Laboratorio de Biomecánica del CIATEC, A. C.

Transcripción

1 Laboratorio de Biomecánica del CIATEC, A. C. Constantino Vidal G. Manuel Hernandez T 1 En el CIATEC, hace algunos años se inauguraron nuevas áreas de trabajo para ofrecer un servicio integral a la industria del zapato y proveeduría, una de ellas fue el Laboratorio de Biomecánica. Pero qué es la Biomecánica y cómo el sector del calzado puede sacar ventajas con el uso de estas nuevas tecnologías. La Biomecánica es una rama de la bioingeniería, que estudia los organismos biológicos utilizando conceptos de ingeniería, principalmente mecánica así 1 Biomecanica CIATEC, A.C. Omega 201 Fraccionamiento Industrial Delta, Leon, Gto. C.P Correos electrónicos: cvidal@ciatec.mx y mhernand@ciatec.mx como algunas ciencias biomédicas, con la finalidad de comprender el aparato locomotor y a su vez generar conocimientos para desarrollar actividades de manera eficiente y saludablemente. De esta forma queda claro que aplicando esta definición a los zapatos, nos liga directamente al confort del calzado y desempeño de las actividades del usuario. Considerando al confort como la sensación agradable del medio ambiente más próximo a nuestra persona, respetando las potencialidades de nuestros sentidos. Hasta hace poco tiempo el confort del calzado era puramente subjetivo, o sea que un mismo zapato podía resultarle cómodo a una persona e incómodo otra, esto se aplica a diferentes aspectos del confort, por ejemplo, que un zapato resulte fácil de doblar por la zona de flexión o que la suela no se derrape con facilidad en un piso húmedo, etc. Algunas características importantes que se encuentran en los zapatos y se deben valoran en el laboratorio de Biomecánica del CIATEC son: 189

2 1.- Amortiguación y transmisión de las fuerzas de impacto al caminar Un impacto es una fuerza alta aplicada en un tiempo muy corto y se comenzó a estudiar en los años 70 s con los sistemas de amortiguación con recamaras de aire. El impacto se transmite por el cuerpo como una vibración de los huesos que no puede ser controlada por los músculos y tendones. Causando problemas como: disconfort, dolor en las articulaciones (rodilla y espalda), degeneración de los cartílagos articulares. El pie está bien adaptado a las superficies naturales. Las superficies artificiales sobre las que se camina en la actualidad hacen el impacto mucho mayor. Es necesario actuar para reducir los impactos en superficies duras. Se pueden adoptar dos estrategias en el diseño del calzado: Complementar la capacidad de amortiguación para requisitos altos de amortiguación o grupos de usuarios con riesgo de lesiones y potenciar los mecanismos naturales de la amortiguación como puede ser el confinamiento de la grasa plantar esto se aplica cuando las cargas y las necesidades de amortiguación no son muy altas (Figura 1). Figura 1.- Impactos en la marcha 2.- Mejoras en la fricción (suela) La fricción es un aspecto esencial para el fenómeno que nos permite caminar, se puede actuar sobre los siguientes elementos del calzado para mejorar la fricción. Dibujo Materiales Suela Materiales Ajuste Si la fuerza de fricción es Interior del calzado 190

3 Excesiva: - Se dificulta el giro y aumenta el riesgo de tropiezos y lesiones. Si la fuerza de fricción es Baja - Riesgo de deslizar y caer. - La impulsión que se puede ejercer con el calzado es baja. Los sobreesfuerzos en la planta del pie son causa en muchos casos de molestias y disconfort asociadas al uso de calzado. El estudio de la distribución de los esfuerzos plantares es una herramienta esencial en el análisis biomecánico del calzado figura Analisis de los esfuerzos actuantes en la planta del pie durante la marcha Figura 2.- Esfuerzos Plantares Inicio del apoyo.- Apoyo del talón, la máxima presión se desplaza hacia la zona delantera pasa por la parte externa del mediopié. Transferencia de carga.- La carga pasa al antepié, la presión aumenta en la cabeza del quinto metatarsiano se desplaza hacia los metatarsianos medios. Despegue.-La presión se concentra en la cabeza del primer metatarsiano, se transfiere hacia el primer dedo, pérdida del contacto. 4.- Flexión en zapato completo La flexión de los dedos es muy importante en la marcha, especialmente al momento del impulso. En el plano del piso, la inclinación del aje formado por las cabezas de los matatarcianos es aproximadamente de 60º midiéndose de adelante hacia atrás del eje del pie. El factor más importante en la flexibilidad en el zapato es la suela y entresuela además de algunos otros factores tales como el material del corte, el sistema de construcción y el diseño mismo del zapato. 191

4 En un día normal una gente que tiene una actividad normal da aproximadamente de 4000 a 5000 pasos, esto significa que flexiona el zapato el mismo número de veces. Se puede verificar la flexibilidad de un zapato realizando una sencilla prueba al momento de comprarlo, tan fácil como tomar el zapato por sus extremos y tratar de juntar las manos, primeramente se tiene que prestar atención en que se flexione con relativa facilidad y por otro lado que la flexión se produzca sobre la zona de flexión y no por el medio del zapato. Por lo tanto el calzado debe adaptarse a los gestos específicos del uso (cazado de calle o deportivo) para el que se ha diseñado. - No debe impedir los movimientos normales del pie durante la marcha o la actividad desarrollada - Un calzado poco flexible aumenta la fatiga pudiendo producir lesiones en el pie 5.- Análisis funcional de la marcha humana y valoración de calzado La valoración del calzado, utilizando las plataformas dinamométricas y los equipos complementarios (Fig.3) (acelerómetros, electrogoniómetros), se refiere a como afecta este en la marcha de las personas y que posibles consecuencias conlleva el uso de zapato diseñados exclusivamente en forma estética o de moda sin tomar en cuanta el efecto de comodidad y salud hacia el usuario Figura 3.- Gráfica de fuerzas verticales correspondiente a una marcha humana normal. 192

5 6.- Confort térmico del calzado - La postura de pie proporciona un 40 % menos área del cuerpo que esta expuesta al calor del sol en comparación de los cuadrúpedos. -El humano al ponerse únicamente en dos pies coloca la cabeza en aire más fresco y en una región con más movimientos de la cabeza. Los receptores térmicos que tiene el cuerpo humano ha sido identificado pero no especificados, dos tipos de fibras nerviosas están envueltas el la sensación térmica. Una pulgada promedio de piel tiene aproximadamente terminales nerviosas, 98 glándulas sebáceas y 650 glándulas sudoríparas. El confort que da el uso del calzado es el resultado de una interacción compleja entre diferentes aspectos del diseño que afectan el funcionamiento del pie cuando se encuentra en movimiento o diferentes actividades del ser humano. Las propiedades térmicas del calzado dependen en gran medida de cuanto aire se encuentre entre el calzado y el pie. El ajuste del zapato define en gran medida cuanto calor se perderá a través del vapor de agua, una mejora importante utilizando este concepto es el aplicar el efecto de bombeo dentro del zapato, esto permite remover el aire caliente y sustituirlo con aire fresco, lo cual lo convierte en una forma eficiente de eliminar el vapor de agua, principalmente se puede utilizar las plantillas para generar este efecto, el cual aprovecha el movimiento natural del pie dentro del zapato al momento de caminar o de correr. El personal del laboratorio de biomecánica del CIATEC, está trabajando para que todas las personas deportistas profesionales o aficionadas así como empresas manufactureras de calzado conozcan y apliquen los conocimientos para mejorar el desempeño del calzado durante la actividad y poder evitar futuras lesiones o prolongar la vida activa de los diferentes usuarios sean deportistas, niños, adulto mayores, diabéticos y muchos mas grupos de población. Bibliografia 1. Cavanagh, P.R., Lafortune, M.A. (1984). Ground reaction forces in distance running. J. Biomech. 13 (5): Hedge, A. (2006). Thermal sensation and Thermoregulation, Cornell University. 193

6 3. Kaplan H.M., Kaplan L.A. (2002). The Physiology of Comfort, Illinois State Academy of 4. Science, vol. 95, 2, (pp ) 5. Muñoz R, Vidal C, Chico F, Perales A. (Abril 2006). Metodología para el desarrollo de Plantillas Biomecánicas para Calzado de Seguridad. CIATEC, A.C., México. 6. Ramiro J. (1995).Guía de Recomendaciones para el diseño de calzado. Instituto de Biomecánica de Valencia. España. 194