Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica

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APUNTES BIOFÍSICA Grado en Medicina Universidad Autónoma de Barcelona AprenAI 2026-2027 Apuntes de Biofísica sobre biomecánica, condiciones de equilibrio corporal, ciclo de la marcha y análisis bioenergético del movimiento humano.

APREN.AI Índice 1 Bases mecánicas y condiciones de equilibrio corporal Vectores de fuerza y momento de giro Estabilidad, centro de gravedad y base de sustentación Equilibrio estático y estrategias de compensación 2 Biomecánica y bioenergética de la marcha humana Cinemática y ciclo del paso Fases funcionales de la marcha: apoyo y balanceo Bioenergética y teorema del trabajo y la energía 3 Formulario Estática corporal y equilibrio articular Cinemática y ciclo de la marcha Bioenergética y teorema del trabajo-energía Constantes y errores típicos Soluciones de las preguntas de repaso Estos apuntes pueden contener errores u omisiones.

Son un material de apoyo y no sustituyen al temario oficial ni al profesorado: contrasta la información importante. Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 1 1 Bases mecánicas y condiciones de equilibrio corporal AL ACABAR SABRÁS Calcular el momento de fuerza aplicado a articulaciones anatómicas según su brazo y ángulo. Verificar las condiciones de equilibrio estático traslacional y rotacional en la postura bípeda. Explicar la influencia de la base de sustentación y del centro de gravedad sobre la estabilidad mecánica. PIÉNSALO ANTES DE LEER 1 ¿Por qué una persona mayor con el tronco encorvado hacia adelante tiende a caerse si no utiliza un apoyo adicional?

La biomecánica es la rama biofísica que analiza la acción de las fuerzas internas y externas sobre las estructuras biológicas durante el reposo o el movimiento. En el aparato locomotor, el esqueleto óseo actúa como un conjunto de piezas rígidas, las articulaciones forman centros o ejes de giro y la contracción muscular genera las tensiones mecánicas necesarias para contrarrestar cargas o producir desplazamientos. Vectores de fuerza y momento de giro Una fuerza constituye una magnitud vectorial resultante de la interacción entre cuerpos, aplicable mediante contacto directo o a distancia. Posee magnitud, dirección, sentido y punto de aplicación, expresándose en Newton (N).

En los sistemas anatómicos intervienen dos fuerzas fundamentales: Fuerza Peso ( ): corresponde a la atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre la masa del cuerpo humano. Actúa verticalmente hacia abajo, aplicada en el centro de gravedad. Su módulo responde a la expresión , donde es la masa en kilogramos y es la aceleración gravitatoria ( ). Fuerza Normal ( ): representa la resistencia reactiva que la superficie del suelo aplica perpendicularmente sobre la zona de contacto corporal. El torque o momento de fuerza ( ) evalúa la capacidad de una fuerza para inducir rotación respecto de un eje.

Su unidad en el Sistema Internacional es el metro-newton ( ) y se calcula mediante la relación: En esta relación, señala la distancia vectorial desde el eje articular hasta la línea de acción de la fuerza, es el módulo de la fuerza ejercida y es el ángulo subtendido entre ambos vectores. De acuerdo con el convenio estándar de signos, los giros producidos en sentido antihorario poseen valor positivo ( ), mientras que las rotaciones en sentido horario se consideran negativas ( ). Si la línea de acción pasa directamente por el centro de rotación ( ) o posee una orientación colineal ( o ), el torque generado resulta nulo.

P P = m g m g 9,8 m/s2 N τ N m τ = r F senθ r F θ + r = 0 θ = 0 180 Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 2 Esquema de convención de signos para torque horario y antihorario. COMPRUEBA 2 ¿Por qué una fuerza aplicada directamente sobre el centro de giro de una articulación no produce rotación? Estabilidad, centro de gravedad y base de sustentación El centro de gravedad del cuerpo humano concentra la suma de todas las fuerzas gravitatorias individuales que afectan a su masa. En la postura bípeda erguida estandarizada, se ubica a la altura de la quinta vértebra lumbar.

No obstante, al tratarse de una estructura articulada y deformable, cualquier cambio en la posición de los segmentos modifica su localización espacial. Diagrama de la línea de gravedad y centro gravitacional corporal. Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 3 La estabilidad corporal depende directamente de la relación entre la proyección vertical del centro de gravedad (línea de gravedad) y la base de apoyo: Polígono de sustentación: área anatómica delimitada por el perímetro exterior de las plantas de los pies. El empleo de dispositivos de asistencia, como un bastón, amplía el polígono hacia el punto de apoyo accesorio.

Criterio de equilibrio estable: un sujeto permanece equilibrado si su línea de gravedad desciende estrictamente dentro del polígono de sustentación. Esquema del polígono de sustentación con y sin bastón. Mecánicamente, el grado de equilibrio depende de cuatro parámetros: las dimensiones del polígono de soporte, la altura del centro de gravedad respecto del suelo, la ubicación de la línea de gravedad dentro de los márgenes de la base y el peso corporal total. Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 4 Esquema del desplazamiento del centro de masas durante la flexión.

DEFINICIÓN Un cuerpo conserva el equilibrio mecánico si satisface simultáneamente dos requerimientos: la condición traslacional ( ), que anula la aceleración lineal, y la condición rotacional ( ), que impide la alteración del estado de giro. Equilibrio estático y estrategias de compensación El cumplimiento de las dos ecuaciones de equilibrio se ilustra analizando dos situaciones clínicas y biomecánicas concretas: Condición Sujeto joven erguido Adulto mayor con proyección anterior Equilibrio traslacional ( ) Se cumple rigurosamente: . Se cumple: la fuerza reactiva del suelo iguala al peso ( ). Brazo de palanca del peso ( ) Alineado con el apoyo articular: o .

Desplazado anteriormente: por delante del apoyo. = F 0 = τ 0 F = 0 N P = 0 N = P N = P r r = 0 θ = 180 r = 0 Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 5 Condición Sujeto joven erguido Adulto mayor con proyección anterior Equilibrio rotacional ( ) Se cumple: y , resultando . No se cumple: , induciendo un torque neto horario negativo. Estado cinemático final Reposo estable sin desplazamiento ni tendencia al giro. Rotación hacia adelante salvo que intervengan fuerzas correctoras.

Ante perturbaciones externas que desplazan la línea gravitatoria, el organismo despliega respuestas automáticas posturales escalonadas para restablecer el centro de masas sobre la superficie de apoyo: Diagrama de estrategias posturales de tobillo, cadera y paso. ERROR FRECUENTE Asumir que si la sumatoria de fuerzas verticales es cero ( ), el individuo no caerá. La compensación lineal ( ) solo evita el hundimiento o elevación, pero si el peso cae fuera del eje, genera un momento rotacional neto ( ) que produce una caída por giro. COMPRUEBA 3 ¿Cómo logra el uso de un bastón recuperar el equilibrio rotacional en un anciano con centro de gravedad adelantado?

τ = 0 τ = N 0 τ = P 0 τ = 0 τ = P 0 Estrategia de tobillo: pequeños reajustes angulares aplicados en la articulación distal sin modificar la posición del resto de la cadena cinética. 1 Estrategia de cadera: flexiones o extensiones rápidas del tronco mediante el desplazamiento posterior de la pelvis para recolocar el centro de gravedad. 2 Estrategia de paso: ejecución de un paso reactivo para ensanchar o desplazar el polígono de sustentación si la línea de gravedad desborda los límites seguros de soporte.

3 F = 0 N = P τ = 0 Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 6 PROCESO Estrategias posturales de reajuste del equilibrio 1 Perturba ción externa Fuerza o inclinación desplaza el centro de gravedad 2 Estrategia de tobillo Ajuste en la base para desviaciones pequeñas 3 Estrategia de cadera Flexión tronco-pelvis para desequilibrios moderados 4 Estrategia de paso Desplazamiento plan tar para ampliar sustentación IDEAS CLAVE La biomecánica analiza las fuerzas internas y externas en los sistemas biológicos, donde los huesos son cuerpos rígidos y las articulaciones ejes de giro.

El torque cuantifica el efecto rotacional de una fuerza según , con signo positivo para sentido antihorario y negativo para horario. En bipedestación estándar, el centro de gravedad se localiza a la altura de la quinta vértebra lumbar. Para mantener el equilibrio estático es indispensable satisfacer simultáneamente y . Frente a desestabilizaciones del centro de gravedad, el sistema postural activa consecutivamente las estrategias de tobillo, cadera y paso. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 4. ¿Qué condición geométrica debe cumplir la línea de gravedad para que el cuerpo permanezca en equilibrio estable? 5.

¿Cuáles son las dos condiciones estáticas que determinan el reposo absoluto de un sistema anatómico? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 6. ¿En qué punto anatómico se sitúa el centro de gravedad corporal en bipedestación estándar? 7. Un momento de fuerza que produce un giro en sentido horario se computa formalmente con: τ = r F senθ = F 0 = τ 0 Sínfisis del pubis a) Quinta vértebra lumbar b) Tercera vértebra dorsal c) Primera vértebra sacra d) Signo positivo a) Valor nulo obligatorio b) Signo negativo c) Un ángulo recto d) Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 7 8. ¿Qué efecto mecánico primordial genera el uso de un bastón de apoyo? 9.

¿Cuál es la respuesta postural inmediata cuando una perturbación excede el rango de tobillo y cadera? 2 Biomecánica y bioenergética de la marcha humana AL ACABAR SABRÁS Diferenciar cinemáticamente la marcha y la carrera mediante el factor de trabajo. Identificar los ejes de giro y las fuerzas participantes en el choque de talón y en el despegue. Aplicar el teorema del trabajo y la energía al intercambio entre energía cinética, potencial gravitatoria y elástica. PIÉNSALO ANTES DE LEER 10 ¿Por qué el centro de gravedad del cuerpo no se desplaza en línea recta horizontal durante el acto de caminar?

La locomoción bípeda humana consiste en un desplazamiento cíclico originado por el impulso mecánico de las extremidades inferiores contra el suelo en sentido opuesto a la marcha. Cuando el desplazamiento ocurre a una velocidad constante, se estructura en una sucesión regular de pasos homogéneos en amplitud y cadencia temporal. Cinemática y ciclo del paso Para cuantificar la marcha se emplean parámetros espacio-temporales precisos: Longitud de paso: distancia lineal comprendida entre los apoyos sucesivos de extremidades alternas. Longitud de zancada: trayecto medio medido entre dos apoyos consecutivos del mismo pie, equivalente a la suma del paso izquierdo y del paso derecho.

Frecuencia: número de pasos registrados por segundo. Factor de trabajo: fracción de tiempo en que un pie mantiene contacto con el suelo respecto a la duración total del ciclo.

El valor cuantitativo del factor de trabajo distingue mecánicamente la marcha de la carrera atlética: Reduce la fuerza peso a) Elimina la fuerza normal b) Agranda la base de sustentación c) Eleva el centro gravitatorio d) Estrategia de paso a) Bloqueo talocrural b) Extensión escapular c) Estrategia de suspensión d) Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 8 Modalidad de locomoción Factor de trabajo Comportamiento de los apoyos plantares Marcha humana > 0,5 Existe una fase de doble soporte con ambos pies simultáneamente sobre el suelo. Carrera < 0,5 Existe una fase aérea o de vuelo donde ambos pies se encuentran sin contacto con el piso.

Diagrama de las fases de apoyo y balanceo durante la marcha. El ciclo de la marcha se divide funcionalmente en dos fases principales: la fase de apoyo o postural (que abarca aproximadamente el 60 % del ciclo total) y la fase de balanceo u oscilación (el 40 % restante).

PROCESO Secuencia cronológica del ciclo de la marcha 1 Choque de talón Contacto inicial con eje en la articulación talocrural 2 Apoyo me dioplantar Soporte monopodal con centro de grave dad en máxima elevación 3 Despegue plantar Propulsión con giro en articulaciones me tatarso-falángicas 4 Fase de balanceo Aceleración, oscila ción media y desace leración sin contacto COMPRUEBA 11 ¿Qué parámetro cuantitativo distingue formalmente la marcha de la carrera según la física del movimiento?

Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 9 Fases funcionales de la marcha: apoyo y balanceo A lo largo de la marcha se articulan momentos cinéticos diferenciados, analizados mediante el equilibrio de fuerzas y torques: 1. Fase postural o de apoyo En esta etapa se satisface el equilibrio estático rotacional general ( ) a través de subfases sucesivas: Choque de talón (contacto inicial): el eje articular de giro es la articulación talocrural.

Intervienen tres fuerzas principales: los músculos gemelos ( , que ejercen tracción posterior con momento negativo), el músculo tibial anterior ( , insertado en el primer metatarsiano y cuña medial, generando momento normal positivo) y el propio peso del pie ( , orientado hacia abajo con torque negativo). El equilibrio demanda y . Apoyo medioplantar (soporte monopodal): la extremidad transfiere íntegramente la carga del peso corporal a la bóveda plantar. Extensión plantar (fase propulsiva o despegue): el eje de rotación se sitúa en las articulaciones metatarso-falángicas.

La carga gravitatoria corporal se transmite verticalmente sobre la tibia ( ), mientras que la contracción del tríceps sural (gemelos) genera tracción ascendente sobre el tendón de Aquiles ( ), contrarrestando la fuerza de vínculo y el peso para propulsar el esqueleto. Esquema de fuerzas y momentos articulares en el choque de talón. Esquema de fuerzas en el despegue sobre las articulaciones metatarso-falángicas. 2. Fase de oscilación o balanceo A diferencia del soporte postural, durante la oscilación de la extremidad no se cumple el equilibrio estático rotacional ( ).

El torque resultante genera una aceleración angular neta positiva que balancea el miembro inferior hacia adelante en torno al eje de la articulación de la rodilla: τ = 0 F 1 F 2 F 3 F = 0 τ = 0 F 1 F 2 τ = 0 Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 10 Diagrama de subfases de aceleración, balanceo medio y deceleración. COMPRUEBA 12 ¿Por qué durante la aceleración en el balanceo la sumatoria de torques es distinta de cero?

Bioenergética y teorema del trabajo y la energía Durante la marcha ocurren transformaciones energéticas continuas entre la energía cinética de avance y las energías potenciales del sistema corporal: Energía potencial gravitatoria ( ): energía asociada a la altura del centro de gravedad sobre el suelo, expresada como . En el apoyo bipodal el centro de masas se ubica en su cota más baja (altura lumbar basal, con velocidad lineal mínima); durante el apoyo monopodal con la pierna opuesta en balanceo, el centro de gravedad alcanza su mayor elevación y almacena la máxima energía gravitatoria. Al descender, dicha energía se transfiere a energía cinética impulsora.

Energía cinética ( ): magnitud dependiente de la masa y del cuadrado de la velocidad ( ). Energía potencial elástica ( ): determinada por la deformación transitoria de las partes blandas anatómicas (tendones y fascias) ante cargas mecánicas, según la relación , donde es la constante elástica del tejido y la elongación producida. En el ciclo del paso intervienen fuerzas de distinta naturaleza termodinámica: Aceleración: rápido impulso anterior del segmento distal nada más despegar los dedos del piso; actúan los cuádriceps insertándose en la tuberosidad tibial y el músculo psoas ilíaco. 1 Oscilación media: la extremidad libre sobrepasa a la pierna contralateral en apoyo.

2 Desaceleración: amortiguación gradual de la velocidad por acción de la musculatura isquiotibial previa al nuevo contacto del talón. 3 E pg E = pg m g h E c E = c mv 2 1 2 E pe E = pe kx 2 1 2 k x Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 11 Fuerzas conservativas: las fuerzas potenciales gravitatoria y elástica, cuya energía se almacena y recupera cíclicamente sin disiparse. Fuerzas no conservativas: las fuerzas musculares activas (que realizan trabajo positivo motriz para ganar energía) y la fricción o rozamiento articular y con el suelo (que realiza trabajo negativo disipativo).

A nivel biomecánico, el trabajo mecánico realizado por los grupos musculares en cada paso equivale a dos veces la energía cinética máxima de cada extremidad, siendo idéntico a la suma de los trabajos no conservativos. La aplicación del teorema general del trabajo y la energía establece: Desglosando cada variación energética entre el estado inicial (reposo, sin velocidad ni elevación adicional) y el final: Si la variación total de energía mecánica resulta positiva ( ), certifica la existencia de trabajo metabólico activo aportado por las fibras musculares para compensar las resistencias y sostener el avance.

ERROR FRECUENTE Suponer que la marcha humana no consume energía neta porque la energía cinética se convierte en energía potencial como en un péndulo perfecto. Las fuerzas no conservativas de rozamiento y las deformaciones viscoelásticas disipan energía en cada ciclo, exigiendo trabajo muscular activo continuo. IDEAS CLAVE La zancada comprende dos pasos sucesivos y equivale a la distancia recorrida entre apoyos del mismo pie. Un factor de trabajo mayor a 0,5 determina la presencia de apoyo bipodal característica de la marcha, mientras que valores inferiores a 0,5 definen la carrera.

Durante el choque de talón y el despegue se verifica el equilibrio rotacional ( ), mientras que la oscilación requiere . El centro de gravedad alcanza su mayor energía potencial en el apoyo monopodal y la transforma en cinética al descender hacia el doble apoyo. El trabajo no conservativo muscular iguala a dos veces la energía cinética máxima por extremidad y compensa la fricción disipativa. W = no conservativas ΔE + c ΔE + pg ΔE = pe ΔE mec nica a ˊ ΔE = c mv 2 1 final 2 mv 2 1 inicial 2 ΔE = pg mgh final mgh inicial ΔE = pe E ( pe)final E ( pe)inicial ΔE > mec nica a ˊ 0 τ = 0 τ = 0 Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 12 COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 13.

¿En qué fase de la marcha se encuentra el centro de gravedad en su punto más elevado y qué implicación energética tiene? 14. ¿Qué articulaciones actúan sucesivamente como eje de giro durante el choque de talón y el despegue plantar? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 15. ¿Cómo se define formalmente la longitud de zancada en la cinemática de la marcha? 16. ¿Cuál es la condición para clasificar un patrón locomotor como marcha en lugar de carrera? 17. En el choque de talón, ¿cuál es el músculo que ejerce un momento de fuerza positivo? 18.

A nivel muscular, el trabajo mecánico realizado por cada extremidad en un paso equivale a: 3 Formulario Estática corporal y equilibrio articular Fórmula o procedimiento Significado de los símbolos Cuándo se usa : fuerza peso (N) : masa corporal (kg) : aceleración gravitatoria ( ) Cálculo de la atracción gravitatoria que actúa sobre el centro de gravedad (L5).

Distancia entre apoyos consecutivos del mismo pie a) Recorrido del talón hasta el despegue b) Suma de apoyos entre extremidades continuas c) Distancia entre apoyos de pies alternos d) Factor de trabajo inferior a 0,3 a) Apoyo monopodal exclusivamente prolongado b) Factor de trabajo superior a 0,5 c) Ausencia completa de fase aérea d) Músculo tibial anterior a) Músculos gemelos b) Tríceps sural c) Bíceps femoral d) La mitad de la energía elástica a) La energía potencial en doble apoyo b) Dos veces la energía cinética máxima c) Cuatro veces la aceleración angular d) P = m g P m g 9,8 m/s 2 Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 13 Fórmula o procedimiento Significado de los símbolos Cuándo se usa : momento o torque ( ) : brazo o distancia al eje de giro (m) : fuerza aplicada (N) : ángulo entre y Cuantificación del efecto rotacional articular (antihorario: , horario: ).

: vector de fuerza resultante (peso, normal, tensión) Condición de equilibrio estático traslacional (evita aceleración lineal; reposo). : sumatoria de momentos de fuerza respecto al eje Condición de equilibrio estático rotacional (evita giros o caídas angulares). Reajuste postural ante perturbación Estrategia de tobillo Estrategia de cadera Estrategia de paso Secuencia automática para devolver la línea de gravedad al polígono de sustentación. Cinemática y ciclo de la marcha Fórmula o procedimiento Significado de los símbolos Cuándo se usa : distancia de apoyo entre extremidades sucesivas Cálculo de la distancia entre dos apoyos consecutivos del mismo pie.

: tiempo del pie sobre el suelo : duración del ciclo Distinción entre marcha ( , con doble apoyo) y carrera ( , con fase aérea). Fase postural o de apoyo (60 %) Choque de talón (talocrural) Apoyo medioplantar Extensión plantar (metatarso-falángicas) Etapa de contacto que satisface el equilibrio rotacional ( ). Fase de oscilación o balanceo (40 %) Aceleración (rodilla, cuádriceps/psoas) Oscilación media Desaceleración (isquiotibiales) Etapa aérea que rompe el equilibrio rotacional ( , torque positivo neto).

Bioenergética y teorema del trabajo-energía Fórmula o procedimiento Significado de los símbolos Cuándo se usa : masa (kg) : velocidad lineal (m/s) Energía asociada al movimiento y velocidad de traslación del cuerpo. τ = r F sen θ τ N m r F θ r F + = F 0 F = τ 0 τ L = zancada L + paso izq L paso der L Factor de trabajo = t paso total t contacto t contacto t paso total > 0,5 < 0,5 τ = 0 τ = 0 E = c mv 2 1 2 m v Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 14 Fórmula o procedimiento Significado de los símbolos Cuándo se usa : altura del centro de gravedad sobre el suelo (m) Energía potencial gravitatoria (máxima en apoyo monopodal, mínima en doble apoyo).

: constante elástica del tejido : deformación o elongación de partes blandas (m) Almacenamiento elástico por deformación muscular y tendinosa durante el ciclo. : trabajo de fuerzas musculares ( ) y fricción ( ) Balance bioenergético general de la marcha según el teorema de trabajo y energía. : energía cinética máxima de la extremidad Trabajo mecánico mínimo realizado por los músculos en cada paso. Constantes y errores típicos Aceleración de la gravedad: . Localización neutra del centro de gravedad: a la altura de la 5.ª vértebra lumbar (L5) en bipedestación erguida.

Error típico en equilibrio: creer que si el cuerpo no puede caer; si el peso se proyecta fuera de la base de soporte genera un brazo que induce un torque desestabilizador ( ). Error típico en cinemática: confundir longitud de paso (entre pies alternos) con longitud de zancada (dos pasos completos, mismo pie). Error típico en bioenergética: olvidar que las fuerzas no conservativas (fricción) disipan energía, obligando al aporte constante de trabajo muscular activo.

E = pg m g h h E = pe kx 2 1 2 k x W = no conservativas ΔE mec nica a ˊ W nc + ΔE = mec ΔE + c ΔE + pg ΔE pe W = muscular 2 E c,max E c,max g = 9,8 m/s2 F = 0 r = 0 τ = 0 Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 15 Soluciones de las preguntas de repaso 1. Porque su línea de gravedad se proyecta por delante de los pies, generando un torque neto no equilibrado que desestabiliza el cuerpo en sentido horario. 2. Porque la distancia o brazo de palanca r es cero. Al calcular el torque con la expresión física correspondiente, el producto total resulta estrictamente nulo. 3. El bastón extiende el perímetro del polígono de sustentación hacia adelante.

Así, la línea de gravedad vuelve a caer dentro de la base y aporta un apoyo que neutraliza los momentos de giro desestabilizadores. 4. La línea vertical trazada desde el centro de gravedad debe proyectarse en el interior del polígono de sustentación delimitado por los apoyos corporales. 5. La anulación de la resultante de todas las fuerzas aplicadas ( ) y la anulación simultánea de la sumatoria de los torques ( ). 6. b) Quinta vértebra lumbar. En posición anatómica erguida neutra, el centro de gravedad humano se localiza a la altura de la 5ª vértebra lumbar. 7. c) Signo negativo. El convenio físico estipula signo positivo para giros antihorarios y negativo para rotaciones en sentido horario.

8. c) Agranda la base de sustentación. Al añadir un nuevo punto de contacto en el suelo, se expande la superficie total del polígono de sustentación. 9. a) Estrategia de paso. Si la cadera no compensa el desplazamiento gravitatorio, se da un paso para restablecer el soporte bajo el centro de masas. 10. Porque oscila verticalmente: se eleva durante el soporte unipodal ganando energía potencial y desciende en el apoyo bipodal transformándola en cinética. 11. El factor de trabajo: en la marcha es superior a 0,5, garantizando intervalos de apoyo bipodal; en la carrera es inferior a 0,5, generando instantes de vuelo libre sin contacto en el suelo. 12.

Porque la extremidad requiere una fuerza neta y un torque desequilibrado en sentido antihorario para acelerar angularmente y desplazar el segmento hacia adelante. 13. Durante el apoyo monopodal; en ese instante la energía potencial gravitatoria alcanza su valor máximo antes de transformarse en cinética al descender. 14. La articulación talocrural en el choque de talón y las articulaciones metatarso-falángicas en el momento de la propulsión o despegue. 15. a) Distancia entre apoyos consecutivos del mismo pie. La zancada mide la distancia media entre dos contactos sucesivos dados por la misma extremidad inferior. 16. c) Factor de trabajo superior a 0,5.

Un factor de trabajo mayor a 0,5 asegura fases periódicas de doble apoyo en el suelo, lo que define la marcha. 17. a) Músculo tibial anterior. El tibial anterior se inserta anteriormente e induce un momento rotacional positivo al inicio del contacto plantar. 18. c) Dos veces la energía cinética máxima. El trabajo mecánico efectuado por los músculos corresponde cuantitativamente al doble de la energía cinética máxima de la extremidad. = F 0 = τ 0 Biomecánica y Marcha Humana: Biofísica Médica 16