Biomecânica

Graduação em Fisioterapia (Faculdade da Serra Gaúcha, FSG, 2014)

A biomecânica é uma ciência multidisciplinar que estuda os movimentos humanos a partir dos estudos em anatomia, fisiologia e mecânica, sendo responsável pela investigação e análise física dos sistemas biológicos, compreendendo assim os efeitos das forças mecânicas exercidas sobre o corpo humano, sendo em movimentos de trabalho, esporte ou mesmo diários. Sendo esta uma ciência dentre as ciências, tem como principais objetivos descrever, analisar e avaliar o movimento humano.

Biomecânica é uma ciência que estuda os movimentos do corpo humano. Ilustração: Valentyna Chukhlyebova / Shutterstock.com

Conceitos importantes de física

Quando se fala em biomecânica, é de grande importância ter alguns conceitos muito claros para que o entendimento e os objetivos sejam sempre mais aprofundados. Dentre os conceitos principais, podemos citar:

  • Massa: quantidade de matéria que compõe o corpo ou objeto, mensurado em Kg;
  • Inércia: tendência de um corpo em manter-se no estado atual, com a velocidade constante, podendo este apresentar movimento ou apenas manter-se estático;
  • Força: impulso ou tração agindo sobre o corpo, definida como produto da massa de um corpo pela aceleração do corpo, resultando assim na aplicação da força (F=m.a), apresentando-se em Newton (N);
  • Centro de gravidade: ponto onde a massa da matéria encontra-se em equilíbrio, distribuindo as cargas em todas as direções, respondendo assim às forças externas;
  • Volume: quantidade de espaço ocupado por um corpo, apresentando sempre três dimensões (largura, altura, profundidade);
  • Torque: também denominado como momento angular de uma força específica. Consiste no produto da força vezes a distância perpendicular, desde a linha de ação até o eixo de movimento;

Divisões da biomecânica

A biomecânica ramifica-se em amplos aspectos que a tornam mais específicas em seus estudos:

  • Biomecânica estática: estuda os corpos em equilíbrio; consiste em movimento constante;
  • Biomecânica dinâmica: estuda os corpos sujeitos à aceleração;
  • Cinemática: descreve os movimentos, podendo ser lineares ou angulares, a partir da posição, velocidade e aceleração;
  • Cinética: estuda as causas do movimento, podendo estes serem lineares (especificamente relacionado à força aplicada) ou angulares (especificamente relacionado ao torque);

A cinética consiste no estudo do movimento em resposta à um estímulo. Contudo, entende-se que o corpo se forma por diversos segmentos. Por isso, é importante esclarecer também os conceitos a respeito dos tipos de cadeia cinética, para que então possamos associar todos os conceitos para que a análise do movimento seja feita de forma mais aprofundada, ampliando assim a compreensão do que se busca tratar ou prevenir:

  • Cadeia cinética aberta (CCA): refere-se ao movimento quando a extremidade realiza de forma livre, com poucas articulações sendo utilizadas durante a movimentação;
  • Cadeia cinética fechada: refere-se ao movimento onde as extremidades do corpo encontram resistência ou permanecem fixas.

No que se refere às análises de movimento, cada uma das características citadas nas cadeiras podem ser um grande diferencial quando se prioriza a prevenção e tratamento de adaptações posturais. Cada uma das cadeias oferece prós e contras a utilização de ambas.

Tipo de cadeia Vantagens Desvantagens
Cadeia cinética fechada
  • Maior estabilidade para realizar os exercícios;
  • Muito utilizada no processo de reabilitação;
  • Auxiliam a manter o corpo estável;
  • Fornecem estímulos proprioceptivos;
  • Melhora da coordenação motora;
Envolve maior grupo de articulações;
Cadeia cinética aberta
  • Trabalho isolado de determinados grupos musculares;
  • Auxiliam na correção de compensações posturais;
  • Auxilia no preparo do movimento;
  • Auxilia no tratamento de grandes desequilíbrios musculares
Envolve menor número de articulações

Estudos da biomecânica

Quanto aos estudos da biomecânica, ela pode ser dividida em:

  • Biomecânica interna: voltada à compreensão das forças internas, relacionadas à estruturas articulares, musculares, tendíneas e fasciais;
  • Biomecânica externa: voltada à compreensão das forças geradas pelo corpo e observadas externamente no organismo;

A partir do entendimento dos conceitos básicos voltados à biomecânica, compreendem-se os objetivos que envolvem o entendimento do funcionamento do sistema locomotor, otimizar a performance de movimento tanto desportiva quanto funcional e diminuir a incidência de lesões, com a visão clínica de prevenção e reabilitação. Por se tratar de uma ciência que estuda o movimento de forma ampla, realizam-se analises de movimento afim de poder entender o mecanismo de lesão de cada indivíduo, podendo ser analisados da seguinte forma:

  • Qualitativa: análise realizada a partir da natureza da atividade, sem que haja aferições. Utilizada normalmente de forma inicial para entender os padrões de movimento que são apresentados anterior e posterior às possíveis intervenções;
  • Quantitativa: análise realizada envolvendo padrões comparativos, bem como mensurações para que os dados sejam confrontados, levando em consideração os padrões de “normalidade” de movimento. Consiste na análise mais utilizada em processos de pesquisa, uma vez que os dados acabam sendo mais fidedignos.

Outra possibilidade de avaliação na área da biomecânica consiste na antropometria. Esta é caracterizada por oferecer informações a respeito das dimensões corporais convencionais, assim como as proporções, dimensões e distribuição das massas corporais. Já a cinemetria é utilizada para que sejam mensurados parâmetros cinemáticos de movimento, onde os métodos da técnica buscam avaliar a posição, orientação, velocidade e aceleração. Nesse método utilizam-se câmeras de vídeo para que sejam registrados os movimentos e posteriormente sejam avaliados e calculadas as variáves cinemáticas de interesse do avaliador.

Já a dinamometria envolve todos os tipos de medidas de força e pressão. As forças normalmente mensuradas são as forças externas, sendo denominadas como forças de reação aquelas em que ocorre a transmissão entre o corpo e o ambiente. Para que possam ser registrados os dados para avaliação utiliza-se uma plataforma de força que mede a força de reação do solo e o ponto exato de aplicação da força exercida. Diferentemente, a eletromiografia trabalha com registros elétricos das atividades que se associam às contrações musculares. Os eletrodos utilizados mensuram a atividade elétrica da musculatura.

Aplicações da biomecânica

A partir de todas as análises realizadas através dos estudos da biomecânica, podem ser identificados diversos padrões de movimentos patológicos, podendo apresentar-se de forma estática ou dinâmica. Com a análise dos movimentos, podem ser identificados os tipos de contração, que consistem em concêntrica (tensão que proporciona o encurtamento muscular), excêntrica (tensão com alongamento muscular) e isométrica (tensão que não gera mudança no comprimento muscular). O fato de saber os tipos de contração que são apresentados a partir das análises, podem ser identificados padrões de contração que podem ser nitidamente observados nas seguintes situações:

  • Insuficiência ativa: incapacidade muscular para produzir força em duas articulações simultaneamente;
  • Insuficiência passiva: incapacidade muscular de se estender o suficiente para que consiga o máximo de ADM no movimento na direção oposta de todas as articulações cruzadas.

Com o entendimento a respeito dos tipos de contração e das possíveis limitações que podem se apresentar a partir das insuficiências, entendemos que os músculos possuem funções específicas, podendo eles serem motor primário, motor secundário, agonista, antagonista, estabilizador ou neutralizador. As alavancas, que também serão observadas dependendo de qual função o músculo estiver executando, fará com que o desempenho de força possa ser maior ou menor, dependendo apenas da especificidade da análise que estará sendo feita. Essas alavancas que auxiliarão no desempenho da força são classificadas como: alavancas de primeira classe (intefixas), alavancas de segunda classe (inter-resistentes), alavancas de terceira classe (inter-potente).

Portanto, devem ser levados em consideração durante o estudo, os reais objetivos dos métodos de avaliação propostos, uma vez que devemos respeitar algumas particularidades de cada indivíduo, visando sempre em primeiro lugar a promoção da saúde e a melhora na qualidade de vida em qualquer conduta traçada.

Fontes:

Hamill J, Knutzen KM. Bases biomecânicas do movimento humano. Manole: São Paulo, 1999.

Enoka RM. Bases neuromecânicas da cinesiologia. 2.ed. Manole: São Paulo, 2000.

Hall S. Basic Biomechanics. 5.ed.McGrow Hill: Boston, 2007.