88.2 555.6 56 –24.5 78.3 600.9
17 –26.9 –82.4 550.0 57 –26.5 85.8 610.6
18 –28.1 –76.8 553.0 58 –24.9 93.0 604.6
19 –25.9 –68.8 540.6 59 –24.9 99.0 604.4
20 –24.8 –62.7 533.2 60 –22.2 104.5 583.8
21 –22.7 –54.3 514.2 61 –20.4 107.4 570.0
22 –21.1 –49.4 496.5 62 –17.0 110.5 535.1
23 –19.6 –42.0 474.9 63 –14.3 110.7 503.3
24 –17.8 –38.1 444.9 64 –9.7 109.1 452.5
25 –17.3 –31.9 428.5 65 –6.3 101.1 404.7
26 –16.1 –28.6 397.5 66 –3.8 91.2 345.5
27 –17.3 –23.9 382.3 67 –3.1 77.4 285.3
28 –15.6 –21.3 356.4 68 –3.6 66.5 228.9
29 –16.3 –19.2 341.4 69 –3.1 51.3 171.8
30 –14.5 –17.3 316.3 70 –4.3 39.7 128.9
31 –14.2 –16.4 310.0 71 –4.4 26.8 88.2
32 –11.9 –14.4 290.3 72 –4.6 18.2 61.7
33 –11.2 –14.5 288.3 73 –2.4 10.2 34.1
34 –9.9 –12.9 275.9 74 –2.0 5.4 25.2
35 –9.6 –13.1 275.0 75  0.0 2.9 9.3
36 –9.5 –10.4 269.7 76 –1.5 0.9 11.0 LDD
37 –9.5 –11.2 271.8
38 –10.3 –7.6 273.8

469. Ejemplo numérico para calcular
el movimiento de proyectil
El movimiento de proyectil puede analizarse utilizando las ecuaciones de aceleración constante,
ya que mientras el objeto está en el aire, la aceleración vertical es constante a −9.81 m/s
2
y
la aceleración horizontal es constante a 0 m/s
2
. Las ecuaciones exactas que usted utilizará y el
orden en el que lo hará dependerán de la información que disponga y la información que
se le pide resolver. Existen muchas posibilidades para dar ejemplos de cada una, de modo
que hemos desarrollado un método que le permitirá resolver cualquier problema de movimien
­-
to de proyectil.
1) v
f
= v
i
+ at
2) s
f
= s
i
+ v
i
t +
1
2
at
2
3) v
f
2
v
i
2
+ 2a(s
f
− s
i
)
Paso 1
Divida la dirección vertical en una fase hacia arriba y una hacia abajo. La dirección horizontal sólo tendrá una fase. Existen seis variables que las ecuaciones de aceleración constante utilizan (dos posiciones, dos velocidades, aceleración y tiempo). Si creamos una cuadrícula como la que se muestra abajo, tenemos una casilla para cada variable en cada fase. Nótese que las variables finales (f) para la fase VERT
arriba
son las mismas que las variables iniciales (i) para la fase VERT
abajo
.
Además, la velocidad horizontal no cambia, de modo que v
i
y v
f
son las mismas para HORIZ.
Asimismo, t
arriba
+ t
abajo
= t
horiz
.
Apéndice D
457
tabajo
thoriz
tarriba
Ápex

VERT
arriba
VERT
abajo
HORIZ
s
i
(m)
s
f
(m)
v
i
(m/s)
v
f
(m/s)
a (m/s
2
)
(st)

470. 458 APÉNDICE D Ejemplo numérico para calcular el movimiento de proyectil
Paso 2
Rellene con la información que conoce. Siempre puede defi-
nir su sistema de coordenadas de modo que puede estable-
cer la posición de liberación como su origen o establecer el
origen sobr
e el suelo. La v
f
para la fase VERT
arriba
y v
i
para la
fase VERT
abajo
siempre serán cero, ya que el objeto está cam-
biando la dirección vertical en el ápex del vuelo. La cuadrícula
se verá de la siguiente for
ma si elegimos que el origen esté en
la posición de liberación:
VERT
arriba
VERT
abajo
HORIZ
s
i
(m) 0 0
s
f
(m)
v
i
(m/s) 0
v
f
(m/s) 0
a (m/s
2
) −9.81 −9.81 0
t (s)
Paso 3
Lea el problema y rellene la cuadrícula con los valores que se proporcionan. Por ejemplo, si un lanzador de peso libe
­-
ra un tiro en un ángulo de 40° desde una altura de 2.2 m con una velocidad de 13.3 m/s, usted puede llenar las siguien
­-
tes casillas adicionales separando el vector de velocidad en sus
componentes vertical y horizontal. No siempre se le pro­
porcionará la misma información de inicio.
VERT
arriba
VERT
abajo
HORIZ
s
i
(m) 0 0
s
f
(m) −2.2
v
i
(m/s) 13.3 sen 40
= 8.55
0 13.3 cos 40
= 10.19
v
f
(m/s) 0 10.19
a (m/s
2
) −9.81 −9.81 0
t (s)
Paso 4
Si sólo hay un espacio en blanco en una columna, puede
utilizar una de las ecuaciones de aceleración constante para
encontrar el valor de dicha casilla. Si hay más de una casilla
en blanco, elija una fórmula que sólo tenga un valor desco-
nocido y utilícela. Continúe hasta que todas las casillas en
la columna tengan un valor y posterior
mente siga con una
columna distinta. Nótese que si la liberación y el aterrizaje
están a la misma altura, puede utilizar el hecho de que t
arriba

y t
abajo
equivalen a ½ de t
horiz
(se utiliza la misma cantidad de
tiempo al subir que al bajar).
VERT
arriba
VERT
abajo
HORIZ
s
i
(m) 0 3.73 0
s
f
(m)
(eq. 2)
s
f
= 3.73
−2.2 (eq. 1)
s
f
= 20.08
v
i
(m/s) 8.55 0 10.19
v
f
(m/s)
0 (eq. 3)
v
f
= −10.78
10.19
a (m/s
2
) −9.81 −9.81 0
t (s)
(eq. 1)
t
arriba
= 0.87
(eq. 1)
t
abajo
= 1.10
t
arriba
+ t
abajo
t
horiz
= 1.97
Este procedimiento puede utilizarse para calcular cualquiera de las variables cinemáticas en la tabla siempre y cuando se le proporcione suficiente información para comenzar. La distan-
cia que viajó el tiro bajo estas condiciones fue 20.08 m. Viajó 3.73 m más alto que la altura de liberación y estuvo en el air
e
durante 1.97 segundos. En nuestra discusión inicial de los pro-
yectiles y las ecuaciones de aceleración constante, se consideró que la r
esistencia del aire era insignificante. Las matemáticas
de la resistencia del aire van mucho más allá de los objetivos de este libr
o, ya que requieren la resolución de ecuaciones dife-
renciales. Sin embargo, es interesante saber que si se hubieran utilizado estas condiciones iniciales para r
esolver este problema
tomando en cuenta la resistencia del aire, se hubiera encon-
trado una reducción de 1.46% en el rango del lanzamiento. Al considerar la r
esistencia del aire, el lanzamiento hubiera sido
0.3 m más corto, para una distancia total de 19.78 m.

471. Abdución: movimiento lateral de un segmento lejos de la
línea media o el plano sagital.
Abducción horizontal: una combinación de extensión y
abducción del brazo o el muslo.
Aceleración angular: el cambio en la velocidad angular por
unidad de tiempo.
Aceleración centrípeta: el componente de la aceleración
lineal dirigido hacia el eje de r
otación.
Aceleración radial:
 véase Aceleración centrípeta.
Aceleración tangencial: el cambio en la velocidad lineal por
unidad
de tiempo de un cuerpo que se mueve a lo largo
de una trayectoria curva.
Acetábulo:
 la cavidad cóncava, en forma de copa, de la
superficie lateral, inferior y anterior de la pelvis.
Acoplamiento de fuerza: dos fuerzas iguales en magnitud,
que actúan en dir
ecciones opuestas y producen rotación
alrededor de un eje.
Acoplamiento excitación-contracción:
 estimulación electro-
­mecánica de la fibra muscular que inicia la liberación de
calcio y el puenteo cruzado subsecuente entre los filamentos
de actina y miosina, que conduce a la contracción.
Actina: una proteína de la miofibrilla, notable por filamentos
delgados. Junto con la miosina, es responsable de la con- tracción y relajación del músculo.
Aducción:
 movimiento lateral de un segmento hacia la línea
media o el plano sagital.
Aducción horizontal: una combinación de flexión y aduc-
ción del brazo o el muslo.
Agarre de poder: una posición poderosa de la mano produ-
cida por flexionar los dedos al máximo alrededor del objeto en las tres articulaciones de los dedos y con el pulgar abdu- cido en el mismo plano que la mano.
Agarre de precisión:
 una posición de la mano de movi-
miento fino producida al colocar los dedos en una cantidad mínima de flexión con el pulgar perpendicular a la mano.
Agonista:
 un músculo responsable de producir un movi-
miento específico a través de acción muscular concéntrica.
Análisis cualitativo: una descripción o evaluación no numé-
rica del movimiento que se basa en la observación directa.
Análisis cuantitativo: una descripción o evaluación numé-
rica del movimiento basada en los datos obtenidos durante la realización del mismo.
Análisis de estática:
 análisis de las fuerzas y torques que
actúan sobre un objeto cuando la suma de ellos es cero.
Glosario
459
Esto ocurre cuando el objeto no está en movimiento o
cuando se mueve con una velocidad constante.
Análisis dinámico: análisis mecánico de un objeto mientras
se acelera.
Anatomía: la ciencia encargada del estudio del cuerpo
humano de forma integral.
Anatomía funcional: el estudio de los componentes del
cuerpo requeridos para lograr un movimiento humano o función.
Ángulo:
 figura formada por dos líneas que se unen en un
punto, el vértice.
Ángulo absoluto: ángulo formado entre un segmento cor-
poral y una línea de referencia que describe la orientación del segmento en el espacio.
Ángulo articular:
 ángulo entre dos segmentos que es rela-
tivo y no cambia con la orientación del cuerpo.
Ángulo de carga: ángulo entre el cúbito y el húmero con el
codo extendido; 10 a 25°.
Ángulo de inclinación: ángulo formado por el cuello del
fémur en el plano frontal.
Ángulo de penación: el ángulo formado por los fascículos y
la línea de acción del músculo.
Ángulo de segmento: el ángulo del segmento con respecto
a la recta horizontal que es absoluto y que cambia de acuerdo con la orientación del cuerpo.
Ángulo Q:
 el ángulo formado por el eje longitudinal del
fémur y la línea de tracción del ligamento rotuliano.
Ángulo relativo (ángulo articular): el ángulo formado
entre dos segmentos adyacentes.
Antagonista: un músculo responsable de oponerse a la
acción muscular concéntrica del agonista.
Antepié: región del pie que incluye a los metatarsianos y las
falanges.
Antepié en valgo: eversión del antepié sobre el retropié, con
la articulación subastragalina en posición neutral.
Antepié en varo: inversión del antepié sobre el retropié con
la articulación subastragalina en posición neutral.
Anterior: una posición en frente de un punto de referencia
designado.
Anteversión: el grado en el que una estructura anatómica
rota hacia adelante. Véase Retroversión para el movimiento opuesto.
Ápex:
 el punto más alto de una parábola y el punto más alto
que alcanza un pr
oyectil en su trayectoria.

472. 460 GLOSARIO
Apófisis: saliente ósea, como un tubérculo o una tuberosi-
dad.
Apófisis coracoides: un proceso curveado que surge de la
parte superior del cuello de la escápula; cubre a la articu-
lación del hombro.
Apófisis coronoides: eminencia ancha sobre el extremo
proximal del cúbito; forma la porción anterior de la fosa troclear.
Apófisis olecraneana:
 prominencia ósea en el cúbito proxi-
mal posterior; queda ajustada dentro de la fosa del olécra- non durante la extensión del antebrazo.
Apofisitis:
 inflamación de la apófisis, o crecimiento óseo.
Apofisitis del calcáneo: inflamación en la epífisis del calcá-
neo.
Apofisitis ilíaca: inflamación de los sitios de inserción del
glúteo medio y el tensor de la fascia lata en la cresta ilíaca.
Apofisitis por tracción: inflamación de la apófisis creada
por la fuerza de jalón de los tendones.
Aponeurosis: una expansión tendinosa aplanada del múscu­-
lo que lo conecta con el hueso.
Arco longitudinal: dos arcos (medial y lateral) formados
por los tarsianos y metatarsianos, que recorren la longitud del pie y participan tanto el la absorción de impacto como en el soporte mientras el pie sostiene peso.
Arco reflejo monosináptico:
 el arco reflejo donde una neu-
rona sensorial es estimulada y facilita la estimulación de una neurona motora espinal.
Arco transverso:
 un arco formado por los huesos del tarso y
metatarso; corre a través del pie, contribuyendo a la absor-
ción de choque al soportar peso.
Área de corte transversal: corte de un objeto, por lo gene-
ral un músculo o hueso dividido en forma perpendicular al eje longitudinal.
Arrastre de forma:
 un tipo de resistencia del líquido que
resulta de una diferencia de presión en el líquido entre los diferentes lados del objeto.
Arrastre de superficie:
 un tipo de resistencia del fluido que
resulta de la fricción entre la superficie de un objeto y el líquido.
Arrastre propulsivo:
 el concepto de que se pueden utilizar
fuerzas de ar
rastre para impulsar el cuerpo hacia adelante,
como en el estilo libre de natación.
Arrastre viscoso:
 véase Arrastre de superficie.
Articulación acromioclavicular: articulación entre la apó-
fisis acromial de la escápula y el extremo lateral de la clavícula.
Articulación anfiartrosis:
 articulación semimóvil que está
unida por cartílago; también llamada articulación cartila- ginosa.
Articulación astragalocrural:
 la articulación de la tibia y el
peroné con el astrágalo; la articulación del tobillo.
Articulación astragalonavicular: articulación entre el astrá-
galo y los huesos naviculares; parte de la articulación de la parte media del pie.
Articulación calcaneocuboidea:
 la articulación entre los
huesos calcáneo y cuboides; parte de la articulación tarsal
media.
Articulación carpal media: articulación entre la fila proxi-
mal y distal de los huesos del carpo.
Articulación cartilaginosa: tipo de articulación cuyos hue-
sos están conectados por cartílago permite un poco de movimiento en estas articulaciones; también llamada arti- culación anfiartrodial.
Articulación condilar:
 un tipo de articulación diartrodial
que es biaxial, con un plano de movimiento que domina el movimiento en la articulación.
Articulación de deslizamiento:
 un tipo de articulación diar-
trodial con superficies planas que permite la traslación entre los dos huesos; también llamada articulación plana.
Articulación diartrodial:
 articulación con movimiento
libre; también llamada articulación sinovial.
Articulación elipsoide: un tipo de articulación diartrodial
con dos grados de libertad que asemeja una enartrosis y articulación esferoidea.
Articulación en bisagra:
 un tipo de articulación diartrodial
que permite un grado de libertad.
Articulación en pivote: un tipo de articulación diartrodial
que permite el movimiento en un plano: pronación, supi- nación o rotación.
Articulación en silla de montar:
 un tipo de articulación
diartodial que tiene dos superficies con forma de silla de montar, lo que permite dos grados de libertad.
Articulación escapulotorácica:
 una articulación fisiológica
entre la escápula y el tórax.
Articulación esternoclavicular: articulación entre el ester-
nón y la clavícula.
Articulación femoro-rotuliana: articulación entre la superfi-
cie posterior de la rótula y la escotadura rotuliana del fémur.
Articulación glenohumeral: la articulación entre la cabeza
del húmero y la fosa glenoidea de la escápula.
Articulación humerocubital: articulación entre el cúbito y
el húmero; comúnmente llamada codo.
Articulación intercarpiana: articulación entre los huesos
del carpo.
Articulación interfalángica: articulación entre las falanges
adyacentes de los dedos de las manos y los pies.
Articulación intraarticular: articulación dentro de la cáp-
sula articular.
Articulación metacarpofalángica: articulación entre los
metacarpianos y las falanges de la mano.
Articulación plana: un tipo de articulación diartrodial con
superficies planas que permiten la traslación entre los dos huesos; también llamada articulación de deslizamiento.
Articulación radiocarpal:
 articulación entre el radio y los
huesos del carpo (escafoides y semilunar).
Articulación radiocubital: articulación entre el radio y el
cúbito (superior e inferior).

473. GLOSARIO 461
Articulación radiohumeral: articulación entre el radio y el
húmero.
Articulación sacroilíaca: una articulación sinovial fuerte
entre el sacro y el ilion.
Articulación sinartrodial: un tipo de articulación cuyos
huesos están conectados por material fibroso; el movi-
miento permitido en estas articulaciones es poco o nulo;
también llamada articulación fibrosa.
Articulación sinovial:
 articulación que se mueve libre-
mente; también llamada articulación diartrodial.
Articulación subastragalina: la articulación del astrágalo
con el calcáneo; también llamada articulación astragalo- calcánea.
Articulación tarsometatarsiana:
 articulación entre los hue-
sos del tarso y el metatarso.
Articulación tibioastragalina: articulación entre la tibia y
el astrágalo.
Articulación tibiofemoral: articulación entre la tibia y el
fémur; la articulación de la rodilla.
Articulación tibioperonea (inferior): articulación entre el
extremo distal de la tibia y el extremo distal del peroné.
Articulación tibioperonea (superior): articulación entre
la cabeza del peroné y la cara posterolateral inferior del cóndilo tibial.
Articulaciones interfalángicas distales:
 articulaciones que
separan la porción más distal de las falanges y el siguiente hueso proximal.
Articulaciones metatarsofalángicas:
 articulaciones entre
los metatarsianos y las falanges en el pie.
Asa gamma: un arco reflejo que trabaja con el reflejo de
estiramiento, en el que las vías motoras descendentes hacen sinapsis con las neuronas motoras alfa y gamma de la fibra muscular en el huso muscular.
Asincrónico:
 describe eventos que no se presentan al mismo
tiempo. En la contracción del músculo esquelético, el espa- ciamiento de la activación de la unidad motora.
Axis:
 la segunda vértebra cervical.
Axón: proceso neuronal que conduce los impulsos nerviosos
lejos del cuerpo celular de la neurona. La vía a través de la cual viaja el impulso nervioso.
Balance:
 la capacidad para resistir aceleraciones lineales y
angulares.
Banda iliotibial: una banda fibrosa de la fascia que va del
ilion al cóndilo lateral de la tibia.
Biomecánica: el estudio del movimiento y el efecto de las
fuerzas sobr
e los sistemas biológicos.
Bipenado:
 una configuración de las fibras en forma de
pluma, en la que las fibras corren a ambos lados de un tendón que pasa a través del músculo.
Brazo de esfuerzo:
 en un sistema de palanca es la distan-
cia perpendicular entre la línea de acción del vector de esfuerzo y el eje de rotación.
Brazo de momento:
 la distancia perpendicular desde la línea
de acción de la fuerza hasta el punto pivote.
Brazo de resistencia: en un sistema de palanca es la distancia
perpendicular entre la línea de acción del vector de fuerza de
resistencia y el eje de rotación.
Brazo de torque: véase Brazo de momento.
Bursa: un saco fibroso lleno de líquido entre los huesos y
tendones u otras estructuras que reduce la fricción durante el movimiento.
Bursa infrarrotuliana:
 una bursa entre el ligamento rotu-
liano y la tibia.
Bursa subacromial: la bursa entre la apófisis del acromion y
la inserción del músculo supraespinoso.
Bursitis: inflamación de una bursa.
Bursitis del olécranon: irritación de la bursa del olécranon
comúnmente causada por caer sobre el codo.
Bursitis retrocalcánea: inflamación de la bursa entre el ten-
dón de Aquiles y el calcáneo.
Bursitis subacromial: inflamación de la bursa subacromial
que es común en el síndrome de atrapamiento.
Capa limítrofe: la capa de moléculas de aire más cercana a
un objeto. Esta capa tiende a moverse con el objeto.
Capitelum: eminencia en el extremo distal del epicóndilo
lateral del húmero; se articula con la cabeza del radio a nivel del codo.
Cápsula:
 tejido conjuntivo fibroso que cubre la unión de
dos huesos, por ejemplo las articulaciones diartroidales.
Cartílago articular: cartílago hialino que consiste en tejido
conjuntivo fibroso denso.
Cartílago hialino: véase Cartílago articular.
Célula de Renshaw: interneurona que recibe estímulos
excitadores de las ramas colaterales de otras neuronas y posteriormente produce un efecto inhibidor sobre otras neuronas.
Células de Schwann:
 células que cubren al axón y producen
mielinización, las cuales son numerosas capas concéntricas de membrana plasmática de la célula de Schwann.
Centro de gravedad:
 el punto sobre el cual se equilibra la
fuerza gravitacional. Corresponde al centro de masa en
la mayoría de los casos.
Centro de masa: el punto sobre el cual la distribución de la
masa equivale a cero.
Centro de presión: el punto sobre el cual la distribución de
la presión equivale a cero.
Ciclo estiramiento-contracción: una secuencia común de
acciones ar
ticulares en las que una acción muscular excén-
trica, o preestiramiento, precede a la acción muscular concéntrica.
Cinemática: área de estudio que explora los componentes
espacial y temporal del movimiento (posición, velocidad y aceleración).
Cinemática angular:
 la descripción del movimiento angular,
incluyendo posiciones, velocidades y aceleraciones angula- res, sin tomar en cuenta las causas del movimiento.
Cinética:
 estudio de las fuerzas que actúan sobre un sistema.

474. 462 GLOSARIO
Cuerpo celular: la porción de la neurona que contiene al
núcleo y a un nucléolo bien demarcado. El cuerpo celular
recibe información a través de las dendritas y envía infor-
mación a través del axón; también llamado soma.
Cúmulo motor: grupos de neuronas en la médula espinal
que inervan a un solo músculo.
Curva tensión-deformación: una gráfica de la tensión ejer-
cida sobr
e un material contra la deformación causada por
la tensión.
Dedo de jersey:
 avulsión del tendón flexor de un dedo
mediante hiper
extensión forzada.
Dedo de Morton:
 una afección en la que el segundo meta-
tarsiano es más largo que el primero.
Dedo en gatillo: chasquido durante la flexión y extensión de
los dedos generado por nódulos en los tendones.
Dedo en maza: lesión por avulsión a los tendones extensores
del dedo en la falange distal; producido por una flexión forzada.
Déficit bilateral:
 la pérdida de fuerza, estimulación neural o
activación muscular de ambas extremidades.
Deformación ósea, alteración patológica: véase Fractura
por estrés.
Deformación residual: la diferencia entre la longitud inicial
de un material y la longitud cuando el material ha ido más allá de su punto de vencimiento.
Deformidad de boutonero, Boutonnière, o en ojal:
 una
ar
ticulación interfalángica proximal rígida causada por
una lesión al mecanismo extensor del dedo.
Degeneración:
 deterioro de un tejido; un cambio químico
en el tejido corporal; cambio en el tejido hacia una forma activa funcionalmente.
Dendritas:
 procesos en la neurona que reciben información
y transmiten la información al cuerpo celular de la neurona.
Densidad mineral ósea: cantidad de mineral óseo medida
por unidad de área o volumen de tejido óseo.
Depresión: movimiento del segmento hacia abajo (escápula
y clavícula); r
etorno del movimiento de elevación.
Desplazamiento angular:
 la diferencia entre la posición
angular final y la posición angular inicial de un cuerpo en rotación.
Despolarización:
 una reducción en el potencial de una
membrana.
Diáfisis: el cuerpo de un hueso largo.
Dinámica: rama de la mecánica en la que el sistema que se
estudia experimenta aceleración.
Diagrama ángulo-ángulo: una gráfica en la que el ángulo
de un segmento es r
epresentado en función del ángulo de
otro segmento.
Diagrama de cuerpo libre:
 un esquema de un objeto u
objetos y todas las fuerzas y momentos exter
nos que
actúan sobre el objeto.
Dinámica inversa:
 el proceso de calcular las fuerzas y
momentos basados en la cinemática y antropométrica de un cuerpo.
Cinética angular:
 una rama de la mecánica que involucra
las causas del movimiento angular
, principalmente torques.
Cinética lineal:
 el estudio de la causa de traslación (fuerzas).
Circunducción: un movimiento que es una combinación de
flexión, aducción, extensión y abducción.
Clavícula: un hueso largo en forma de S que se articula con
la escápula y el esternón.
Coeficiente de fricción: el índice de la fuerza de fricción
con r
especto a la fuerza normal entre dos cuerpos.
Colágeno:
 tejido conjuntivo que constituye la principal pro-
teína de la piel, tendones, ligamentos, huesos y cartílagos.
Componente elástico en serie: el componente pasivo en un
modelo muscular que desar
rolla tensión en contracción y
durante la elongación.
Componente paralelo elástico:
 el componente pasivo en un
modelo muscular que desar
rolla tensión con elongación.
Composición de vector:
 la suma de dos o más vectores para
obtener un vector resultante.
Concéntrica: acción muscular en la que la tensión causa
acor
tamiento visible en la longitud del músculo; se realiza
trabajo positivo.
Cóndilo:
 una proyección redondeada de un hueso.
Condrocitos: células de cartílago.
Condromalacia rotuliana: destrucción del cartílago de la
parte interna de la rótula.
Conservación del momento angular: el concepto de que el
momento angular de un objeto no puede cambiar a menos que se aplique un tor
que externo sobre él.
Contracción:
 la fuerza de respuesta de un músculo a un
estímulo único.
Contractilidad: la capacidad del tejido muscular para acor-
tarse cuando el tejido recibe suficiente estímulo.
Contralateral: en el lado opuesto.
Coracoacromial: el ligamento que conecta a la apófisis cora-
coides de la escápula al acromion de la escápula.
Coracoclavicular: la articulación o ligamentos que conectan
la apófisis coracoides de la escápula a la clavícula.
Coracohumeral: ligamentos que conectan la apófisis cora-
coides de la escápula al húmero.
Corpúsculo de Pacini: receptor sensorial en la piel que es
estimulado por presión.
Corte transversal anatómico: corte en ángulo recto con
respecto al eje longitudinal del músculo
Corte transversal fisiológico: un área que es la suma total
de todos los cortes transversales de las fibras en el músculo, el área perpendicular a la dirección de las fibras.
Coxa plana:
 degeneración y alteración del núcleo de la
cabeza del fémur; también llamada enfer
medad de Legg-
Calvé-Perthes.
Coxa valga:
 un incremento en el ángulo de inclinación del
cuello femoral (> 125°).
Coxa vara: una disminución en el ángulo de inclinación del
cuello femoral (< 125°).

475. GLOSARIO 463
Elevación: movimiento de un segmento hacia arriba (p. ej.,
de la escápula y la clavícula).
Eminencia hipotenar: el borde de la palma del lado cubital
creado por la presencia de músculos intrínsecos que actúan
sobre el dedo meñique.
Eminencia intercondilar: reborde óseo en la meseta tibial
que separa la superficie en compartimentos medial y lateral.
Eminencia tenar: borde o elevación en el lado radial de la
palma de la mano formado por los músculos intrínsecos que actúan sobre el pulgar.
Enartrosis o articulación esferoidea:
 un tipo de articu­
lación diartrodial que permite movimiento en tres planos.
Endomisio: la vaina que rodea a cada fibra muscular.
Energía: la capacidad de producir trabajo.
Energía cinética: la capacidad de realizar trabajo que pro-
cesa un objeto debido a su velocidad.
Energía cinética rotacional: la capacidad de realizar un
trabajo que posee un objeto debido a su velocidad angular.
Energía de deformación: la capacidad de realizar un trabajo
que posee un objeto debido a la deformación de materiales elásticos.
Energía potencial:
 la capacidad de realizar trabajo que
posee un objeto debido a su altura.
Enfermedad de Legg-Calvé-Perthes: degeneración de la
epífisis capitular (cabeza) del fémur; también llamada coxa plana.
Enfer
medad de Osgood-Schlatter:
 irritación de la epífisis
en la tuberosidad tibial causada por sobreuso del grupo muscular del cuádriceps femoral.
Entrenamiento complejo:
 una técnica de ejercicio que
combina entrenamiento de fuerza y pliométrico con ejer-
cicios específicos para el deporte en un intento por entre- nar componentes neurales, la fuerza muscular y la tasa de producción de fuerza.
Entrenamiento pliométrico:
 ejercicio que utiliza la secuen-
cia de estiramiento-contracción de la actividad muscular.
Envoltura lineal: el proceso donde a una señal rectificada de
electromiografía se le extraen la mayor parte de los compo- nentes de alta frecuencia mediante un filtro.
Epicondilitis:
 inflamación del epicóndilo o los tejidos que
se conectan al epicóndilo (p. ej., epicondilitis medial y epitróclea ).
Epicóndilo:
 prominencia ósea por encima del cóndilo.
Epicóndilo lateral: prominencia ósea del lado lateral del ex­-
tremo distal del húmero que proporciona inserción a los extensores de la mano y los dedos.
Epicóndilo medial:
 prominencia ósea en la cara medial del
extremo distal del húmero que proporciona inserción a los flexores de la mano y los dedos.
Epífisis:
 los extremos de un hueso largo.
Epifisitis capital femoral deslizada: desplazamiento de la
epífisis de la cabeza del fémur causado por fuerzas externas que impulsan la cabeza del fémur hacia atrás y medial incli- nando la placa de crecimiento.
Dislocación congénita de la cadera:
 una afección presente
al nacimiento en la que la articulación de la cadera se
subluxa o se disloca sin un motivo aparente.
Distal: una posición relativamente lejana con respecto a un
punto de referencia designado.
Distensión: lesión del músculo, tendón o unión múscu­lo-
tendón causada por sobr
eestiramiento o tensión excesiva
aplicada sobre el músculo; desgarro y rotura del músculo o fibras tendinosas.
Dominio de frecuencia: una técnica de análisis donde la
potencia de la señal es graficada en función de la fr
ecuencia
de la señal.
Domino de tiempo:
 un parámetro que se presenta en fun-
ción del tiempo.
Dorsal: véase Posterior.
Dorsiflexión: rotación en el plano sagital; flexión dorsal con
supinación del pie.
Efecto de torno: contracción de la fascia plantar durante
la hiper
extensión de las articulaciones metatarsofalángicas
que resulta en un pie más rígido.
Efecto Magnus:
 la tendencia de un objeto giratorio a
moverse en un trayecto cur
vo mientras se desplaza a través
de un líquido.
Eje anteroposterior:
 el eje a través del centro de la masa del
objeto que va de posterior hacia anterior.
Eje de rotación: la línea imaginaria sobre la cual rota un
objeto.
Eje longitudinal: el eje a través del centro de masa del
cuerpo que va de superior a inferior.
Eje mediolateral: el eje a través del centro de masa del
cuerpo que va de derecha a izquierda.
Ejercicio de cadena abierta: ejercicios en los que la mano o
el pie se mueven con libertad.
Ejercicio de cadena cerrada: ejercicios utilizando acciones
musculares excéntricas y concéntricas con los pies fijos sobre el suelo. Los movimientos comienzan con segmen- tos distales al pie (tronco y muslo) y se mueven hacia el pie, como en la sentadilla.
Ejercicio isocinético:
 un ejercicio en el que se genera acción
muscular concéntrica para mover una extremidad en con- tra de un dispositivo que está controlado por velocidad. Los individuos intentan desarrollar una tensión máxima a lo largo del rango de movimiento completo a la velocidad de movimiento especificada.
Ejercicio isotónico:
 un ejercicio en el que se genera una
acción muscular excéntrica o concéntrica (o ambas) para mover un peso específico a través de un rango de movi- miento.
Elasticidad:
 la capacidad de un tejido muscular para regresar
a su longitud de reposo después de que se retira el estira- miento.
Electromiografía:
 la medición de la actividad eléctrica del
músculo.
Electromiograma: la señal registrada de la actividad eléc-
trica del músculo.

476. 464 GLOSARIO
Extensión: movimiento de un segmento lejos de un seg-
mento adyacente, de modo que el ángulo entre ambos
segmentos aumenta.
Extensión horizontal (abducción): movimiento de un seg-
mento elevado (brazo y pierna) que se aleja del cuerpo en dirección posterior.
Faceta:
 Una pequeña superficie plana en un hueso donde se
articula con otra estructura.
Facilitación autogénica: excitación de las neuronas moto-
ras alfa generada internamente a través del estiramiento o algún otro estímulo.
Facilitación neuromuscular propioceptiva:
 técnica de
rehabilitación que mejora la respuesta de un músculo a través de una serie de ejercicios de contracción-relajación.
Factor de seguridad:
 el índice de esfuerzo para alcanzar
el punto de vencimiento al estrés de actividad de la vida diaria.
Fascia:
 Vaina o banda de tejido fibroso.
Fascia plantar: banda fibrosa de la fascia que corre a lo largo
de la superficie plantar del pie desde el calcáneo hasta la articulación metatarsofalángica.
Fascículo:
 Un haz o grupo de fibras musculares.
Fascitis plantar: inflamación de la fascia plantar.
Fibra aferente primaria tipo I a: fibra sensorial que mide
la velocidad de estiramiento dentr
o de un huso muscular.
Fibra aferente secundaria tipo II:
 fibra sensorial que mide
la longitud de la fibra dentr
o del huso muscular.
Fibra de bolsa nuclear:
 una fibra intrafusal dentro del huso
muscular que tiene un agrupamiento grande de núcleos en el centro. Las neuronas aferentes tipo salen de la porción media de esta fibra.
Fibra de cadena nuclear:
 una fibra intrafusal dentro del
huso muscular con los núcleos organizados en hileras. Tanto las neuronas sensoriales tipos Ia y II salen de esta fibra.
Fibra de contracción lenta:
 fibra pequeña de músculo
esquelético iner
vada por la neurona motora alfa 2, con un
tiempo lento de contracción. Esta fibra es altamente oxida- tiva y escasamente glucolítica.
Fibra de contracción rápida: fibra muscular larga inervada
por la neurona motora alfa-I; tiene tiempos de contracción rápidos. Los dos subtipos de fibras de contracción rápida son la oxidativa baja y glucolítica alta (tipo IIb) y la oxida- tiva media y glucolítica alta (tipo IIa).
Fibra extrafusal:
 Fibras fuera del huso muscular; fibras
musculares.
Fibra intrafusal: fibras que están dentro del huso muscular.
Fibras: estructuras cilíndricas elongadas que contienen célu-
las que constituyen los elementos contráctiles del tejido muscular.
Fibrocartílago:
 un tipo de cartílago que tiene haces de colá-
geno gruesos, paralelos.
Flexión: movimiento de un segmento hacia un segmento
adyacente
de modo que el ángulo entre ambos disminuye.
Epifisitis femoral distal:
 inflamación de la epífisis en la
unión de los ligamentos colaterales en la rodilla.
Epimisio: una vaina densa y fibrosa que cubre un múscu­-
lo entero.
Equilibrio: se refiere a 1) un estado de reposo en el que
múltiples fuerzas que actúan sobre un objeto están estables
o 2) un estado de equilibrio.
Equilibrio estable: existe cuando, después de que se ha apli-
cado una fuerza o palanca, un objeto regresa a su posición original.
Equilibrio inestable:
 existe cuando, después de que se ha
aplicado una fuerza o palanca a un objeto continúa despla
-
zándose de su posición original.
Equilibrio neutral:
 una vez que un objeto es desplazado la
posición per
manece constante.
Equino:
 una limitación en la dorsiflexión causada por
acortamiento del tendón de Aquiles o contractura de los
músculos gastronemio y sóleo.
Escotadura intercondílea: superficie convexa sobre la
superficie posterior distal del fémur.
Escotadura troclear: un surco profundo en el extremo
proximal del cúbito; se articula con la tróclea del húmero.
Esguince: una lesión a un ligamento que rodea una articu­
lación; rotura de las fibras de un ligamento.
Esqueleto apendicular: los huesos de las extremidades.
Esqueleto axial: los huesos de la cabeza, el cuello y el tronco.
Estabilidad: se refiere a 1) un estado de balance o 2) la capa-
cidad de una articulación de resistir la dislocación.
Estabilizador: un músculo responsable de estabilizar un
segmento adyacente.
Estática: Una rama de la mecánica en la que el sistema estu-
diado no se somente a aceleración.
Estiramiento balístico: estiramiento que usa contracciones
muscular
es fuertes y continuadas o el impulso de un cuerpo
en movimiento o de una extremidad para realizar un estira- miento más álla de su rango normal de movimiento.
Estiramiento estático: mover una extremidad hasta el rango
de movimiento terminal lentamente y luego mantener la posición final.
Estiramiento-contracción:
 véase Ciclo estiramiento-con-
tracción.
Estrés: fuerza por unidad de área.
Estrés normal: la cantidad de carga por área de corte trans-
versal aplicada en forma perpendicular al plano de un corte transversal del objeto.
Eversión:
 el movimiento en el que el borde lateral del pie se
levanta, de modo que la planta del pie apunta en dirección opuesta a la línea media del cuerpo.
Excéntrica:
 acción muscular en la que se desarrolla tensión
en el músculo y éste se alarga; se realiza trabajo negativo.
Extensibilidad: la capacidad de un tejido muscular para
alargarse más allá de la longitud en reposo.

477. GLOSARIO 465
Fractura traumática: una rotura en un hueso como resul-
tado de la aplicación de una fuerza de alta magnitud.
Frecuencia de codificación: véase Tasa de codificación.
Fricción: la fuerza que resiste el movimiento cuando dos
objetos se deslizan uno contra otro.
Fricción cinética: la fuerza de fricción entre dos objetos que
se mueven uno respecto del otro.
Fricción rotacional: la fricción debida a dos objetos en con-
tacto que rotan uno respecto al otro.
Fuerza centrípeta: la fuerza que mantiene a un objeto en
movimiento con una velocidad angular constante.
Fuerza colineal: las fuerzas son colineales si tienen la misma
línea de acción. Pueden ser de dirección opuesta.
Fuerza de cizallamiento: una fuerza aplicada en forma para-
lela a la superficie, creando deformación internamente en
una dirección angular.
Fuerza de contacto: las fuerzas entre dos objetos que están
haciendo contacto entre sí.
Fuerza de levantamiento: un componente del vector de
fuerza de la r
esistencia del aire que es perpendicular a la
dirección del movimiento.
Fuerza de reacción articular:
 la fuerza de en una articu-
lación que resulta de pesos y fuerzas de inercia de los segmentos por encima de la articulación. No incluye las fuerzas musculares.
Fuerza de resistencia de líquido:
 la fuerza que resiste el
movimiento de un objeto a través de un líquido.
Fuerza de resistencia: en un sistema de palanca es la fuerza
que r
esiste al movimiento.
Fuerza excéntrica:
 una fuerza que tiene una línea de acción
que no pasa a través del eje de rotación.
Fuerza hueso sobre hueso: la fuerza entre dos huesos en
el cuerpo.
Fuerzas concurrentes: múltiples fuerzas que pasan a través
de un punto común.
Fuer
zas coplanares:
 dos o más fuerzas que actúan sobre el
mismo plano.
Fusiforme: configuración de aspecto espiculado de las fibras
de un músculo.
Ganglios: cuerpos celulares nerviosos fuera del sistema ner-
vioso central.
Genu valgo: una condición en la que las rodillas hacen con-
tacto entre sí, con aumento de la base de sustentación o espa- cio entre los tobillos; contacto entre rodillas; rodillas en X.
Genu varu:
 una condición en la que las rodillas están anor-
malmente alejadas una de la otra con disminución de la base de sustentación o espacio entre los tobillos; piernas arqueadas.
Glenohumeral:
 articulación o ligamentos que conectan la
fosa glenoidea de la escápula a la cabeza del húmero.
Grado: una unidad de medición angular: 1/360 de una
r
otación.
Grado de libertad:
 el movimiento de una articulación en
un plano.
Flexión cubital: el movimiento de flexión de la mano hacia
el antebrazo del lado del dedo meñique de la mano.
Flexión horizontal (aducción): movimiento de un seg-
mento elevado (brazo y pierna) hacia el cuerpo en direc-
ción anterior.
Flexión lateral: un movimiento de flexión de la cabeza o el
tr
onco.
Flexión plantar:
 movimiento del pie hacia abajo en el plano
sagital; movimiento de alejamiento de la pier
na.
Flexión plantar del primer arco:
 posición del primer meta-
tarsiano por debajo del plano de las cabezas de los me­tatar-
sianos adyacentes.
Flexión radial: el movimiento de flexión de la mano hacia el
antebrazo del lado del pulgar de la mano.
Flexión sacra: movimiento anterior de la parte superior del
sacro.
Flujo laminar: la fluidez de un líquido sobre un objeto en
movimiento a través del líquido. El flujo laminar ocurre a velocidades relativas más lentas. La diferencia de presión se minimiza.
Flujo separado:
 a medida que la velocidad relativa de un
objeto que se mueve a través de un fluido se incrementa, las moléculas de aire detrás del objeto tienden a separarse, lo que deja una bolsa de aire o región de baja presión.
Flujo turbulento:
 el flujo caótico de un líquido que se pro-
duce detrás de un objeto que se mueve a través de dicho líquido. el flujo turbulento ocurre a velocidades relativas más rápidas.
Fortaleza:
 la cantidad máxima de fuerza producida por un
músculo o grupo muscular en un sitio de unión al esque- leto; un esfuerzo máximo.
Fosa coronoidea:
 cavidad en el húmero que recibe a la
apófisis coronoides del cúbito durante la flexión del codo.
Fosa del olécranon: una depresión de la parte posterior
distal del húmero; crea un espacio para recibir a la apófisis olecraniana del cúbito en la extensión del antebrazo.
Fosa glenoidea:
 depresión en la cara lateral superior de
la escápula que forma la cavidad para la articulación del hombro.
Fractura:
 rompimiento de un hueso; pérdida de la conti-
nuidad ósea.
Fractura de Bennett: fractura longitudinal de la base del
primer metacarpiano.
Fractura osteocondral: fractura en la unión entre cartílago
y hueso.
Fractura por avulsión: el desgarramiento de parte del
hueso cuando se aplica una fuerza ténsil.
Fractura por estrés: microfractura de los huesos causada
por la aplicación repetida de fuerza que excede la fuerza estructural del hueso o la tasa de remodelación en el tejido corporal.
Fractura por fatiga:
 una fractura ósea debida a estrés anor-
mal que actúa sobre un área específica del hueso.
Fractura por insuficiencia: una fractura ósea debida a estrés
normal que actúa sobre un hueso débil.

478. 466 GLOSARIO
Irritabilidad: la capacidad del tejido muscular para respon-
der a un estímulo.
Isométrica: acción muscular en la que se desarrolla tensión
pero no se observa un cambio visible o externo en la posi-
ción de la articulación; no se produce trabajo externo.
Isquion: el hueso inferoposterior de la cintura pélvica.
Isquiotibiales: un grupo de músculos en la parte posterior
del muslo formado por el semimebranoso, semitendinoso y bíceps femoral.
Kinesiología:
 estudio del movimiento humano.
Labr
um acetabular:
 borde de fibrocartílago que rodea al
acetábulo, profundizando el anillo de fibrocartílago que rodea al acetábulo.
Labrum glenoideo:
 anillo de fibrocartílago alrededor del
borde de la fosa glenoidea que profundiza la cavidad en las articulaciones del hombro y la cadera.
Lámina:
 los tubos concéntricos de colágeno que rodean un
osteón.
Lateral: una posición relativamente alejada de la línea media
del cuerpo.
Lesión por sobreuso: una lesión causada por estrés contí-
nuo de bajo nivel sobre un cuerpo.
Ley de cosenos: el caso general del teorema de Pitágoras.
Ley de la conservación de la energía: el concepto que
indica que la ener
gía total de un sistema sigue siendo
constante a menos que actúe sobre ella una fuente externa de energía.
Ligamento: una banda de tejido fibroso, colagenoso, que
conecta al hueso o cartílago entre sí; proporciona apoyo a la articulación.
Ligamento anular:
 ligamento que se inserta sobre los bor-
des anterior y posterior de la escotadura radial; propor-
ciona apoyo a la cabeza del radio.
Ligamento astragaloperoneo: ligamento que se inserta
sobre el maléolo lateral y la parte posterior del astrágalo; limita la flexión plantar y la inversión; proporciona apoyo a la parte lateral del tobillo.
Ligamento calcaneonavicular:
 ligamento que se inserta en
el calcáneo y el hueso navicular; proporciona soporte al arco y limita la abducción del pie.
Ligamento calcaneoperoneo:
 ligamento que se inserta en
el maléolo lateral y la parte externa del calcáneo; limita el movimiento del pie hacia atrás y restringe la inversión.
Ligamento capsular:
 ligamento dentro de la pared de la
cápsula; engrosan la pared de la cápsula.
Ligamento colateral lateral: ligamento que se inserta en el
epicóndilo lateral del fémur y la cabeza del peroné; resiste las fuerzas en varo y está tenso en la extensión.
Ligamento colateral medial:
 ligamento que se inserta en
el epicóndilo medial del fémur, cóndilo medial de la tibia, y menisco medial; resiste las fuerzas en valgo y restringe el movimiento de la articulación en rotación interna y externa; está tenso en la extensión.
Ligamento cruzado posterior:
 ligamento que se inserta en
la espina tibial posterior y el cóndilo interno del fémur;
Hiperabducción: movimiento de abducción más allá del
rango nor
mal de abducción.
Hiperaducción:
 movimiento de aducción más allá del rango
nor
mal de aducción.
Hiperextensión:
 continuación de la extensión que más allá
de la posición neutral.
Hiperflexión: movimiento de flexión que va más allá del
rango nor
mal de flexión.
Hiperpolarización:
 un incremento en el potencial de una
membrana.
Hipertrofia: un agrandamiento o crecimiento de tejido cau-
sado por un incremento en el tamaño de las células.
Histéresis: la energía mecánica perdida por un material que
se ha deformado.
Hueso cortical: tejido denso y compacto en el exterior del
hueso que pr
oporciona fuerza y rigidez al sistema esquelé-
tico; también llamado hueso compacto.
Hueso ectópico:
 formación de hueso lejos de su sitio normal.
Hueso esponjoso: una forma menos densa de tejido óseo que
tiene una arquitectura similar a una esponja. Usualmente se
encuentra en los extremos proximal y distal de los hue­sos
largos.
Hueso plano: un hueso delgado formado por capas delga-
das de hueso cortical y esponjoso.
Huso muscular: un receptor sensorial encapsulado que yace
paralelo a las fibras musculares y responde al estiramiento del músculo.
Ilion:
 el hueso superior de la cintura pélvica.
Impulso: fuerza multiplicada por el tiempo o el área bajo
una curva de fuerza por tiempo.
Impulso angular: el torque multiplicado por la duración del
torque. También calculado como la integral del torque con respecto al tiempo.
Inercia:
 la propiedad de la masa que resiste un cambio en
la velocidad.
Inferior: una posición por debajo de un punto de referencia
designado.
Inhibición recíproca: relajación de los músculos antagonis-
tas mientras los músculos agonistas producen una acción conjunta.
Inserción:
 el punto de unión más distal del músculo.
Insuficiencia activa: la incapacidad de un músculo biarticular
para acortarse en ambas articulaciones en todo su recorrido.
Insuficiencia pasiva: la incapacidad de un músculo biarticu­
lar para elongarse lo suficiente como para producir un
rango de movimiento completo en todas las articulaciones que cruza, debido a que los antagonistas no pueden elon- garse más.
Interneurona:
 pequeña neurona conectora en la médula
espinal; puede ser excitadora o inhibidora.
Inversión: el movimiento en el que el borde medial del pie
se eleva de modo que la planta del pie apunta en dirección a la línea media del cuerpo.
Ipsilateral:
 en el mismo lado.

479. GLOSARIO 467
Mecanismo de atornillamiento: la acción de enclavamiento
al final de la extensión de la r
odilla; rotación externa de
la tibia sobre el fémur causada por superficies articulares
incongruentes.
Medial:
 una posición relativamente cercana a la línea media
del cuerpo.
Membrana interósea: una capa delgada de tejido que corre
entre dos huesos (radio y cúbito, tibia y peroné).
Membrana sinovial: tejido conjuntivo laxo vascularizado
que rodea la cápsula articular.
Menisco: fibrocartílago en forma de disco o media luna
entre dos huesos.
Meseta tibial: un área plana sobre el extremo proximal de
la tibia.
Metáfisis: La amplitud del cuerpo de un hueso largo hacia
el extremo del mismo.
Metatarsalgia: dolor a causa de la distensión de los ligamen-
tos que dan apoyo a los metatarsianos.
Método segmentario: el proceso de calcular el centro de
masa de un sistema de masas tomando un promedio sope- sado de los componentes del individuo.
Microtraumatismo:
 una alteración o condición anormal
que inicialmente es muy pequeña para observarse.
Mielinada: fibra nerviosa que tienen una vaina de mielina
compuesta de sustancia lipídica de aislamiento.
Miofibrilla: tira en forma de cilindro contenida dentro y
que abarca la longitud de las fibras musculares; contiene los elementos contráctiles del músculo.
Miosina:
 una proteína espesa de la miofibrilla, notoria por
su bandeo oscuro. Junto con la actina, es responsable de la contracción y relajación del músculo.
Modelamiento:
 resorción y depósito de hueso que forma
tejido óseo en diferentes sitios y tasas, lo que resulta en alteración del tamaño y la forma.
Módulo elástico:
 la porción lineal de una curva de ten-
sión-deformación.
Momento angular: la cantidad angular que cambia cuando
se aplica un impulso a un objeto. Se calcula como el pr
o-
ducto del momento de inercia y la velocidad angular.
Momento angular local:
 el momento en torno a un eje de
rotación local. Este por lo general es el momento en torno al centro de masa del segmento.
Momento angular remoto:
 el momento en torno a un eje
de rotación. Este es usualmente el momento en torno al centro de masa del cuerpo.
Momento de fuerza:
 el torque causado por una fuerza
excéntrica.
Momento de inercia: la resistencia de un objeto a cambios
en el movimiento angular. Determinado por la masa y la distribución de ésta.
Monosináptico:
 un arco reflejo que consiste en una neurona
motora y una sensitiva.
Movimiento angular: movimiento en torno a un eje de
rotación en el que diferentes regiones del mismo objeto
resiste el movimiento posterior de la tibia sobre el fémur
y restringe la flexión y rotación de la rodilla.
Ligamento deltoideo: ligamento que se inserta en el
maléolo medial, astrágalo, navicular y calcáneo; resiste a las
fuerzas de valgo y restringe la flexión plantar, dorsiflexión,
eversión, y abducción del pie.
Ligamento extracapsular:
 Ligamento fuera de la cápsula
ar
ticular.
Ligamento iliofemoral:
 ligamento que se inserta en la
espina anterosuperior del ilion y la línea intertrocantérica del fémur; apoya la articulación anterior de la cadera y ofrece restricción en extensión y rotación interna y externa.
Ligamento interóseo:
 ligamento que conecta los tarsianos
adyacentes; pr
oporciona soporte al arco y las articulaciones
intertarsianas.
Ligamento isquiofemoral:
 ligamento que se inserta en el
acetábulo posterior y los ligamentos iliofemorales; res- tringe la aducción y la rotación interna del muslo.
Ligamento púbico:
 ligamento que se inserta en los cuerpos
de los huesos púbicos derecho e izquierdo; mantiene la relación entre los huesos púbicos derecho e izquierdo.
Ligamento pubofemoral:
 ligamento que se inserta en la
porción púbica del acetábulo, rama superior y línea inter-
trocantérica; restringe la abducción y rotación externa de la cadera.
Ligamento radiado:
 ligamento que se inserta en la cabeza
de las costillas y el cuerpo de las vértebras; conecta las cos- tillas a las vértebras.
Ligamento transverso:
 ligamento que se inserta en los me­
niscos lateral y medial; conecta a los meniscos entre ellos.
Línea de acción: 1) una línea infinita que se extiende a lo
lar
go de la dirección de fuerza desde el punto donde actúa
la fuerza. 2) Una línea imaginaria sin límites que pasa a través de un vector de fuerza.
Líquido sinovial: líquido secretado por la membrana sino-
vial que reduce la fricción en la articulación; el líquido cambia su viscosidad en respuesta a la velocidad del movi- miento de la articulación.
Luxación:
 desplazamiento de un hueso, separación de las
super
ficies óseas en una articulación.
MA:
 el índice del brazo de esfuerzo al brazo de resistencia
en un sistema de palanca. Indica la ventaja del sistema de palanca.
Manguito rotador:
 cuatro músculos que rodean la articu-
lación del hombro, el infraespinoso, supraespinoso, re­
dondo menor y subescapular.
Marco de referencia absoluto: un marco de referencia en
el que el origen está en el centro de la articulación y no se mueve con el segmento.
Marco de referencia relativo:
 un marco de referencia en el
que el origen está en el centro de la articulación y uno de los ejes está colocado a lo largo de uno de los segmentos.
Material elástico:
 un material que muestra sólo propiedades
elásticas en una curva de tensión-deformación.
Material viscoelástico: un material que muestra propieda-
des no lineales en la curva de tensión-deformación.

480. 468 GLOSARIO
Osteocito: una célula del hueso con procesos que transpor-
tan metabolitos, se comunican entre células, y ayudan a
regular la homeostasia mineral.
Osteoclasto: un tipo de célula ósea responsable de la reab-
sorción y remodelación del hueso.
Osteocondritis disecante: inflamación del hueso y el car­
tílago que resulta en la separación de fragmentos de cartí-
lago hacia la articulación (hombro y cadera).
Osteón: estructura cilíndrica larga en el hueso que sirve
como pilar para soportar peso.
Palanca: una máquina simple que magnifica la fuerza o la
velocidad del movimiento.
Palanca de primera clase: un sistema de palanca en el que el
punto de apoyo está entr
e la fuerza de esfuerzo y la fuerza
de resistencia.
Palanca de segunda clase:
 un sistema de palanca en el que
la
fuerza de resistencia está entre la fuerza de esfuerzo y el
punto de apoyo.
Palanca de tercera clase:
 un sistema de palanca en el que la
fuerza de esfuerzo se localiza entr
e el punto de apoyo y
la fuerza de resistencia.
Paralelos:
 dos objetos en los que la distancia entre ellos es
constante.
Pata de ganso: la inserción combinada de las expansiones ten-
dinosas de los músculos sartorio, gracilis y semitendinoso.
Penado: músculo en el que las fibras corren en diagonal
hacia el tendón.
Perimisio: una vaina de tejido conjuntivo denso que cubre
los fascículos.
Periodización: Un abordaje organizado para el entrena-
miento en el que se alternan ejercicios durante periodos específicos.
Periostio:
 una membrana blanquecina de tejido conjuntivo
que
cubre la superficie externa de un hueso excepto sobre
el cartílago articular.
Periostitis:
 inflamación del periostio marcada por dolor e
inflamación del hueso.
Pes Planus: pie plano.
Peso: la fuerza que actúa sobre un objeto que resulta de la
gravedad entre el objeto y la Tierra.
Pico activo: el pico de la curva de reacción de fuerza vertical
al correr durante la fase de apoyo de la marcha. Es resul- tado de la contracción activa del músculo.
Pico de impacto:
 la fuerza pico de alta frecuencia que ocurre
cuando dos objetos chocan entre sí con rapidez.
Pico pasivo: el pico de impacto de una curva de fuerza de
reacción vertical del suelo. Se denomina “pasivo” debido a que no está bajo control muscular.
Pie cavo:
 pie con arco alto.
Pie medio: región del pie que incluye todos los huesos del
tarso excepto el astrágalo y el calcáneo.
Placa epifisiaria: el disco de cartílago entre la metáfisis y la
epífisis de un hueso largo inmaduro que permite el creci- miento longitudinal.
no se mueven a través de la misma distancia en el mismo
tiempo.
Movimiento lineal:
 movimiento en una línea recta o curva
en la que diferentes regiones del mismo objeto se despla- zan la misma distancia.
Multipenado:
 una configuración de las fibras musculares en
forma de pluma en la que las fibras musculares corren en for­-
ma diagonal por ambos lados de un tendón que pasa a

través del músculo.
Músculo circular:
 músculo con configuración concéntrica
alr
ededor de una abertura o receso.
Músculo convergente:
 músculo con forma de abanico
con fibras anchas que convergen en un sitio de inserción común.
Músculo en banda:
 una forma de músculo que carece de
vientre central.
Músculo plano: músculo de aspecto delgado y ancho.
Ner
vios espinales:
 los 31 pares de nervios que surgen de
varios niveles de la médula espinal.
Neurona: célula conductora en el sistema nervioso que se
especializa en generar y transmitir impulsos nerviosos.
Neurona motora alfa: una neurona aferente con un cuerpo
celular grande en o cerca de la médula espinal, a partir del cual se proyecta un axón largo desde la médula espinal hacia las fibras del músculo que inerva.
Neurona motora gamma:
 una neurona que inerva los
extremos contráctiles del huso muscular.
Neurona sensorial: neurona que conduce los impulsos
de los receptores en el cuerpo hacia el sistema nervioso central.
Neuronas motoras:
 neuronas que llevan impulsos desde el
cerebro y la médula espinal a los receptores musculares.
Neutralizador: un músculo responsable de eliminar o can-
celar un movimiento no deseado.
Nodo de Ranvier: brechas en el axón mielinizado donde
el axón está cubierto sólo por procesos de las células de Schwann.
Nutación:
 véase Flexión sacra.
Órgano tendinoso de Golgi:  un receptor sensorial loca-
lizado en la unión músculo-tendón que responde a la tensión generada durante el estiramiento y la contracción del músculo. Inicia el reflejo de estiramiento inverso si se alcanza el umbral de activación.
Origen:
 1) la intersección de los ejes en un sistema de refe-
rencia y el punto de referencia a partir del cual se toman las medidas. 2) El sitio de unión más proximal del músculo.
Óseo:
 que tiene la naturaleza o calidad del hueso.
Osificación: la formación de hueso.
Osteoartritis: enfermedad articular degenerativa caracteri-
zada por el desgaste en el cartílago y el hueso subcondral subyacente, estrechamiento del espacio articular y forma- ción de osteofitos.
Osteoblasto:
 tipo de célula ósea responsable de la genera-
ción de hueso nuevo.

481. GLOSARIO 469
Presión: La fuerza de contacto por unidad de área de con-
tacto.
Presión de cizallamiento: la cantidad de carga por área de
corte transversal aplicada al plano de corte transversal del
objeto sobre el que se aplicó la carga.
Principio de tamaño: el principio que describe el orden
de reclutamiento de unidades motoras en función de su tamaño.
Principio de todo o nada:
 la estimulación de una fibra
muscu­lar que provoca que el potencial de acción viaje
ya sea sobre las fibras de todo el músculo (umbral de acti- vación) o ninguna de las fibras del músculo.
Pronación:
 rotación en el antebrazo (articulaciones radio-
cubitales) o el pie (articulaciones subastragalina y tarsal media). En relación con la posición anatómica, la prona- ción radiocubital hace que la palma apunte hacia posterior. La pronación subastragalina hace que la superficie plantar del pie apunte hacia lateral.
Propioceptor:
 un receptor sensorial en la articulación,
­músculo o tendón que puede detectar estímulos.
Protracción: el movimiento que describe la acción de sepa-
ración de la escápula.
Proximal: una posición relativamente más cercana a un
punto de referencia designado.
Pubis: el hueso inferior anterior de la cintura pélvica.
Punto de aplicación: el punto en el que un vector de fuerza
actúa sobr
e un objeto.
Punto de apoyo:
 el objeto que proporciona el punto pivote
en un sistema de palanca.
Punto de fallo: El punto en la curva de estrés-deformación
donde la fuerza aplicada causa una rotura completa del material.
Punto de separación:
 el punto en el que la capa limítrofe de
moléculas de líquido se separa del objeto cuando el objeto viaja a través del líquido.
Punto de vencimiento:
 el punto en una curva de tensión-de-
formación en el que el material alcanza la región plástica.
Radián: la medición de un ángulo en el centro de un círculo
descrito por un arco igual a la longitud del radio del círcu­-
lo (1 rad = 57.3°).
Radio de giro: la distancia a la que un objeto con un
momento de iner
cia particular tendría que estar localizado
con respecto a un eje de rotación si fuera un punto de masa.
Radio de rotación: la distancia lineal desde el eje de rota-
ción a un punto en el cuerpo que rota.
Rango de movimiento activo: el rango de movimiento
alcanzado
a través de alguna contracción voluntaria de
un músculo agonista, creando el movimiento de la articu
­
lación.
Rango
de movimiento pasivo:
 el grado de movimiento que
ocur
re entre dos segmentos adyacentes mediante manipu-
lación externa, como la gravedad y manipulación manual.
Reclutamiento:
 un sistema de activación de unidades motoras.
Placa terminal articular: la región del hueso en una articu-
lación que hace contacto con otro hueso.
Placas terminales motoras: una expansión aplanada en el
sar
colema del músculo que contiene receptores para reci-
bir a las expansiones de las terminales axonales; también
llamada unión neuromuscular.
Plano:
 un espacio bidimensional definido por tres puntos
no colineales.
Plano coronal: otro nombre para el plano frontal. Divide el
cuerpo en porciones anterior y posterior.
Plano frontal (coronal): el plano que divide en dos al
cuerpo en mitades anterior y posterior.
Plano horizontal: un plano general que es paralelo al piso.
Plano sagital: el plano que divide el cuerpo en lados
izquier
do y derecho.
Plano transverso:
 un plano corporal que es perpendicular al
eje lar
go de un segmento del cuerpo.
Planos cardinales:
 los planos del cuerpo que se intersectan
en el centr
o de masa corporal total.
Plataforma de fuerza:
 un instrumento utilizado para detec-
tar y registrar las fuerzas terrestres de reacción dinámica.
Plica: pliegue en la membrana sinovial.
Pliométrica: una técnica que utiliza el ciclo de estiramien-
to-acortamiento para incrementar el poder atlético.
Poder: el producto de la fuerza y la velocidad.
Polaridad: la dirección de rotación designada como positiva
o negativa.
Porosidad: el índice de espacio de los poros en el volumen
total.
Posición abierta: la posición articular con un contacto
menor al máximo entre dos superficies articulares y en la que las áreas de contacto cambian con frecuencia.
Posición anatómica:
 la posición de referencia estandarizada
que se utiliza en la profesión médica.
Posición cerrada: la posición de la articulación con máximo
contacto entre las dos superficies articulares en donde los ligamentos están tensos, forzando a los dos huesos a actuar como una sola unidad.
Posición fundamental:
 una posición de referencia estanda-
rizada similar a la posición anatómica.
Posterior: una posición detrás del punto de referencia desig-
nado.
Potencia angular: el producto del trabajo angular y la velo-
cidad angular, o el índice de realización de trabajo angular.
Potencia muscular: la cantidad que posee un músculo
debido a la tensión y la velocidad de contracción.
Potencial de acción: señal eléctrica que viaja a través del
ner
vio hacia el músculo que cambia el potencial de mem-
brana debido al intercambio de iones.
Potencial en reposo:
 el voltaje a través de la membrana en
condiciones de estado estable.
Potencial local graduado: una señal excitadora e inhibidora
en el nervio o músculo que no se propaga.

482. 470 GLOSARIO
Remodelación: resorción y formación secuencial de hueso
en el mismo sitio que no modifica el tamaño y la forma
del hueso.
Repolarización: un retorno al potencial de reposo de una
membrana.
Resorción: una fase de la remodelación del hueso en la que
se pierde hueso a través de la actividad osteoclástica.
Retículo sarcoplásmico: un sistema membranoso dentro
de la fibra muscular que forma sacos laterales cerca de los túbulos T.
Retracción:
 el movimiento que describe el llevar la escápula
hacia la línea media.
Retropié: región del pie que incluye al astrágalo y al calcáneo.
Retropié en varo: inversión del calcáneo con desviación de
la tibia en la misma dir
ección.
Retroversión:
 el grado en el cual una estructura anatómica
rota hacia atrás. véase Anteversión para el término opuesto.
Revolución: una unidad de medida que describe un ciclo
completo de un cuerpo que r
ota.
Ritmo escapulohumeral:
 la relación de movimiento entre el
húmero y la escápula durante los movimientos de elevación del brazo; el húmero se mueve 2 grados por cada grado de movimiento escapular a través de 180 gados de flexión o abducción del brazo.
Ritmo pelvifemoral:
 la relación de movimiento entre la pelvis
y el fémur durante los movimientos del muslo y la cadera.
Rotación: un movimiento en torno a un eje de rotación
en el que no todos los puntos del segmento o cuerpo cubren la misma distancia en el mismo tiempo.
Rotación hacia abajo:
 acción donde la escápula se gira hacia
la línea media del cuerpo.
Rotación hacia ar
riba:
 la acción en la que la escápula se
balancea lejos de la línea media del cuerpo.
Rótula alta: tendón rotuliano largo.
Rótula baja: tendón rotuliano corto.
Rotura: una lesión en la que el tejido es desgarrado de
manera forzada.
Sacro: un hueso triangular debajo de las vértebras lumbares
que consiste en cinco vértebras fusionadas.
Sacroileítis: inflamación de la articulación sacroilíaca.
Sarcolema: una membrana plasmática delgada que cubre
el músculo y que se ramifica hacia el interior del mismo, conduciendo los impulsos nerviosos.
Sarcómero:
 una unidad contráctil de bandeo de la miofibri-
lla, que va de banda Z a banda Z.
Sarcopenia: pérdida de masa muscular y disminución de la
calidad del músculo con el paso de la edad.
Sarcoplasma: el líquido contenido dentro de una fibra
muscular por el sarcolema.
Sinapsis: la unión o punto de contacto cercano entre dos
neuronas o entre una neurona y una célula blanco.
Sincrónico: describe eventos que ocurren al mismo tiempo.
En la contracción muscular, la activación concurrente de unidades motoras.
Rectificación:
 el proceso mediante el cual la porción nega-
tiva de la señal de electromiografía se vuelve positiva de
modo que la señal completa es positiva.
Reflejo: respuesta involuntaria a un estímulo.
Reflejo de estiramiento: reflejo iniciado al estirar el múscu­-
lo, lo que facilita una contracción del mismo mediante la estimulación del huso muscular; también llamado reflejo miotático.
Reflejo de estiramiento inverso:
 reflejo iniciado por alta
tensión en el músculo, que inhibe la contracción del
múscu­lo a través del órgano tendinoso de Golgi, causando
relajación de un músculo que se contrae con vigor.
Reflejo extensor cruzado: reflejo que causa la extensión de
un miembro flexionado al ser estimulado por una flexión rápida o el retiro de la extremidad contralateral.
Reflejo flexor:
 reflejo iniciado por un estímulo doloroso que
causa retiro o flexión de la extremidad lejos del estímulo.
Reflejo laberíntico: reflejo estimulado por la inclinación o
giro del cuerpo, el cual altera el líquido en el oído interno. El cuerpo responde para restablecer el equilibrio llevando la cabeza a la posición neutral o estirando los brazos y piernas en busca de balance.
Reflejo miotáctico:
 reflejo iniciado por el estiramiento del
músculo, que facilita la contracción del mismo mediante la estimulación del huso muscular; también llamado reflejo de estiramiento.
Reflejo propioespinal:
 reflejo procesado en ambos lados y
a diferentes niveles de la médula espinal; un ejemplo es el reflejo extensor cruzado.
Reflejo supraespinal:
 un reflejo llevado hacia la médula
espinal, pero procesado en el cerebro; un ejemplo es el enderezamiento laberíntico.
Reflejo tónico del cuello:
 reflejo estimulado por movimien-
tos de la cabeza, que estimula la flexión y extensión de las extremidades. Los brazos se flexionan con la flexión de la cabeza y se extienden con la extensión del cuello.
Región elástica:
 el área de una curva de tensión-deforma-
ción antes del punto de vencimiento. El área en la que el material regresará a su longitud de reposo cuando se retira la fuerza aplicada.
Región plástica:
 la región entre el punto de vencimiento
y el punto de fallo en una curva de tensión-deformación; la región en la que el material no regresará a su longitud inicial después de ser deformado.
Regla de la mano derecha:
 la convención que designa la
dirección de un vector de movimiento angular; los dedos de la mano derecha se flexionan en la dirección de la rotación y el pulgar derecho apunta en la dirección del vector.
Relación impulso-momento:
 el concepto de que se
requiere un impulso (fuerza multiplicada por tiempo) para cambiar el momento (masa multiplicada por velocidad) de un objeto.
Relación longitud-tensión:
 la relación entre la longitud del
músculo y la tensión producida por el músculo; se desa- rrollan tensiones más altas un poco más allá de la longitud de reposo.

483. GLOSARIO 471
Supinación: rotación en el antebrazo (articulaciones radio-
cubitales) o el pie (articulaciones subastragalina y mediotar-
siana). En relación con la posición anatómica, la supinación
radiocubital hace que la palma apunte en forma anterior. La
supinación subastragalina hace que la superficie plantar del
pie apunte hacia medial.
Tangente:
 1) la porción del lado opuesto a un ángulo con el
ángulo adyacente en un triángulo rectángulo. 2) Una línea que toca una curva en un solo punto.
Tasa de codificación:
 la frecuencia de descarga de los
potenciales de acción; también llamada frecuencia de codi- ficación.
Tasa de inervación:
 el número promedio de fibras contro-
ladas por cada neurona en un músculo.
Tendinitis: inflamación de un tendón.
T
endinitis bicipital:
 inflamación del tendón del bíceps
braquial.
Tendón: un cordón fibroso, formado principalmente por
colágeno, mediante el cual los músculos se insertan en el hueso.
Tendón rotuliano:
 el tendón que conecta la rótula a la
tuberosidad tibial.
Tenosinovitis: inflamación de la vaina que rodea al tendón.
Teorema del eje paralelo: un método para calcular el
momento de iner
cia alrededor de un eje de rotación de un
objeto cuando se conoce el momento de inercia alrededor de un eje paralelo.
Teorema del trabajo-energía: el concepto de que el trabajo
r
ealizado sobre un objeto cambiará la energía de dicho
objeto.
Teoría del filamento deslizante:
 una teoría que describe
la contracción muscular donde se desar
rolla tensión en las
miofibrillas a medida que la cabeza del filamento de mio- sina se une a un sitio en el filamento de actina.
Terminación de Ruffini: los receptores sensoriales en la
cápsula articular que responden al cambio en la posición de la articulación.
Tetánica:
 la fuerza de respuesta de un músculo a una serie de
estímulos excitadores, resultando en la suma de respuestas de contracción.
Torque:
 el producto de la magnitud de una fuerza y la dis-
tancia perpendicular desde la línea de acción de la fuerza al eje de rotación.
Trabajo:
 el producto de una fuerza y la distancia que viaja
el punto de aplicación en dirección del vector de fuerza.
Trabajo angular: el torque multiplicado por la distancia
angular que se desplaza un objeto. Realizar trabajo angular sobre un objeto cambia la energía angular.
Trabajo externo:
 trabajo realizado por fuerzas externas.
Trabajo interno: trabajo realizado por fuerzas internas.
Trabajo negativo: trabajo que ocurre cuando la fuerza que
actúa sobre un objeto se opone al movimiento.
Trabajo positivo: trabajo que ocurre cuando la fuerza que
actúa sobre un objeto está en la misma dirección que el movimiento.
Síndrome compartimental anterior:
 compresión nerviosa
y vascular causada por hipertrofia de los músculos tibiales
anteriores en un compartimento muscular pequeño.
Síndrome de atrapamiento: irritación de las estructuras
por encima de la articulación del hombro debido a la compresión repetida a medida que la tuberosidad mayor es empujada hacia la parte baja de la apófisis del acromion.
Síndrome de chasquido de la cadera:
 un sonido de chas-
quido que acompaña los movimientos del muslo; cau- sado por la cápsula de la cadera o el tendón del iliopsoas moviéndose sobre una superficie ósea.
Síndrome de dolor femoro-rotuliano:
 dolor alrededor de
la rótula.
Síndrome de la banda iliotibial: inflamación de la banda
iliotibial causada por fr
otamiento del epicóndilo femoral
lateral durante la flexión y extensión de la pierna.
Síndrome de tensión medial:
 también denominado codo
de lanzador
, dolor medial desencadenado por fuerzas exce-
sivas en valgo que pueden causar esguince ligamentoso, epicondilitis medial, tendinitis o fracturas por avulsión
del epicóndilo medial.
Síndrome de túnel del carpo: compresión del nervio
mediano causado por acciones repetitivas de la muñeca.
Síndrome tibial lateral: dolor sobre la parte lateral anterior
de la pierna causado por tendinitis del tibial anterior o irritación de la membrana interósea.
Síndrome tibial medial:
 dolor por encima del maléolo
medial causado por tendinitis del tibial posterior o ir
rita-
ción de la membrana interósea o periostio.
Sinergista:
 un músculo que realiza el mismo movimiento
que el agonista.
Sínfisis púbica: una articulación cartilaginosa que conecta
los huesos del pubis de los huesos coxales derecho e izquierdo de la pelvis.
Sistema:
 en un diagrama de cuerpo libre, el objeto u objetos
bajo consideración. Un sistema puede consistir en un seg- mento corporal, un cuerpo o múltiples cuerpos.
Sistema de referencia:
 un sistema para localizar un punto
en el espacio.
Sistema haversiano: también llamado osteona.
Sistema ner
vioso central:
 el cerebro y la médula espinal.
Sistema nervioso periférico: todas las ramas nerviosas que
yacen fuera del cerebro y la médula espinal.
Sobrecarga progresiva: un incremento gradual en el estrés
colocado sobre el cuerpo durante el ejercicio por factores que varían como la carga, repeticiones, velocidad, reposo y volumen.
Soma:
 la porción de la célula nerviosa que contiene el núcleo
y el nucléolo bien definido. El soma recibe información de las dendritas y envía información a través del axón; también llamado cuerpo celular.
Subluxación:
 una dislocación parcial o incompleta entre dos
superficies articulares.
Superior: una posición por encima de un punto de referen-
cia designado.

484. 472 GLOSARIO
Trabécula: tiras de hueso esponjoso que se adaptan a la
dir
ección del estrés sobre el hueso.
Trocánter menor:
 una proyección de prominencia ósea en
la base posterior del cuello femoral.
Tróclea: porción medial del extremo distal del húmero; se
articula con la escotadura troclear del cúbito.
Túbulo T (túbulo transverso): estructura en el sarcolema
que facilita la comunicación rápida entre los potenciales de
acción y los miofilamentos en el interior del músculo.
Túbulos transversos: una invaginación del sarcolema que
transmite el potencial de acción muscular en forma pro- funda hacia el interior del músculo.
Unidad motora:
 el nervio y todas las fibras musculares que
inerva.
Unión miotendinosa: el sitio donde el músculo y el tendón
se unen, que consiste en una inter
face en capas a medida
que las miofibrillas y las fibras de colágeno del tendón se encuentran.
Unión neuromuscular: región donde la neurona motora
queda en contacto cercano con el músculo esquelético; también llamada placa terminal motora.
Unipenado:
 una configuración de fibras en forma de pluma
en la que las fibras musculares corren en forma diagonal a un lado del tendón.
Valgo:
 ángulo de segmento arqueado en forma medial;
fuerza medial.
Varo: ángulo de segmento arqueado en forma lateral; fuerza
lateral.
Velocidad angular: 1) la distancia angular recorrida dividida
entre el tiempo durante el cual se produjo el movimiento angular. 2) La tasa de cambio en tiempo del desplazamien
­-
to angular
. Ángulo girado por una unidad de tiempo.
Velocidad de conducción:
 la rapidez con la cual se propaga
un potencial de acción.
Velocidad tangencial: el cambio en la posición lineal por uni-
dad de tiempo de un cuerpo que se mueve a lo largo de una trayectoria curva.
Ventral:
 véase Anterior.
Vértice: la intersección de dos líneas que forman un ángulo.
Vientre: porción central carnosa de un músculo.
Volumen muscular: la cantidad de espacio muscular deter-
minada por el índice de masa muscular dividido entr
e la
densidad.

485. Anatomía funcional, 5
Anatómica, posición de inicio, 10, 10
Angular, movimiento, 319
Ángulo absoluto, 320, 321-323, 322, 323t
Ángulo articular (relativo), 10, 10, 323,
323-324, 324
Ángulo de carga, codo, 147, 149
Ángulo de inclinación del cuello femoral,
180, 180, 181
Ángulo de la cadera, 325
Ángulo de la rodilla,
ángulo del retropié y, 334-335, 335, 336
definición, 325
Ángulo de penación, 64, 64
Ángulo de proyección, 309, 309-310, 310t
Ángulo de segmento, 17, 17, 321
Ángulo del tobillo, 325-326
Ángulo intersegmental (relativo), 10, 10,
323, 323-324, 324
Ángulo Q, 198-199, 199
Ángulo relativo, 10, 11, 323, 323-324, 324
Ángulo retropié
al caminar y correr, 338
ángulo de la rodilla y, 334-335, 335, 336
description, 326-327, 327
Ángulo(s)
absoluto, 321, 321-323, 322, 323t
articulación de la extremidad inferior, 324-
327, 325-327
componentes, 319, 319
de aplicación, 348
funciones trigonométricas, 445-448, 446-
447, 446t-447t
medición de, 319, 319-321, 320
proyección, 309, 309-310, 310t
relativo, 10, 10, 323, 323-324, 324
segmento, 321
Anillo fibroso, 243
Antebrazo
acciones musculares, 149-152, 150, 151
anatomía, 146, 148, 146
como segmento, 10, 10
descriptores del movimiento, 14-16, 15,
16t
ejercicios de acondicionamiento, 152-154,
153
fuerza muscular, 152
potencial de lesión, 154
Antepié, 214
Antepié en valgo, 214, 215, 218
Antepié en varo, 214, 214, 214
Anteversión, femoral, 181-182, 181, 182
Nota: Los números de página en itálicas indican figuras; aquellos seguidos por ‘t’ indican tabla.
Índice alfabético de materias
473
Aceleración angular instantánea, 330 Aceleración centrípeta, 333, 334 Aceleración negativa, 299 Aceleración positiva, 299 Aceleración radial, 333, 333 Aceleración tangencial, 333, 333, 334 Acelerómetro, 284 Acetabular, labrum, 178 Acetábulo, 178, 179 Acoplamiento de fuerza, 395 Acoplamiento excitación-contracción, 67, 68 Actina, 66, 66 Aducción horizontal, 15, 15 Aducción, 13, 13, 137
horizontal, 14-15, 15
Adultos mayores
cambios en la columna, 269 degeneración discal, 266, 266
entrenamiento de resistencia, 88 sarcopenia, 83-84 trastornos de la cadera, 192
Aerodinámica, elevación, 360 Agarre de poder, 159, 159 Agarre de precisión, 159, 159 Agarre prensil, 159 Aire, resistencia del, 357 Altura de proyección, 311-312, 311 Altura, proyección, 311-312, 311 Amputación del pie, análisis de tensión-de-
formación, 27
Análisis cualitativo, 4 Análisis cuantitativo, 4 Análisis de la marcha. Véase también Correr;
Caminar
cinemática angular, 336, 337 cinemática lineal, 302-306, 302-307, 303t
cinética angular, 427-429, 428-429 cinética lineal, 377-380, 377-381
electromiografía, 123, 123
Análisis de movimiento
áreas específicas de estudio, 4-9, 5 descriptores anatómicos del movimiento,
10-16, 10-15, 16t
sistemas de referencia, 17-21, 18-21 terminología, 3-22
Análisis estructural
propiedades de tensión-deformación,
26-29, 26-29
tipos y materiales, 28-29, 29
Análisis estructural tensión-deformación,
26-29, 26-29
Anatomía, 5
A
Abdominal transverso, 256
Abdominales, 256
Abducción, 13-14, 13, 137
horizontal, 15, 15
Abordaje dinámico inverso de Newton-Euler,
367
Abscisa, 285
Acciones de los músculos excéntricos, 75-76,
75
comparación entre acciones concéntricas e
isométricas, 76, 76-77, 77
relación fuerza-velocidad, 81, 80
Acciones del músculo
agonistas y antagonistas, 74, 74
comparación, 76, 76-77, 77
concéntricos, 75, 75
ejemplos, 76
estabilizadores, 74-75, 74
excéntricos, 75-76, 75
isométricos, 75, 75
neutralizadores, 74-75, 74
relaciones fuerza-velocidad y, 79, 79
Acciones musculares isométricas, 75, 75
comparación entre acciones concéntricas y
excéntricas, 76, 76-77, 77
Acción-reacción, ley de, 351, 351, 402
Aceleración
angular, 330-331
centrípeta (radial), 333, 334
constante, ecuaciones de, 312-313, 313
de centro de masa, 354
dirección de movimiento y, 298, 298-299,
299
ejemplo gráfico, 300-301, 300
ejemplo numérico, 300t, 300
inducida por gravedad, 352
instantánea, 296
ley de, 350-351
ley de la, 399-402, 400-402
lineal, 297-301, 298-300, 300t
método de primera distancia central para
calcular la, 299, 300t, 300
positiva versus negativa, 299
relación entre angular y lineal, 331-334,
333, 334
tangencial, 333, 333, 334
unidades, 298
Aceleración angular, 330-331
instantánea, 330
ley de, 399-402, 400-402

486. 474 ÍNDICE ALFABÉTICO ALFABÉTICO DE MATERIAS
Articulación sinovial. Véase Articulación diar-
trodial
Articulación radiohumeral, 147, 148
Articulación subastragalina
anatomía y función, 210, 212-213, 212,
213
fuerzas, 231
rodilla y, movimientos combinados, 217
Articulación tarsometatarsiana, 210, 214
Articulación tibioastragalina, 209
Articulación tibiofemoral, 194, 195, 194-196
Articulación tibioperonea, 199-200, 199,
209
Articulación(es)
carpometacarpianas, 155, 156-157
centro de rotación instantáneo, 320, 320
de la parte media del pie, 210, 214
enfermedad degenerativa de las, 52-53, 54
interfalángicas, 157, 210, 214
metacarpofalángicas, 155, 157
óseas, 49-53, 53t.
principal, 53t
tipos de, 49-51
Artritis, degenerativa. Véase Osteoartritis
Asa gamma, 113, 113
Astrágalo, 209
fractura osteocondral, 225
Atlas (C1), 247, 248
Atletas femeninas, osteoporosis en, 36
Axis (C2), 247, 248
Axón, 102, 102-103
B
Balance, 418
Balístico, estiramiento, 116
Balón, ejercicios con, 264
Balón de ejercicio, 264
Bursitis subacromial, 146
Beisbol. Véase Movimiento de proyectil;
Lanzamiento
Bíceps, componentes paralelo y rotatorio,
73, 73
Biomecánica
definición, 4
terminología, 3-22
versus kinesiología, 4-5
Brazo. Véase también Antebrazo; Cintura
escapular
ejercicios de acondicionamiento, 152-154,
153
como segmento, 9, 10, 10
movimientos
descriptores, 14, 15, 16t
relación con los movimientos de la
cintura escapular, 137, 138, 140,
140-140, 141
Brazo de esfuerzo, 410
Brazo de momento, 72, 73, 392, 393
Brazo de resistencia, 410
Brazo de torque, 392, 393
Bursa, 135
Bursa infrarrotuliana, 198
Bursa subacromial, 135
Bursitis
cadera, 193
escapular, 145
retrocalcánea, 224
subacromial, 146
Aplicación, punto de, 348
Articulaciones apofisiarias, 245
carga sobe las, 271
osteoartritis, 266
Apófisis, 41, 42
Apófisis coracoides, lesiones de la, 145
Apófisis coronoides, 147
Apófisis espinosas, 244
Apófisis odontoides, 248
Apófisis transversa, 245
Apofisitis
del calcáneo, 225
ilíaca, 192
por tracción, apófisis del olécranon, 154
Aponeurosis, unión muscular vía, 67, 69
Arco de reflejo, monosináptico, 112
Arco longitudinal, 214, 215, 216
Arco medial, 215, 216
Arco neural, 245
Arco reflejo monosináptico, 112
Arco transverso, 214, 216, 216
Arcos del pie, 214-217, 216
Área anatómica de corte transversal, 64
Área bajo la curva, concepto en cinemática
lineal, 301, 302
Área de atrapamiento, articulación
glenohumeral, 135, 137
Área de corte transversal fisiológica, 64
Arrastre de forma, 358
Arrastre propulsivo, 359
Arrastre sobre superficie, 358
Arrastre viscoso, 358
Articulación sacroilíaca
anatomía, 174, 174
lesiones, 192
movimientos, 176-177, 176
Articulación acromioclavicular
anatomía y características funcionales, 132,
133-134
lesiones, 142
Articulación anfiartrodial, 51, 53
Articulación astragalocalcánea. Véase
Articulación subastragalina
Articulación astragalocrural. Véase Tobillo
Articulación astragalonavicular, 213
Articulación atlantoaxial, 248
Articulación atlantooccipital, 247-249
Articulación calcaneocuboidea, 214
Articulación mediocarpiana, 155, 155-156
Articulación condilar, 51, 52
Articulación humerocubital, 147, 148, 149
Articulación de la cadera. Véase también
Muslo
acciones musculares, 184-188, 185-186
anatomía, 178-183, 179-182
ángulo de inclinación del cuello femoral,
180, 180, 181
anteversión femoral, 181-182, 181, 182
luxación congénita, 192
ejercicios de acondicionamiento, 189,
190-191
fuerza, 188-189
fuerzas, 230-232
fuerzas de compresión, 40, 41
lesiones, 192-193
ligamentos, 175, 180
osteoartritis, 193
rango de movimiento, 182, 182, 183-184
retroversión femoral, 181, 182
trastornos de la infancia, 192
y articulación de la rodilla, movimientos
combinados, 204
y movimientos del muslo, 182, 182
Articulación de la rodilla, 193-209
acciones musculares, 201-204, 202-203
extensión, 201
flexión, 204
rotación, 204
ángulo Q, 198-199, 199
ángulo relativo, 10, 10
articulación femororrotuliana, 198-199,
198
articulación tibiofemoral, 194, 195, 194-
196, 199, 199
articulación tibioperonea, 199-200, 199
características del movimiento, 200-201,
200
centro instantáneo de rotación, 320, 320
ejercicios de acondicionamiento, 196,
205-206
fuerza, 204-205
fuerzas, 230-231
ligamentos, 196, 197, 198, 207
meniscos, 196, 194-195, 208
planos y ejes, 18
potencial de lesión, 207-209
rango de movimiento, 183-184, 200
referencias óseas, 195
y cadera, movimientos combinados, 204
y pie, movimientos combinados, 217
Articulación del hombro. Véase Articulación
glenohumeral
Articulación diartrodial, 49-51
características, 49-50, 49
estabilidad, 50-51
posición cerrada versus abierta, 50-51, 51
tipos, 51, 52
Articulación elipsoidal, 51, 52
Articulación en bisagra, 51, 52
Articulación en pivote, 51, 52
Articulación en silla de montar, 51, 52
Articulación escapulotorácica, 134, 133-134
Articulación esternoclavicular
anatomía y características funcionales, 132,
132-133
lesiones, 142
Articulación femororrotuliana, 198, 198,
198-199
Articulación glenohumeral
anatomía y características funcionales,
135-137, 136
área de atrapamiento, 135, 137
características del movimiento, 137, 138
estabilidad, 135
lesiones, 145
Articulación intercarpiana, 155, 155-156
Articulación lumbosacra, 268-269, 270, 273
Articulación mediotarsiana, 210, 213, 214
Articulación metatarsofalángica, 210, 214
Articulación plana, 51, 52
Articulación radiocarpal, 155, 155
Articulación radiocubital, 147, 148
distal, 155, 155
lesiones, 154
Articulación radiocubital distal, 155, 155
Articulación sinartrodial (fibrosa), 51, 53

487. ÍNDICE ALFABÉTICO ALFABÉTICO DE MATERIAS 475
diferenciación, 301
distancia, 293, 294
en el swing de golf, 7, 8, 306-307, 306
integración, 301-302, 301
para caminar y correr, 302-306, 302-307,
303t
para la propulsión en silla de ruedas, 307-
308, 308
posición, 293
preguntas de repaso, 315-317
relación con la cinemática angular, 331-
334, 331-334
revisión de ecuación, 313-314
velocidad, 292-297, 293-294, 296-287,
293t
Cinética, 7-9, 8
angular, 391-434. Véase también Cinética
angular
lineal, 346-385. Véase también Cinética
lineal
utilizando la ley del movimiento de
Newton, 364-375
Cinética angular, 391-434
análisis de estática, 415-420, 415-421
análisis dinámico, 420-422, 421, 422
aplicaciones de torque especiales, 424-427
centro de masa, 402-404
del swing de golf, 429-431, 430
leyes del movimiento de Newton en, 395-
410
para caminar y correr, 428-429, 427-429
para la propulsión en silla de ruedas, 431-
432, 431-432
preguntas de repaso, 434-437
revisión de ecuación, 434
rotación y palanca, 410-413
torque. Véase Torque
Cinética lineal, 346-385
de caminata y carrera, 377-380, 377-381
de propulsión en silla de ruedas, 382-383,
383
del swing de golf, 381-382, 381-382
fuerzas. Véase Fuerza(s)
leyes del movimiento de Newton en, 350-
351
preguntas de repaso, 385-387
revisión de ecuación, 384-385
Cintura escapular, 132-146
acciones musculares, 138-141, 139-141
abducción o flexión, 138, 139-140
aducción o extensión, 140, 140
horizontal, 141
rotación interna y externa, 141, 141
articulaciones
anatomía y características funcionales,
132-137, 132-137
características de los movimientos combi-
nados, 137-138, 138
como segmento, 10, 10
descriptores del movimiento, 14, 15, 16t
ejercicios de acondicionamiento, 142,
143-144
fuerza isométrica, ángulo y, 74, 74
fuerza muscular, 142
fuerzas y momentos articulares, 165
ligamentos, 132, 133, 133-134, 135
potencial de lesión, 142, 145-146
rango de movimiento, 137
Bursitis del trocánter mayor, 193
Bursitis iliopectínea, 193
Bursitis isquial, 193
Bursitis retrocalcánea, 224
C
Cabeza
como segmento, 10, 10
descriptores del movimiento, 16t
Cabeza femoral, 178, 179
Cadena cinemática, 21
Calcáneo, 209
fractura por avulsión, 42
Calentamiento, efectos neurales, 115
Caminar con los dedos hacia adentro, 181,
182
Caminata
acciones de los músculos biarticulares,
78, 78
ángulos de la cadera, la rodilla y el tobillo
durante la, 326
apoyo y doble apoyo durante la, 304, 304
cálculos de ángulo absoluto, 322, 322-
323, 323t
cinemática angular, 336, 337
cinemática lineal, 302-306, 302-307, 303t
cinética angular, 427-429, 428-429
cinética lineal, 377, 377-381, 378
componentes de energía durante la, 427, 427
datos de ángulo absoluto para el muslo
durante la, 329-330, 329t, 330
extremidad inferior durante la, 227, 228
fuerzas articulares, 231, 231
movimiento del retropié, 338
músculos del tronco en la, 269
parámetros de la zancada, 302, 302-303,
303t, 303
reclutamiento de unidades motoras, 106-
107, 107
Caminata cuesta abajo, 338
Caminata cuesta arriba, 338
Capa limitante, 358
Cápsula articular, 48, 49
Cara anterior, 11, 11
Cara contralateral, 11, 12
Cara distal, 11, 11
Cara dorsal, 11, 12
Cara inferior, 11, 11
Cara ipsilateral, 11, 12
Cara lateral, 11, 11
Cara medial, 11, 11
Cara posterior, 11, 12
Cara proximal, 11, 11
Cara superior, 11-12, 11
Cara ventral, 11, 12
Carga de doblamiento de tres puntos, 43-44,
44
Carga de doblamiento en cuatro puntos, 44,
44
Cartesiano, sistema de coordenadas, 285-286
Cartílago, 47-49
articular, 47-48
fibro-, 48
Cartílago articular, 47-48
Ciclismo, extremidad inferior en el, 229-230,
229
Célula de Renshaw, 108
Célula de Schwann, 102, 103
Centro articular instantáneo, 320, 320
Centro de gravedad, 352, 402
Centro de masa corporal total, 407, 407-410,
408, 409t
Centro de masa, 352, 402-410, 403
aceleración del, 354
cálculo corporal total, 407, 407-410, 408,
409t
cálculos segmentales, 405, 404-410,
404t-406t, 406
definición, 402
Centro de presión, 376, 376
Centro de rotación, 320, 320
Cerebro, 100, 100
Ciática, 267
Ciclismo, extremidad inferior en el, 229-230,
229
Ciclo de la marcha, 302, 302-303, 303t, 304
fases, 226, 304
Ciclo estiramiento-contracción, 82, 83, 84,
118
Cifosis torácica, 260
Cifosis torácica, 260
Cinemática
angular, 318-342. Véase también
Cinemática angular
cualitativa versus cuantitativa, 284
descripción, 7, 8
lineal, 283-314. Véase también Cinemática
lineal
recopilación de datos, 284-290
factores temporales, 287
métodos de captura de datos, 284
sistemas de referencia, 284-287, 285- 287
unidades de medición, 287, 320, 320-
321
vectores y escalas, 287-293, 291, 292
relación entre angular y lineal, 331-334,
331-334
utilizando la ley del movimiento de
Newton, 364-375
versus cinética, 7-9, 8
Cinemática angular, 318-342
ángulos articulares de la extremidad
inferior, 324-327, 325-327
de caminata y carrera, 336, 337
de propulsión en silla de ruedas, 340-341,
340
del swing de golf, 7, 8, 338-340, 339, 340
desplazamiento, 328, 328
diagramas ángulo-ángulo, 334-335, 335, 336
distancia, 328, 328
medición de ángulos, 319, 319-321, 320
movimiento angular, 319, 319
posición, 328
preguntas de repaso, 342-345
relación con la cinética lineal, 331-334,
331-334
revisión de ecuación, 342
tipos de ángulos, 321-324
unidades de medición, 320, 320-321
vectores, 327, 327
velocidad, 328-330
Cinemática lineal, 283-314
aceleración, 297-301, 298-300, 300t
del movimiento de proyectil, 309-312,
309-311, 310t
desplazamiento, 293-295, 294, 295

488. 476 ÍNDICE ALFABÉTICO ALFABÉTICO DE MATERIAS
movimiento del retropié, 338
movimientos en planos múltiples, 20
músculo del tronco en, 269
parámetros de la marcha, 302, 302-303,
303t, 303
reclutamiento de unidad motora, 106-107
relación del movimiento de la pelvis y el
tronco en, 252-253, 253
relación tensión-deformación durante,
28, 28
requerimientos de momento angular, 401,
401-402
transferencia de energía durante, 374,
374
variaciones de la velocidad durante, 306,
306
Cosenos, ley de, 323
Coxa plana, 192
Coxa valga, 180, 181
Coxa vara, 180, 181
Cuadrado lumbar, 256
Cuadrantes, 285, 286
Cuádriceps femoral, 201, 204
lesiones, 207
Cuello femoral, 180-181
ángulo de inclinación, 180, 180, 181
fractura por compresión, 40, 41
Cuello, como segmento, 10, 10
Cuerpo celular, 102, 102
Cuerpo vertebral, 243
Cúmulo motor, 106
Curva de aceleración-tiempo, 301, 302
Curva de tensión-deformación
energía almacenada, 28, 28
energía perdida (histéresis), 29, 29
hueso, 37, 37, 70
ligamentos, 48, 49
material elástico, 27, 28
material viscoelástico, 28-29, 29
materiales moldeables, rígidos y frágiles,
29, 29
músculo, 70
punto de fallo, 29, 29
punto de vencimiento, 27-28, 27
regiones elástica-plástica, 27, 27, 38
segmentos vertebrales, 26, 27
tendón, 70
Curva de velocidad, locomoción, 304-305,
304, 305
Curva posición-tiempo, 296, 296-297, 297
Curva velocidad-tiempo, 296, 296-297, 297
D
Dedo de jersey, 160
Dedo de Morton, 231
Dedo en gatillo, 160
Dedo en martillo, 160
Dedo(s) del pie
de Morton, 231
descriptores del movimiento, 16t
Dedos
acciones musculares, 155- 156, 157-159, 158
anatomía, 155-157, 155-156
descriptores del movimiento, 16t
ejercicios de acondicionamiento, 159-160,
161
fuerza, 159, 159
ejercicios de acondicionamiento, 260-264,
261-263
estabilización, 258
fuerza, 257
ligamentos, 244-245, 246-247
postura
al estar de pie, 258
al sentarse, 258-259
al trabajar, 259
desviaciones, 259-260, 259
rango de movimiento, 252
región cervical, 247, 245-251, 247, 249,
250
región lumbar, 249, 250, 251
región torácica, 248-249, 249, 250
segmento de movimiento
anterior, 243-244, 243-244
posterior, 244, 245, 246-247
total, características del movimiento,
251-252, 252
variaciones regionales, 249, 250
Compartimentos musculares, 62, 63
Complejo pélvico, 173-193
acciones musculares, 184-188, 185-186
articulación de la cadera, 178-183, 178-
182. Véase también Articulación de la
cadera
cintura pélvica, 173-178
ligamentos, 175
potencial de lesión, 192-193
Componente contráctil, modelo muscular de
Hill, 70, 71
Componente elástico en serie, modelo
muscular de Hill, 71, 72
Componente elástico paralelo, modelo
muscular de Hill, 70, 71
Compresión del nervio mediano, 160, 162,
162
Concepto de límite, velocidad instantánea y,
296, 296
Cóndilo lateral, 194
Cóndilo medial, 194
Cóndilos, lateral y medial, 196
Condrocitos, 47
Condromalacia rotuliana, 209
Conexión monosináptica, 110
Contracción, 67, 69
Contracción muscular
resumen, 67, 68, 69
teoría del filamento deslizante, 67, 69
Contracción muscular, 67, 68, 69
Contractilidad muscular, 61
Contranutación, 176, 176
Coordenadas horizontales, 285, 286
Coordenadas mediolaterales, 286
Coordenadas verticales, 285, 286
Corpúsculos de Pacini, 114, 114
Correr
cinemática angular, 336, 337
cinemática lineal, 302-306, 302-307, 303t
cinética angular, 427-429, 428-429
cinética lineal, 377-380, 377-381
curva de velocidad, 304-305, 304, 305
extremidad inferior en, 226, 226-229
fuerzas articulares, 231, 231
gráfica de ángulo-tiempo del retropié,
327, 327
Cintura pélvica, 173-178
articulación sacroilíaca, 174-175, 174,
176-177
diferencias entre géneros, 173, 173
huesos, 174
lesiones, 42, 43, 192-193
movimientos, 176-177, 176-178
y muslo, movimiento combinado, 176,
176, 182, 184
y tronco, movimiento combinado, 176,
176, 252, 252-253, 253
Circunducción, 15, 16
Clavados, requerimientos de momento angu-
lar, 401, 402
Clavícula
anatomía y función, 132, 132
lesiones, 142, 145
movimientos, 132-133
Cobertura lineal, 121, 122
Codificación de frecuencia, unidades moto-
ras, 107-108, 108
Codo, 146-154
acciones musculares, 149-152, 150, 151
ángulo de levantamiento, 147, 149
ángulo relativo, 10, 11
articulaciones
anatomía y características funcionales,
147-149, 148, 149
estabilidad, 147, 149, 149
características del movimiento, 149
ejercicios de acondicionamiento, 152-154,
153
fuerzas y momentos articulares, 165
ligamentos, 147, 149, 149
potencial de lesión, 154
Codo de lanzador, 154
Codo de tenista, 154
Coeficiente de fricción, 355-356, 356
Colágeno, 30, 48
Columna cervical,
anatomía y función, 245-251, 247, 249,
250
cargas sobre la, 273
fractura por compresión, 40
lesiones, 267
movimientos, 248
rango de movimiento, 252
Columna lumbar
anatomía y función, 246, 251
carga sobre la, 269-271, 272-273, 273
ejercicios específicos, 264, 265
espóndilolistesis, 266, 267
fractura por compresión, 40, 41
lesiones, 267-268
rango de movimiento, 248, 252
Columna torácica
anatomía y función, 246, 250, 248-249,
250
conexión con las costillas, 250
lesiones, 267
movimientos, 248
rango de movimiento, 252
Columna vertebral, 242-253
acciones musculares, 253-257, 254-255
articulaciones apofisiarias, 245
cargas sobre la, 269-271, 273-274, 273
curvatura, 242

489. ÍNDICE ALFABÉTICO ALFABÉTICO DE MATERIAS 477
extensores, 260-263, 261-262
flexibilidad y, 264
flexores, 260, 261, 263
flexores laterales, 262, 263-264
rotadores, 262, 263-264
para la articulación de la rodilla, 196, 204-
205
para los dedos y la muñeca, 159, 159
para los músculos de la cadera, 189, 190-
191
para los músculos del hombro, 142, 143-
144
resumen, 116-118, 117
Ejercicios de flexibilidad. Véase Ejercicios de
estiramiento
Ejes
de rotación, 6, 7, 18, 18, 319, 319
de sistemas de referencia, 17-21, 18-21
marco de referencia, 17
Elasticidad muscular, 62
Electrodos electromiográficos, 120, 120-121
Electromiografía, 120-124
amplificación de la señal, 121
análisis de la señal, 121-122, 122
aplicaciones, 122-123, 123
cambios inducidos por el entrenamiento,
115, 115
electrodos, 120, 120-121
factores que afectan a la, 121, 121
limitaciones, 123
registros, 120, 120
Electromiograma, 120, 120
Elevación, 14, 15, 132
Elevación de la pierna, 263
EMG. Véase Electromiografía
Eminencia hipotenar, 157
Eminencia intercondilar, 194
Eminencia tenar, 157
Enartrosis y articulación esferoidea, 51, 52
Endomisio, 65, 66
Energía, 372-375
ley de la conservación de la, 373
movimiento de proyectil y, 373, 373
potencial, 272-373
relación con el trabajo, 373-375, 374, 427
rotacional, 426-427, 426
tensión, 372
Energía cinética, 372-375. Véase también
Energía
Energía cinética rotacional, 426-427, 426
Energía de deformación, 372
Energía mecánica, 372-375. Véase también
Energía
Energía potencial, 372-375
Enfermedad articular degenerativa, 54
Enfermedad de Legg-Calvé-Perthes, 192
Enfermedad de Osgood-Schlatter, 42, 209
Enfermedad de Scheuermann, 267
Entrenamiento. Véase también Ejercicio
adaptaciones neurales, 114-120
de resistencia. Véase Entrenamiento de
fuerza
Entrenamiento específico, tronco, 264, 265
Entrenamiento complejo, 120
Entrenamiento de fuerza, 84-91. Véase tam-
bién Levantamiento de pesas
adaptaciones neuronales, 114-115, 115
componentes del programa, 85
Dominio de tiempo, electromiografía, 121, 122
Dorsiflexión, 15, 16, 210, 212, 218, 221
E
Ecuaciones de aceleración constante, 312-
313, 313
Efecto Magnus, 360
Eje anteroposterior, 18, 18
Eje longitudinal, 18, 18
Eje mediolateral, 18, 18
Eje Z, 392, 393
Ejercicio
acondicionamiento
para codo y antebrazo, 152-154, 153
para dedos y muñeca, 159-160, 161
para el tejido conectivo, 93
para el tobillo/pie, 222-, 223
para el tronco, 260-264, 261-263
entrenamiento principal específico,
264, 265
extensores, 260-263, 261-262
flexibilidad y, 264
flexores, 260, 261, 263
flexores laterales, 262, 263-264
rotadores, 262, 263-264
para la articulación de la rodilla, 196,
205-207
para los músculos de la cadera, 189,
190-191
para los músculos del hombro, 142,
143-144
estiramiento. Véase Ejercicios de estira-
miento
fortalecimiento. Véase Entrenamiento de
fuerza; Levantamiento de pesas
intensidad, reclutamiento de unidades
motoras e, 107, 107
pliométrico, 83, 83, 118-120, 119
Ejercicio de cadena cinética, 90, 91
Ejercicio de cadena cinética abierta, 90-91, 91
Ejercicio de cadena cinética cerrada, 90, 91
Ejercicio excéntrico, riesgo de lesión, 91, 92
Ejercicio isocinético, 90, 90
Ejercicio isométrico, 89
Ejercicio isotónico, 89, 89-90
Ejercicio pilométrico, 83, 84, 119-120, 119
Ejercicios de acondicionamiento
para codo y antebrazo, 153
para dedos y muñeca, 159-160
para el tronco, 261-263
entrenamiento principal, 265
extensores, 261-262
flexores, 261, 263
flexores laterales, 262
rotadores, 262
para la articulación de la rodilla, 196
para músculos de la articulación de la
cadera, 190-191
para músculos del hombro, 143-144
Ejercicios de estiramiento, 116-120
balísticos, 116
estático, 116
facilitación neuromuscular propioceptiva
después del, 117-118, 118
para el codo y el antebrazo, 152, 153
para el tobillo/pie, 222, 223
para el tronco, 260-264, 261-263
entrenamiento específico, 264, 265
ligamentos, 155
potencial de lesión, 160, 162
Déficit bilateral, inducido por entrenamiento,
115
Deformación
hueso, 45-46, 46, 47t
medición de, 27
normal, 39, 39
por cizallamiento, 39, 39
residual, 27
Deformidad de botuonero o Boutonnière, 160
Dendritas, 102, 102
Densidad mineral ósea, actividad física y,
34-35
Densidad, líquido, 357
Depresión, 14, 15, 132
Desaceleración, 299
Descriptores del movimiento anatómico,
10-16
movimientos básicos, 12-14, 12-14
movimientos especializados, 14-16, 15
nombres de los segmentos, 10, 10
resumen, 16t
términos anatómicos, 10, 10-12, 11
Desplazamiento
angular, 328, 328
lineal, 293-295, 294, 295
relación entre angular y lineal, 331,
331-334
Despolarización, 67, 105
Diáfisis, 32, 36
Diagrama de cuerpo libre, 363, 363-364, 364
Diagramas ángulo-ángulo, 334-335, 335,
336
Diferenciación lineal, 301
Diferencias de género, cintura pélvica, 173, 173
Dinámica
aplicaciones, 422, 422
inversa, 367, 421
movimiento angular, 420-422, 421, 422
movimiento lineal, 366-368, 367
versus estática, 9
Dirección anatómica, 11, 11-12
Disco. Véase Disco intervertebral
Disco intervertebral
anatomía y función, 243, 243-244
cargas compresivas, 244, 273
contenido de agua, 243
degeneración, 266, 266
lesión, 244, 264, 266, 268
movimientos y fuerzas, 244-245, 244
Disco lumbar, protrusión de, 264
Diseño de silla, trabajo en posición sentado,
259
Dispositivo en trineo de tracción, 356, 356
Distancia
angular, 328, 328
lineal, 293, 294
Dolor de espalda
etiología, 264, 266, 268, 264-268
prevención, 264, 265
Dolor de rodilla, 208
Dolor femororrotuliano
ejercicios de extensión para el, 205
síndrome, 208
Dolor miofascial, espalda baja, 267
Dominio de frecuencia, electromiografía,
121, 122

490. 478 ÍNDICE ALFABÉTICO ALFABÉTICO DE MATERIAS
Facilitación neuromuscular propioceptiva,
117-118, 118
Factor de seguridad, relación tensión-defor-
mación, 28
Factores de tiempo, análisis cinemático, 287
Fallo óseo, 37, 37
Fascia plantar, 215-216, 216
Fascículo, 65, 66
Fascitis plantar, 224
Fase de apoyo (postura) de la marcha, 304, 304
Fase de frenado, 379
Fase de propulsión, 379
Fase sin apoyo (de balanceo) de la marcha,
304, 304
Fatiga, efectos neurales de la, 115
Fémur, 42, 178, 179, 193, 195
Férulas tibiales, 42
Fibra de bolsa nuclear, 109, 110
Fibra de cadena nuclear, 109, 110
Fibras extrafusales, 113
Fibras intrafusales, huso muscular, 109
Fibras musculares
anatomía, 64, 66
configuraciones paralelas, 63,63
configuraciones peniformes, 63, 64
contracción lenta (tipo I), 65
contracción rápida intermedia, 65
de contracción rápida (tipo II), 65
relación fuerza-velocidad, 79
relación longitud-tensión, 81, 81
tipos, 65, 82
Fibrocartílago, 48
Flexibilidad y ejercicios de los músculos del
tronco, 264
Flexión, 12, 12
horizontal, 14-15, 15
radial, 15
cubital, 15
lateral, 14, 15
plantar, 15, 15
Flexión cubital, 15
Flexión horizontal, 15, 15
Flexión lateral, 14, 15
Flexión lateral derecha, 14, 15
Flexión lateral izquierda, 14, 15
Flexión plantar, 16, 15, 212, 217, 221
Flexión radial, 15
Flexión sacra, 176, 176
Flujo laminar, 358, 358
Flujo separado, 358, 358
Flujo turbulento, 358, 359
Forámen vertebral, 245
Fortaleza
definición, 85
desarrollo, 43, 43
tejido óseo, 36, 37
Fosa coronoidea, 147
Fosa glenoidea, 135
Fractura
de Bennett, 160
de saltador de obstáculos, 192
epifisiaria, 43, 43
espiral, 44, 45
osteocondral, 225
osteoporosis y, 35
por avulsión, 42, 42
por bota de esquiar, 43, 44
por cizallamiento, 42-43
Escoliosis, 260
Escotadura intercondilar, 194
Escotadura troclear, 147
Esguince por inversion, 42
Espacio, x, y, z, 285
Espalda, levantamiento con la, 263
Espina. Véase Columna vertebral
Espondilolisis, 41, 266, 267
Espóndilolistesis, 42, 266, 267
Esqueleto apendicular, 10, 10, 32
Esqueleto axial,, 10, 10, 32
Estabilidad, factores que afectan la,
418-419, 419
Estabilización espinal, 257
Estática
aplicaciones, 420, 420-421
movimiento angular, 415-421, 415-421
movimiento lineal, 364-366, 365-367
versus dinámica, 9
Estiramiento estático, 116
Estiramiento, flexibilidad y, 116-118, 117
Estrés
cizallamiento, 39, 39
medición del, 27-28
normal, 39, 39
Estrés por cizallamiento, 39, 39
Estrógeno, osteoporosis y, 36
Eversión, pie, 15, 16, 212-213, 217, 221
Extremidad superior
anatomía funcional, 131-167
articulaciones del codo y radiocubital,
146-154
complejo del hombro, 132-146
muñeca y dedos, 154-162
ejercicios pliométricos, 119-120, 119
en el lanzamiento, 162-165, 163-164
en el swing de golf, 164, 164-165
fuerzas y movimientos articulares, 165
nervios, 101
preguntas de repaso, 167-169
Extensibilidad muscular, 61-62
Extensión, 12, 12
horizontal, 14, 15, 15
Extensión sacra, 176, 176
Extremidad inferior
al subir y bajas escaleras, 225-226, 226
anatomía funcional, 172-234
articulación de la rodilla, 193-209
complejo pelvis-cadera, 173-193
tobillo y pie, 209-225
ángulos articulares, 324-327,
325-327
ejercicios pilométricos, 119-120, 119
en el ciclismo, 229-230, 229
en la locomoción, 226-227, 226-229
fuerzas articulares, 230-232
cadera, 230
rodilla, 230-231
tobillo y pie, 231, 231
nervios, 101
preguntas de repaso, 234-236
Extremo local en la curva de posi-
ción-tiempo, 296, 296
F
Fascia toracolumbar, 251
Facilitación autogénica, 112
entrenamiento multivector, 91
especificidad, 85-86, 87, 115
hipertrofia del músculo esquelético
durante, 85, 85
intensidad, 86
intervalos de reposo, 87
modalidades
cadena cinética cerrada y abierta, 91, 91
entrenamiento funcional, 90-91
isocinético, 90, 90
isométrico, 89
isotónico, 89, 89-90
para el codo y el antebrazo, 152, 153
para el tobillo/pie, 221-222, 223
para el tronco, 260-264, 261-263
entrenamiento específico, 264, 265
extensores, 260-263, 261-262
flexibilidad y, 264
flexores, 260, 260, 262
flexores laterales, 262, 263-264
rotadores, 262, 263-264
para la articulación de la rodilla, 196,
204-205
para los dedos y la muñeca, 159, 159
para los músculos de la cadera, 189, 190-
191
para los músculos del hombro, 142, 143-
144
para los no atletas, 88-89
principios, 85-89, 87, 88t
progresión de la fuerza durante, 86
volumen, 87-88
Entrenamiento de resistencia. Véase
Entrenamiento de fuerza
Entrenamiento funcional de resistencia, 90-91
Entrenamiento multivector de resistencia, 91
Epicondilitis, 154, 160
lateral, 154, 160
medial, 154, 160
Epicóndilo lateral, 147
Epicóndilo medial, 147
Epicóndilos, 147, 194
Epífisis, 32, 36
Epífisis femoral,
capital deslizada, 192
distal, 208
fractura, 43, 43
Epimisio, 65, 66
Equilibrio, 415
estable, 418
estados de, 418-419, 419
inestable, 418
neutral, 419
Equino, 218
Erector de la columna, 253, 256, 268
Ergonomía, electromiografía aplicada a la,
123
Escafoides, 155, 155-156
Escalas, análisis de cinemática, 287
Escápula
anatomía y características funcionales, 133,
134
bursitis, 145
lesiones, 145
movimientos, 133-134, 134
descriptores, 14, 15
relación con el brazo de movimiento,
137, 138

491. ÍNDICE ALFABÉTICO ALFABÉTICO DE MATERIAS 479
como músculo biarticular, 78, 79
lesiones, 207
H
Hueso ectópico, antebrazo, 154
Hill, A. V., 304-305
Hiperabducción, 13, 13
Hiperaducción, 13, 13
Hiperextensión, 12, 12
Hiperflexión, 12, 12
Hiperpolarización, 67, 105
Hipertrofia muscular durante el entrena-
miento de resistencia, 85, 85
Histéresis, 29, 29
Hueso, 29-47. Véase también Tejido óseo
actividad física y, 34-35
cargas sobre el, 39-45
combinado, 44-45, 45, 46
cortical, 30-32, 32
corto, 32-33, 33
esponjoso, 32, 32
fuerzas de cizallamiento, 40, 40t,
42-43, 43
fuerzas de compresión, 40-41, 41, 40t
fuerzas de doblamiento, 40, 40t, 43-44,
44
fuerzas de tensión, 40, 40t, 41-42, 42
fuerzas de torsión, 40, 40t, 44, 45
clasificación anatómica, 32-33, 33, 36
curva de tensión-deformación, 37, 38, 70
ectópico, antebrazo, 154
estructura macroscópica, 30-36
fallo, 37, 38
formación, 33-36
irregular, 32, 33
largo, 32, 33, 34, 36
modelación, 34
osificación, 34
pérdida de, 36
plano, 33, 36
principal, 31
propiedades mecánicas, 36-47
remodelación, 34
resorción, 34
sesamoideo, 33
tensión, 45-47, 46, 47t
transmisión de las fuerzas musculares al,
68-70, 69, 70
umbral de lesión, 46, 46
Húmero
cabeza del, 135
fractura espiral del, 44, 45
Huso muscular, 109-113, 110-113
I
Ilion, 174
Iliopsoas, 256
Impulso
angular, 399, 400, 401, 422-423
de un objeto, 351
lineal, 368
relacionado con el impulso, 368-370,
368-370, 423
Impulso angular remoto, 401
Inactividad física
densidad mineral del hueso y, 35
efectos sobre el músculo, 93
composición, 348, 349
concurrente, 348, 366
coplanar, 348
de arrastre, 358-359, 358, 359
de cizallamiento, 40, 40t, 42-43, 43, 375
de compresión, 40-41, 40-42, 40t
de contacto, 352-363
de doblamiento, 40, 40t, 43-44, 44
de esfuerzo, 410
de fricción, 354-357, 355-356
de inercia, 362
de levantamiento, 360-362, 360-362
de no contacto, 351-352
de reacción articular, 354-355, 354
de reacción del suelo
descripción, 352-354, 353, 354
para caminar y correr, 377-380, 377-
381
para el swing de golf, 381-382, 381-382
para la propulsión en silla de ruedas,
308, 308
de resistencia, 410
de resolución, 348-350, 349
de tensión, 40, 40t, 41-42, 42
definición, 7, 347
distribución, 376-377, 377
efectos
durante la distancia, 371-375
durante un periodo, 368-370
en un instante en el tiempo, 364-368
elástica, 362-363
excéntrica, 394
hueso sobre hueso, 354
muscular. Véase Fuerza muscular
tipos de, 351-363
torsional, 40, 40t, 44, 45
Fuerza muscular, 362, 362
control neural, 106-108, 107, 108
electromiografía, 122-123, 123
generación de, 67-71, 68-71
influencias de los tendones, 70
salida, tipo de fibras y, 85
transmisión al hueso, 68-70, 70, 69
Fuerzas articulares
extremidad inferior, 230-232
extremidad superior, 165
tronco, 269-271, 273-274, 273
Fuerza-tiempo, características en el tendón,
70
Funciones trigonométricas, 445-448, 446-
447, 446t-447t
Fynes, Savatheda, 305, 305
G
Gamma, escaneo, 404
Ganglios, 102, 102
Gastrocnemio, 78, 218
Genu valgo, 199, 199
Genu varo, 199, 199
Giro, radio de, 398, 398t
Grado de libertad, 16t, 20
Grado, en cinemática angular, 320, 320
Gravedad
centro de, 352, 402
ley de, 352
Greene, Maurice, 306
Grupo de los isquiotibiales, 201
por compresión, 40-41, 41
por doblamiento, 43-44
por estrés (fatiga), 45-47, 46, 47t
por tensión, 41-42
torsional, 44, 45
traumática, 45
Fractura de Bennett, 160
Fractura de Colles, 160
Fractura del trocánter menor, 193
Fractura epifisiaria, 43, 43
Fractura espiral, 44, 45
Fractura metatarsiana, 42, 225
Fractura osteocondral, 225
Fractura por avulsión, 42, 42
Fractura por bota de esquiar, 43, 44
Fractura por cizallamiento, 42-43
Fractura por compresión, 40-41, 41
Fractura por doblamiento, 43-44
Fractura por estrés, 45-47, 46, 47t
Fractura por fatiga, 45, 46, 47t
Fractura por tensión, 41-42
Fractura por torsión, 44, 45
Fractura traumática, 45
Fricción, 355-357, 355-356
cinética (translacional), 355
coeficiente de, 355-356, 357
rotacional, 355
Fricción cinética, 355
Fricción rotacional, 355
Fricción traslacional, 355
Fuerza centrípeta, 375, 375
Fuerza colineal, 349
Fuerza concurrente, 348, 366
Fuerza coplanar, 348
Fuerza de agarre, 159, 159
Fuerza de arrastre, 358-359, 358, 359
Fuerza de cizallamiento, 40, 40t, 42-43, 43,
375
Fuerza de compresión, 40-41, 40-41, 40t
Fuerza de compresión femororrotuliano, 231
Fuerza de compresión tibiofemoral, 230
Fuerza de contacto, 352-363
Fuerza de esfuerzo, 410
Fuerza de gravedad en el movimiento de
proyectil, 309
Fuerza de inercia, 362
Fuerza de levantamiento, 360-361, 360-361
Fuerza de no contacto, 352
Fuerza de reacción de suelo (FRS)
descripción, 352-354, 353, 354
para caminar y correr, 377-380, 377-381
para el swing de golf, 381-382, 381-382
para la propulsión en silla de ruedas,
307-308, 308
Fuerza de reacción articular, 354-355, 354
Fuerza de resistencia, 410
Fuerza de torsión, 40, 40t, 44, 45
Fuerza elástica, 362-363
Fuerza excéntrica, 394
Fuerza hueso sobre hueso, 354
Fuerza(s)
actuando sobre el cuerpo, 347t
actuando sobre un sistema, representación,
363, 363-364, 364
articular. Véase Fuerzas articulares
características, 347-348, 348
centrípeta, 375, 375
colineal, 348, 349

492. 480 ÍNDICE ALFABÉTICO ALFABÉTICO DE MATERIAS
fuerzas articulares, 231, 231
movimiento del retropié, 338
músculos del tronco en la, 269
parámetros de la marcha, 302, 302-303,
303t
variaciones en la velocidad durante la,
306, 306
Locomoción con pie descalzo, beneficios
de la, 222
Lordosis
cervical, 260
lumbar, 259
Lumbalgia
etiología, 264, 266, 266-268, 268
prevención, 264, 265
M
Mano
acciones musculares, 155-156, 157-159,
158
articulaciones
anatomía y características funcionales,
155-157, 155-156
movimientos combinados, 157
como segmento, 10, 10
descriptores del movimiento, 16t
ejercicios de acondicionamiento, 159-160,
161
fuerza, 159, 159
ligamentos, 155
potencial de lesión, 160, 162, 162
Marco de referencia absoluto, 17, 17
Marco de referencia, absoluto versus relativo,
17-18, 17
Marco de referencia relativo, 17, 17
Masa, centro de. Véase Centro de masa
Material adaptable, curva de tensión-defor-
mación, 29, 29
Material elástico, curva de tensión-deforma-
ción, 27, 28
Material frágil, curva de tensión-deforma-
ción, 29, 29, 38, 38
Material rígido, curva de tensión-deforma-
ción, 29, 29
Material viscoelástico, curva de tensión-de-
formación, 28-29, 29
Material dúctil, curva de tensión-deforma-
ción, 37, 38
Mecanismo de tornillo, 200-201
Medición de prueba de materiales, 356, 356
Medición, unidades de, 287, 441, 442t-443t
Médula espinal, 100, 100
Membrana interósea, 147
Membrana sinovial, 49, 50
Menisco
anatomía y función, 48, 196, 194-196
lesiones, 49, 208
Meseta tibial, 194
Metáfisis, 32, 36
Metal, curva de tensión-deformación, 37, 38
Metatarsalgia, 225
Método de primera distancia central
para calcular la aceleración, 299, 300t, 300
para calcular la velocidad, 294, 294-295
Microtrauma, 45
Mielinización, 103
Minerales, hueso, 30
Miofibrilla, 65, 66
Índice de inervación, 103
Índice isquiotibial a cuádriceps, 205
Inercia
ley de, 350, 395-399, 396-398
momento de, 397
Inhibición recíproca, 112
Inmovilización
efectos sobre el músculo, 93
osteoartritis por, 53
Insuficiencia activa, 79
Insuficiencia pasiva, músculo biarticular,
78-79
Integración, 301-302, 301
Interneuronas, 108, 108
Inversión del pie, 15, 16, 213, 217, 221
Irritabilidad muscular, 61
Isquion, 174
J
Jones, Marion, 305, 305
K
Kinesiología
biomecánica versus, 4-5
definición, 4
L
Labrum glenoideo, 135
Lámina, 30-31
Lanzar
contribución muscular de la extremidad
superior, 162-165, 163-164
lesiones, 146
lesiones del codo, 154
movimientos en múltiples planos, 20, 21
rotación de la articulación del hombro,
141, 141
Lanzar con la mano. Véase Lanzar
Látigo, 267
Lesión del nervio cubital, 162
Lesión(es).
de radio, 160
en hueso
ejemplos, 47, 47t
umbral, 47, 46
en músculo
causa y sitio, 91-92, 92
prevención, 92-93
por sobreuso. Véase Lesiones por sobreuso
riesgo, ejercicio excéntrico y, 91-92, 92
Lesiones por sobreuso
articulación acromioclavicular, 142
codo, 154
extensores de la muñeca, 154
manos y dedos, 160
zapato para correr y, 338
Levantamiento. Véase también Levantamiento
de pesas
diagrama de cuerpo libre, 413, 414, 420,
420
técnica apropiada de, 259, 268, 268
Levantamiento de pesas. Véase también
Entrenamiento de fuerza
diagrama de cuerpo libre, 420, 420
fractura por compresión, 41
programa de entrenamiento, volumen de
trabajo, 88
relación fuerza-velocidad, 79
técnica apropiada, 259, 268, 268
Levantamiento propulsivo, 360
Ley de acción-reacción, 351, 351, 402
Ley de aceleración, 350-351
Ley de aceleración angular, 399-402, 400-
401
Ley de conservación de la energía, 373
Ley de cosenos, 323
Ley de gravedad, 352
Ley de inercia, 350, 395-399, 396-398
Ley de Wolff 34
Leyes del movimiento
análisis angular utilizando, 413-424
análisis lineal utilizando, 364-375
análogos angulares, 395-410
descripción, 350-351, 351
Ligamento (s), 48
acromioclaviculares, 133
amarillo, 245
anterior longitudinal, 244
astragaloperoneo, esguince de, 224
avulsión, 42, 42
calcaneoperoneo, esguince del, 224
capsulares, 48
colateral cubital, 147, 149
colateral lateral, 147, 149, 149, 196
lesiones, 207
colateral medial, 147, 149, 196
lesiones, 207
colateral radial, 147, 149, 149
colaterales, 147, 149, 149, 196, 207
coracoacromial, 133
coracoclavicular, 133
coracohumeral, 135
cruzado anterior, 194, 197, 198
lesiones del, 207
cruzado posterior, 196, 197, 198
lesiones, 207
cruzados, 196, 197, 198, 207
curva de tensión-deformación, 49, 49
deltoideo, esguince del, 224
extracapsulares, 48
flexibilidad y, 116
glenohumeral, 135
iliofemoral, 180
interespinoso, 245
interóseos, 214
intertransverso, 245
intraarticulares, 48
isquiofemoral, 180
longitudinal posterior, 244
púbico, 174
pubofemoral, 180
reparación, rehabilitación, 205
supraespinoso, 251
Línea de acción, 72, 73, 348
Línea secante, 296, 296
Locomoción
cambios angulares clínicos, 338
cinemática angular, 336, 337
cinemática lineal, 302-306, 302-307, 303t
cinética angular, 427-429, 428-429
cinética lineal, 377-380, 377-381
curva de velocidad, 304-306, 304, 305
en pie descalzo, beneficios, 222
extremidad inferior en la, 226-227, 226-
229

493. ÍNDICE ALFABÉTICO ALFABÉTICO DE MATERIAS 481
Músculo radiado, 63, 63
Músculo unipenado, 63, 65
Músculos agonistas, 74, 74
Músculos antagonistas, 75, 75
Músculos concéntricos, acciones de los, 75, 75
comparación con acciones excéntricas e
isométricas, 76, 76-77, 77
preestiramiento para, 83, 83, 84
relación entre fuerza y velocidad, 79, 80
Músculos del abdomen, 65, 66
Músculos del manguito rotador, 135, 139,
140
lesiones, 145-146
Músculos estabilizadores, 74, 74
Músculos intrínsecos del pie, 221, 222
Músculos neutralizadores, 74, 74
Músculos oblicuos, 256, 258
Músculos oblicuos externos, 256
Músculos paralelos, 63, 63
Músculos peroneos, 221
Muslo
acciones musculares, 184-188, 185-186
abducción, 187, 188
aducción, 187, 188
extensión, 184, 186
flexión, 184
rotación, 188
cinemática angular, 329t, 330, 331
como segmento, 10, 10
compartimentos, 62, 63
descriptores del movimiento, 14, 15, 16t
ejercicios de acondicionamiento, 189,
190-191
fuerza, 188-189
movimientos, 182, 182
pelvis y movimiento combinado, 176, 176,
182, 183
N
Natación, 162
Nervios espinales, 100-101, 101
Neuroma de Morton, 225
Neurona aferente, 110-112
tipo Ia primaria, 110, 111, 111-112, 112
tipo II secundaria, 110, 111, 112
Neuronas. Véase también Motoneuronas
aferente, 110-112
tipo Ia primaria, 110, 111, 111-112,
112
tipo II secundaria, 110, 111, 112
estructura, 102
sensorial, 101
Neuronas sensoriales, 101
Newton, 350
Newton, Isaac
ley de gravedad, 351
leyes del movimiento, 350-351, 351
Nike Sports Science Laboratory, 356, 357
Niños, trastornos de la cadera en, 192
Nódulos de Schmorl, 266
Nombres de segmentos, 10, 10
Núcleo pulposo, 243
Nutación, 176, 176
O
Olécranon, apófisis del, 147
apofisitis por tracción, 154
Miosina, 66, 66
Miositis osificante del antebrazo, 154
Modelo de Hanavan, 404, 405
Modelo muscular de Hill, 70, 71
Módulo elástico, 27, 27
Momento angular, 399
conservación del, 399-400
local, 401
remoto, 401
Momento de fuerza. Véase Torque
Momento de inercia, 395-399, 396
Momentos, extremidad superior, 165
Motoneurona alfa, 104
Motoneurona gamma, 109-110, 110, 112,
112
Motoneuronas, 102-108
alfa, 103
estructura, 102-103, 102
gamma, 109, 110, 112-113, 113
Movimiento
angular (rotacional), 6-7, 7, 319, 319
curvilíneo, 284, 284
de proyectil. Véase Movimiento de pro-
yectil
en línea recta, 284, 284
general, 319, 319
leyes de. Véase Leyes del movimiento
lineal (de traslación), 6-7, 6, 7, 284, 284
planar, 285
rango de, 116-117
Movimiento angular (rotacional), 6-7, 7,
319, 319
Movimiento articular
deslizamiento, 20
grados de libertad, 16t, 20
Movimiento curvilíneo, 284, 284
Movimiento de proyectil
cambios energéticos, 373, 373
cinemática lineal, 309-312, 309-311, 310t
ecuaciones de aceleración constante, 312-
313, 313
factores que influyen al, 309-312, 309-
311, 310t
fuerza de gravedad sobre el, 309
optimización del, 312
trayectoria, 309, 309
Movimiento en línea recta, 284, 284
Movimiento general, 319, 319
Movimiento lineal (de traslación), 6-7, 6, 7,
284, 284
con movimiento rotatorio, 319
Movimiento planar, 285
Movimiento rectilíneo, 284, 284
Movimiento rotacional, 6-7, 7, 319, 319
Movimientos de deslizamiento, 20
Movimientos en el plano frontal, 19, 20
Movimientos en el plano sagital, 19, 19
Movimientos en el plano transverso, 19, 21
Movimientos sincrónicos, 108
Multífido, 253, 257
Muñeca
acciones musculares, 155-156, 157-159,
158
articulaciones
anatomía y características funcionales,
155-157, 155-156
movimientos combinados, 157
descriptores del movimiento, 15, 15
ejercicios del acondicionamiento, 159-
160, 161
ligamentos, 155
potencial de lesión, 154, 160, 162, 162
rango de movimiento, 156
Músculo
acciones. Véase Acciones del músculo
acciones musculares y, 79, 79
activación neural, fuerza de salida y, 82
anatomía, 65, 66
ángulo de, 72-74, 73, 74
ángulo de penación, 64-65, 64
área de corte transversal, 64, 80
arquitectura, 63-65,63
atrofia, 93
contracción, 68, 68, 69
contractilidad, 61
curva de tensión-deformación, 70
desarrollo de torque, 72, 73
dolor después del ejercicio, 92
dos articulaciones, 78-79, 79
elasticidad, 62
estructura, 62-66, 63-66
extensibilidad, 61-62
fatiga, electromiografía, 123, 123
fibras. Véase Fibras musculares
fortalecimiento. Véase Entrenamiento de
fuerza
funciones, 63
generación de fuerza. Véase Fuerza
­muscular
grupos, 63,63 hipertrofia durante el entrenamiento de
resistencia, 85, 85
ilustración, 6
irritabilidad, 61 lesión
causa y sitio, 91-92, 92 inactividad y, 93 prevención, 92-93
longitud, completa 84 modelo mecánico, 70-71, 71 origen versus inserción, 71-72, 72
papeles, 72-79 poder, 424-426, 426 precarga, 82-83, 83, 84
relaciones fuerza-velocidad, factores que
influencian las, 80-84, 81-84
sarcopenia, 83-84 tipos, 61 una articulación, 78 uniones, 71-72, 71 volumen, 64
Músculo bipeniforme, 63, 64
Músculo circular, 63, 63 Músculo convergente, 63, 63 Músculo de dos articulaciones, 78-79, 79
riesgo de lesión, 91, 92
Músculo de una articulación, 77-78 Músculo en banda, 63, 63 Músculo esquelético. Véase Músculo, entra-
das
Músculo estriado, 61 Músculo fusiforme, 63, 63 Músculo multipenado, 63, 64
Músculo oblicuo interno, 256, 258 Músculo plano, 63, 63 Músculo peniforme, 63, 64

494. 482 ÍNDICE ALFABÉTICO ALFABÉTICO DE MATERIAS
extremidad inferior, 230-232
extremidad superior, 167-169
sistema esquelético, 55-56
sistema muscular, 94-96
sistema nervioso, 124-126
terminología básica, 22-23
tronco, 275-277
Presión, 376-377, 377
Primer arco
hipermobilidad, 214
plantar flexionado, 214, 218
Principio de Bernoulli, 360
Principio todo o nada, 104
Pronación, 15, 15, 16, 147
medición, 326, 327
pie, 212, 213, 213, 217, 221, 221
Propiedades mecánicas de los tejidos corpo-
rales, medición de las, 26-29, 26-31
Propioceptores, 109
Propulsión en silla de ruedas
cinemática angular, 340-341, 340
cinemática lineal, 307-308, 308
cinética angular, 431-432, 431-432
cinética lineal, 382-383, 383
estilos de propulsión, 307-308, 308
parámetros de ciclo, 307-308, 308
Proteoglucano, 48
Protracción, 14, 15, 133, 134
Prueba de sentarse-alcance, 264
Psoas, origen versus inserción, 72, 73
Pubis, 174
Pulgar
articulación carpometacarpiana, 156-157
articulación interfalángica, 157
articulación metacarpofalángica, 157
descriptores del movimiento, 16t
músculos, 155, 159
Punto de aplicación, 348
Punto de apoyo, 30, 410
Punto de fallo, 29, 29
Punto de separación, 358, 359
Punto de vencimiento, 29, 29
Punto pivote, 268
R
Radián, 320, 320-321
Radio de giro, 398, 398t
Radio de rotación, 331
Rango de movimiento, 116-117
Rango de movimiento activo, 116
Rango de movimiento pasivo, 116
Receptores sensoriales, 108-114
huso muscular, 109-113, 110-113
órgano tendinoso de Golgi, 113, 114
reflejos y, 108, 109, 110
táctil y articular, 114, 114
Receptores sensoriales articulares, 114, 114
Receptores sensoriales táctiles, 114, 114
Rectificación, 121, 122
Recto femoral, 78, 78, 201
Reflejo
de cuello tónico, 109, 110
estiramiento, 109, 112, 112
estiramiento inverso, 113
extensor cruzado, 109, 110
flexor, 109, 110
miotáctica, 112, 112
Olécranon, fosa del, 147
Optimización de forma, 359, 359
Optoeléctricos, sistemas de alta velocidad,
284
Ordinal, 285
Órgano tendinoso de Golgi, 113, 114
Origen del marco de referencia, 17-18
Osificación, 34
Osteoartritis, 52-53, 54
articulación de la cadera, 193
articulación del tobillo, 225
articulaciones apofisiarias, 266
Osteoblasto, 30
Osteocito, 30
Osteoclasto, 30
Osteocondritis disecante, 154, 225
Osteona, 31
Osteoporosis, 35-36
P
Palanca(s)
de primera clase, 410-411, 411, 412, 415
de segunda clase, 411, 412
de tercera clase, 412-413, 412-413
definición, 410
ilustraciones, 410, 410, 411
ventaja mecánica, 410-411
Palos de golf, posiciones angulares, 339
Paso, definición, 302, 302
Pata de ganso, 204
Patada de soccer, 360, 361
Pellizcamiento, 159
Pelvis, tronco y, movimiento combinado,
252, 253
Pendiente, velocidad y, 293, 294
Perimisio, 65, 66
Periodización, entrenamiento de resistencia,
88
Periosteo, 32, 36
Periostitis, 224
Peroné, 209, 210
Peso de un objeto, 352
Pico activo, 378
Pico de impacto, 354, 378
Pico pasivo, 378
Pie. Véase también Tobillo; Antepié, entradas;
Retropié, entradas
acciones musculares, 218-221, 219-221
amputación del, análisis de tensión-defor-
mación, 26, 27
arcos, 214-217, 216
articulación astragalocrural, 209-212, 210
articulación mediotarsiana, 210, 214, 213
articulación subastragalina, 210, 212-213,
212, 213
articulaciones de la parte media del pie,
210, 214
articulaciones, anatomía y características
funcionales, 209-214
características de movimiento, 217
cavo, 217
como segmento, 10, 10
descriptores del movimiento, 15, 15, 16t
ejercicios de acondicionamiento, 222,
223
eversión/inversión, 15, 16, 212-213, 217,
221
fascia plantar, 215-216, 216
fuerza, 221-222
fuerzas articulares, 231, 231
función, alineamiento y, 217-218
ligamentos, 209-210, 211
músculos intrínsecos, 221, 222
plano, 217
potencial de lesión, 224-225
pronación, 212, 212, 213, 218, 221, 221
rango de movimiento, 183-184
rodilla y movimientos combinados, 217
supinación, 212-213, 213
Pierna
como segmento, 10, 10
descriptores del movimiento, 16t
Pincipio de tamaño, reclutamiento de unida-
des motoras, 106
Placa motora terminal, 67, 102, 103
Placa terminal articular, 49
Placas epifisiarias, 34
Plano cardinal, 18, 18
Plano coronal, 18, 18
Plano frontal, 18, 19
Plano horizontal, 18, 18
Plano no cardinal, 18, 19
Plano sagital, 18
Plano transverso, 18, 18
Plano x-y, 285
Plano(s), anatómicos, 18-21, 18-21
Plantar, 218
Plantar, fascia, 215-216, 216
Plantar, fascitis, 224
Plataforma de fuerza, 353, 353
Plexo nervioso braquial, trauma al, 145
Plica, 198
lesión, 209
Poder
angular, 424-426, 425
muscular, 424-426, 425
y trabajo, 80, 371-372
Poder angular, 424-426, 425
Porosidad, hueso, 30
Posición
anatómica, 11, 11-12
angular, 328
lineal, 293
Posición cero, 10, 10
Posición de inicio anatómica, 10, 10
Posición fundamental de inicio, 10, 10
Posición o dirección anatómica, 11, 11-12
Posiciones de referencia, comienzo, 10, 10
Postura
al trabajar, 259
desviaciones de la, 259-260, 259
ponerse de pie, 258
sentarse, 258-259
Potencial de acción, 67, 103, 103, 105
Potencial en reposo, 67
Potencial local graduado, 108, 108
Precarga, 82-83, 83, 84
Preestiramiento
efectos naturales, 115
técnica, 82, 84, 118
Preguntas de repaso
cinemática angular, 342-345
cinemática lineal, 315-317
cinética angular, 434-437
cinética lineal, 385-387

495. ÍNDICE ALFABÉTICO ALFABÉTICO DE MATERIAS 483
receptores sensoriales, 108-114
unidades motoras, 103-106, 104, 105
Sistema nervioso central, 100, 100
Sistema nervioso periférico, 100-101, 101
Sistemas de referencia, 17-21, 18-21
2D, 285, 285, 286, 286
3D, 286, 286
planos y ejes, 18-21, 18-21
recopilación de datos cinemáticos, 284-287,
285-287
relativo versus absoluto, 17-18, 17
Sistemas de refuerzo, 420, 421
Sitios de unión, en hueso, 29
Sobrecarga progresiva, 87
Sóleo, 218
Soma, 102, 102
Subir y bajar escaleras, extremidad inferior
en, 225-226, 226
Suma de Riemann, 302
Supinación, 15, 15, 16, 147
medición de, 326, 327
pie, 213, 213
Swing de golf
características de doble péndulo, 338, 340
características del swing, 307-308, 308
cinemática angular, 338-340, 339, 340
cinemática lineal, 307-308, 308
cinética angular, 429-431, 430
cinética lineal, 381-382, 381-382
comparación del largo de los palos, 332, 332
contribución muscular de la extremidad
superior, 164, 164-165
velocidad y aceleración del palo, 307, 307
T
Tangente, 321-322
inversa, 322
Tasa de codificación de unidades motoras,
107-108, 108
Técnica circular, propulsión en silla de rue-
das, 308, 308
Técnica de bombeo, propulsión en silla de
ruedas, 308, 308
Técnica de codificación de vector modifi-
cado, 335, 336
Tejido conectivo
como fuente de dolor muscular después
del ejercicio, 92
ejercicios de acondicionamiento, 93
Tejido óseo
cambios durante la vida, 34
características anisotrópicas, 38, 38
características biomecánicas, 29-36
características viscoelásticas, 38, 39
composición, 30
fuerza, 37, 37
desarrollo, 43, 43
funciones, 29-30
rigidez, 37-38, 38
Tejido óseo. Véase Hueso
Tejidos blandos, flexibilidad y, 116
Tejidos corporales, análisis estructural,
26-29, 26-29
Tendinitis bicipital, 146
Tendón
análisis de tensión-deformación, 26, 26
características, 68-70, 70, 71
propioespinal, 109, 110
enderezamiento laberíntico, 109, 110
simple, 109, 109
supraespinal, 109, 110
Reflejo cruzado anterior, 109, 110
Reflejo de enderezamiento laberíntico, 109,
110
Reflejo de estiramiento, 109, 112, 112
inverso, 113
Reflejo flexor, 109, 110
Reflejo miotáctico, 112, 112
Reflejo proprioespinal, 109, 110
Reflejo simple, 109, 109
Reflejo supraespinal, 109, 110
Reflejo tónico del cuello, 109, 110
Reflejos, 109, 110
Región elástica, curva de tensión-deforma-
ción, 27, 27
Región plástica, curva de tensión-deforma-
ción, 27, 27-28, 38
Regla de la mano derecha, 327, 327
Relación tensión-deformación
al trotar, 28, 28
factor de seguridad, 28
Relación impulso-momento, 368-369, 368-
370, 423
Relación longitud-tensión, fibra muscular,
81, 81
Relación tensión-longitud, fibra muscular,
81-82, 81
Relaciones fuerza-velocidad
acciones musculares y, 79, 79
factores que afectan las, 80-84, 81-84
Repolarización, 67, 105
Resistencia
aire, 357
líquido, 357-361, 357-362
Resistencia de fluido, 357-361, 357-361
Resultante, 286
Retículo sarcoplásmico, 66, 66
Retracción, 14, 15, 133, 134
Retraso electromecánico, 115, 115, 122, 122
Retropié en varo, 217
Retroversión femoral, 181, 182
Revolución (alrededor de un círculo), 320,
320
Rigidez
cálculo de la, 27
tejido óseo, 38, 38
Ritmo escapulohumeral, 137, 138
Ritmo lumbopélvico, 252, 252-253, 253
Ritmo pelvifemoral, 183
Rotación, 13-14, 14
decúbito prono, 14, 15
decúbito supino, 14, 15
ejes de, 6, 7, 17, 18, 319, 319
externa, 13, 14, 14, 15
interna, 13, 14, 14, 15
momento cero, 400
radio de, 331
Rotación a la izquierda, 14, 14
Rotación con momento cero, 400
Rotación derecha, 14, 14
Rotación externa, 13, 14, 15
Rotación hacia abajo, 14, 15
Rotación hacia arriba, 14, 15
Rotación interna, 14, 15, 14, 15
Rotación lateral, 13, 14
Rotación medial, 13, 14
Rótula, 196, 198, 198-199
fractura por compresión, 40
lesiones, 209
movimientos, 200, 200-201
Rótula alta, 199, 209
Rótula baja, 199, 208
Rueda de bicicleta como ejemplo de movi-
miento rotacional, 319, 319
S
Sacro
lesiones, 192
movimientos, 176-177, 176
Sacroileítis, 192
Saltador de obstáculos, fractura de, 192
Salto
preestiramiento para, 83, 83
vertical, 369-370, 369
Salto vertical, 369-370, 369-370
Saque de tenis, efecto topspin, músculos del
tronco en el, 269, 271-272
Sarcolema, 65, 66
Sarcómero, 66, 66
Sarcopenia, 83-84
Sarcoplasma, 66, 66
Segmento de movimiento
anterior, 243-244, 243-244
posterior, 244-245, 246-247
Segmento de movimiento anterior, 243-244,
243-244
Segmento de movimiento posterior, 244-
245, 246-247
Segmentos corporales, nombres de los, 10, 10
Sentadilla, 205
Separación, punto de, 358, 358
Silla, levantarse de una, 162
Sinapsis, 102, 103
Síndrome compartimental anterior, 62, 225
Síndrome de atrapamiento subacromial, 146
Síndrome de banda iliotibial, 193, 207
Síndrome de chasquido de cadera, 193
Síndrome de tensión medial, 154
Síndrome del túnel del carpo, 160, 162, 162
Síndrome piriforme, 193
Síndrome tibial lateral, 224
Síndrome tibial medial, 224
Sínfisis del pubis, 174
Sistema de coordenadas cartesianas, 285-286
Sistema de palanca, esquelético, 30
Sistema de referencia rectangular, 285
Sistema esquelético
articulaciones óseas, 49-53, 53t. Véase
también Articulación(es)
cartílago, 47-48
huesos, 29-47. Véase también Hueso
lesiones, 47t
ligamentos, 48-49
Sistema haversiano, 31
Sistema métrico, 287
Sistema nervioso
adaptaciones durante el entrenamiento,
114-120
control de la fuerza muscular, 106-108,
107, 108
motoneuronas, 102-108
organización general, 100, 100-101, 101

496. 484 ÍNDICE ALFABÉTICO ALFABÉTICO DE MATERIAS
Unión
miotendinosa, 68-69
neuromuscular, 67, 102, 103
V
Valgo, 180, 181, 196
Varo, 180, 181
Vasto medial, 201
Vectores. Véase también Fuerza(s)
adición, 291, 291
análisis cinemático, 287-290, 291, 292
combinación, 292-293
de fuerza, composición y resolución, 349
movimiento angular, 327, 327
multiplicación, 291, 291
polaridad, 327, 327
resistencia de un líquido, 357-361,
357-362
resolución, 291, 291-292, 292
Velocidad
angular, 328-330
ejemplo gráfico, 296-297, 297
ejemplo numérico, 295, 295t, 296
instantánea, 296, 296
lineal, 292-297, 293-294, 296-297, 293t
método de primera distancia central para
calcular la, 294, 294-295
pendiente y, 293, 294
proyección, 310-311, 311
relación entre angular y lineal, 331-332,
332, 333
tangencial, 332, 332
tasa de cambio. Véase Aceleración
Velocidad angular instantánea, 329
Velocidad de carrera, 302, 303
Velocidad de conducción, 67
Velocidad de proyección, 310-311, 311
Velocidad instantánea, 296, 296
Velocidad tangencial, 332, 332
Ventaja mecánica, 410-411
Vértice, 319, 319
Video de alta velocidad, 284
Vidrio, curva de tensión-deformación, 38, 38
Viscosidad de líquido, 357
Z
Zancada
definición, 302, 302
frecuencia, consumo de oxígeno y, 302-
303, 303
parámetros, 302, 302-303, 303t, 303
Zapatos para correr
lesiones por sobreuso y, 338
relaciones entre el ángulo de la rodilla y el
retropié, 334-335, 335
de fuerza-tiempo, 70
curva de tensión-deformación, 70
unión muscular por medio de, 67, 69
Tendón de Aquiles, lesiones del, 224
Tendón rotuliano, 198
Tenosinovitis, 160
Teorema del eje paralelo, 399
Teoría del filamento deslizante, 67, 69
Terminación de Ruffini, 114, 114
Tétanos, 67, 69
Tibia, 194, 195, 209, 210
tasas de deformación, 45, 45, 46
Tibial anterior, 221
Tobillo
acciones musculares, 218-221, 219-221
anatomía y función, 209-210, 210
características del movimiento, 217
eje de rotación, 211, 212
ejercicios de acondicionamiento, 222, 223
esguince por inversión, 42
fuerza, 221-222
fuerzas articulares, 231, 231
ligamentos, 209-210, 211
osteoartritis, 225
potencial de lesión, 224-225
rango de movimiento, 183-184, 217
rodilla y, movimientos combinados, 217
Tocar el dedo al estar de pie, 256-257
Torque, 72, 73
actuando sobre un sistema, representación,
413, 414
aplicaciones especiales, 424-427
cálculo, 393-394
características, 392-394, 393-395
definición, 392
efectos
durante un periodo, 422-423
durante una distancia, 423-424
en un instante en el tiempo, 414-422
eje Z, 392, 393
tipos, 413, 413, 414
Toque de los dedos de los pies al estar de
pie, 256
Trabajo
angular, 423-424, 424, 427
externo, 375
interno, 374
mecánico, 371
poder y, 371-372
relación con la energía, 373-375, 374, 427
Trabajo negativo, 424, 424
Trabajo positivo, 424, 424
Trabéculas, 32, 32
Traslación (movimiento de traslación). Véase
Movimiento lineal
Trayectoria, 309, 309
Tróclea, 147
Tronco, 241-275
acciones musculares, 253-257, 254-255
extensión, 253
flexión, 255-257
flexión lateral, 257
rotación, 257
columna vertebral, 242-253. Véase tam-
bién Columna vertebral
como segmento, 10, 10
contribución a las habilidades y movimien-
tos en el deporte, 269, 271-272
descriptores del movimiento, 16t
efectos del envejecimiento, 268-269
ejercicios de acondicionamiento, 260-264
entrenamiento específico, 264, 265
extensores, 260-263, 261-262
flexibilidad y, 265
flexores, 260, 261, 263
flexores laterales, 262, 264-265
rotadores, 262, 264-265
fuerza, 257
fuerzas articulares, 269-271, 273-274, 273
pelvis y, movimientos combinados, 176,
176, 252, 252-253, 253
potencial de lesión, 264, 266, 268, 266-268
preguntas de repaso, 275-277
rango de movimiento, 252, 251-252
Trotar. Véase Correr
Tuberosidad tibial
formación, 41
fuerzas ténsiles en la, 41-42
Túbulo T, 66, 66
Túbulo transverso, 66, 66
U
Unidad músculotendinosa, 70, 71
Unidades de medición, 287, 441, 442t-443t
Unidades motoras
estructura, 67-68
glucolíticas de contracción rápida (tipo
IIb), 104-105, 105
oxidativas de contracción lenta (tipo I),
105, 105-106
oxidativas de contracción rápida (tipo IIa),
104-105, 105
porción del sistema nervioso, 103-106, 104
principio de todo o nada, 104
propiedades, 106
reclutamiento, 106-107, 107
tasa (frecuencia) de codificación, 107-108,
108
tipos, 104-106, 104
Unidades SI (Système International d’Uni-
tés), 287, 441, 442t-443t