OLIMPÍADAS DE BIOMECÂNICA - EQUIPE FORÇA MAXIMA

Tarefas realizadas na mini olimpíadas pela equipe Força Máxima

Minha Biomecânica

Identificar e divulgar os conceitos de biomecânica

Biomecânica na rua

Realizar uma atividade que divulgue a biomecânica para a comunidade local

Auditório Científico

Fomentar a participação dos alunos em eventos científicos.

Biomecânica é Arte

Estimular a "veia" artística dos estudantes

Referencias:

http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5168/tde-06082015-125025/pt-br.php

http://recipp.ipp.pt/handle/10400.22/1331

http://www.efdeportes.com/efd113/a-biomecanica-e-a-educacao-fisica.htm

http://www.actafisiatrica.org.br/detalhe_artigo.asp?id=104

Cinética e Cinemática da Marcha de Indivíduos Obesos

 Estudos apresentam a caracterização cinemática e cinética da marcha de indivíduos obesos. Envolveu instrumentos como Pedar-Novel, para recolha de dados da pressão plantar;

Plataforma Bertec 4060-10, para dados de Força de Reacção ao Solo (FRS), Câmaras digitais Sony, 50Hz para ângulos do pé; IPAQ para dados de atividade física.

 Os resultados mostraram pelos valores de FRS e respectivos tempos de ocorrência que indivíduos obesos, quando comparados com indivíduos eutróficos, exercem forças superiores ocasionando uma sobrecarga mecânica ao nível do sistema músculo-esquelético

A teoria biomecânica sugere que a obesidade leva ao aumento das pressões e das forças sobre as articulações, resultando em activação dos mecanismos de degradação da cartilagem articular (Calvete, 2004, Radominski, 1998).

Sabe-se que o transporte de uma sobrecarga consubstancia-se num stress biomecânico aumentado sobre os tecidos e sistemas do corpo humano, especialmente sobre os do sistema locomotor e da manutenção postural. Aqueles que estão sujeitos a sobrecarga de forma transitória, ou possivelmente intermitente, poderão encontrar soluções de compensação relativamente eficazes, mas mesmo assim não definitivas, para as situações particulares de carga (Dowling, 2001, Fabris, 2006, Hills, 2001).

A FRS durante a marcha apresenta dois picos, o primeiro relacionado à fase de ataque ao solo (Fz1) e o segundo á fase de propulsão (Fz2).

Neste estudo foi possível observar que os indivíduos obesos apresentam valores superiores nas componentes de FRS quando comparados com indivíduos com peso normal. Os valores encontrados, nos obesos, para o primeiro pico de Fz1 (2,2± 0,08) é estatisticamente significativo (p= 0,00), no entanto os valores do tempo de apoio não apresentam qualquer diferença significativa (p = 0,60). Deste achado é possível inferir que estes indivíduos na fase de ataque ao solo necessitam de realizar uma força superior, quando comparados com o grupo controlo. No respeitante á fase de propulsão encontram-se diferenças estatisticas tanto no que diz respeita ao valor de Fz2 (1,23±0,08) como ao tempo de apoio (p=o, o1 e p=0,01, respectivamente).

A componente ântero-posterior (Fy) apresenta também diferenças significativas entre os dois grupos, p=0,09. Realçando que os grupos de indivíduos obesos demoram mais tempo na fase de travagem (p= 0,00).

Nos estudos, quando avaliadas as pressões plantares, verificou-se que o pé dos indivíduos obesos apresentava valores mais altos no retropé na fase de ataque ao solo, enquanto na fase de propulsão essas pressões eram mais altas na zona do antepé (metatarsos e hálux).

CINEMÁTICA

Ao nivel cinemático foi analisado os valores do ângulo relativo entre a perna e o pé, descrito segundo Winter (Winter, 1991).

Os valores médios observados na fase de ataque ao solo são da ordem de 87º desvio padrão igual a 6.8. Na fase de propulsão os valores foram em média de 86.2º; desvio padrão de 4.2.

Os resultados médios do IPAQ mostram que os indivíduos desta amostra podem ser considerados indivíduos com um nível de AF moderada (600MET) e o grupo controlo como A.F. intensa (3000 MET).

A marcha é uma das atividades que se recomenda no tratamento da obesidade podendo constituir de facto uma atividade difícil de executar se atendermos á sobrecarga que acarreta para o sistema musculo-esquelético.Sabe-se que a obesidade é um dos factores que altera os padrões da marcha, devido ás adaptações necessárias para suportar a sobrecarga a que as articulações estão sujeitas (Calvete, 2004).

O estudo da FRS constitui uma das mais importantes grandezas para a análise biomecânica do movimento da marcha humana.Esta componente mostrou ter um padrão constante e repetitivo apesar da variabilidade que a actividade da marcha apresenta (Sacco, 2001).

Da análise dos dados da FRS e respectivos tempos de ocorrência foi possível observar que neste estudo os indivíduos obesos, quando comparados com indivíduos de peso normal, exercem forças de valor superior ocasionando uma sobrecarga mecânica ao nível do sistema músculo-esquelético.

Os valores normais para os picos de FRS, são da ordem de 10 a 20% do peso corporal e de Fy são de cerca de 20%, quando normalizado ao peso corporal (Winter, 1991).

Na amostra em estudo os resultados observados apontam que as componentes de FRS são superiores quando comparado ao grupo controle. Estes dados vêm de encontro aos encontrados em outros estudos que envolveram o transporte de cargas como mochilas e em grávidas. De facto o aumento do peso corporal ocasiona valores mais elevados nas componentes de FRS. (Winter, 1991 Lopes, 2000; Santos, 2005, Machado,L,2010).

Relativamente ao tempo de apoio este não diferiu significativamente quando comparamos os dois grupos, não sendo mais elevados nos individuos com maior peso. Contudo este parâmetro não vem de encontro aos estudos realizados em crianças obesas, em que os tempos na fase de apoio tendem a ser a maiores do que os encontrados para crianças de peso normal (Mota e Link, 2001).

Uma das possiveis explicações para este achado poderá ser de que estes sujeitos adoptaram como estratégia a aplicação de valores mais elevados de força, tanto na fase de ataque ao solo, como na de propulsão compensando deste modo os valores do tempo de apoio.

O conhecimento da distribuição plantar é essencial para se detectar em que as zonas do pé a sobrecarga á maior (McPoil e Orlin, 2000;Dowling, 2004).

No respeitante aos valores de pressão plantar, em indivíduos obesos, nem sempre os vários estudos são consonantes. Se por um lado alguns referem que os valores das pressões plantares são mais elevados outros apontam que os valores são mais baixos. A justificação destes valores tem a ver com o achatamento do arco plantar ocasionando uma maior área para distribuição das pressões (Teh, 2005, Filippin, 2008).

Contudo na grande maioria dos estudos realizados verifica-se um aumento nos valores de pressão plantar em individuod obesos, quando comparados com individuos de peso normativo (Gravante, 2003, Hills, 2001).

Diferentes investigações mostram que em indivíduos com sobrepeso as zonas do pé que estão mais sobrecarregadas são o retropé na fase de ataque ao solo e o antepé (cabeça dos metatarsos) na fase de propulsão. (Hills, 2001, Dreup, 2003). O mesmo foi verificado na amostra em estudo, em que os valores encontrados tanto no retropé como no mediopé são substancialmente mais elevados do que o grupo controle (Birtane, 2004).

No respeitante aos ângulos do tornozelo desenvolvidos por esta amostra observa-se que apresentam valores médios mais elevados do que indivíduos não obesos.

Estudos feitos com crianças que transportam mochilas e em grávidas evidenciam resultados semelhantes aos encontrados neste estudo (Rocha, 2008, Santos 2005).

No entanto a literatura refere que estes ângulos em indivíduos eutróficos são de 55ºa 60ªtanto na fase de ataque ao solo como da propulsão (Moriguchi, 2007).

Do presente estudo é possível concluir que a marcha dos indivíduos obesos apresenta características diferentes dos indivíduos não obesos.

Equilíbrio

O equilíbrio mecânico ocorre quando a força resultante sobre um corpo é nula. Ele pode ser estático, se o corpo estiver em repouso, ou dinâmico, se estiver em movimento uniforme. As condições de equilíbrio permitem calcular forças internas ao corpo humano e servem de base para solução de problemas relacionados com a determinação da estabilidade

o equilíbrio mecânico pode ser classificado de duas formas:

Equilíbrio estático: quando o corpo em equilíbrio está em repouso;

Equilíbrio dinâmico: quando o corpo está em movimento uniforme, ou seja, com velocidade constante.

Biomecânica e Obesidade no equilíbrio postural

A obesidade não afeta apenas as características físicas externas dos indivíduos, mas tem uma grande influência com relação a fatores fisiológicos, estando associada com o desenvolvimento de diversos problemas como diabetes mellitus do tipo II, doença coronária, aumento da incidência de certas formas de câncer, complicações respiratórias e osteoartrite de grandes e pequenas articulações,como também, problemas mecânicos no movimento.

Uma das variáveis mecânicas que sofre alterações com o excesso de massa corporal é o equilíbrio. Tal variável é vista como uma integração sensório motora que garante a manutenção da postura. O equilíbrio corporal ocorre quando o sistema visual, o somatossensorial e o vestibular estão interagindo, juntamente com o sistema nervoso central, mais especificamente tronco encefálico e cerebelo. O papel destas três fontes sensoriais, chamadas de tríade do equilíbrio, no controle postural tem sido investigado em indivíduos desde a infância até a idade adulta. Neste sentido, a maior gama de estudos científicos indica o fato de que a idade afeta os mecanismos de ajustes posturais.Por intermédio do aumento da massa dos diferentes segmentos que resultam na modificação da morfologia do corpo, a obesidade pode afetar esse equilíbrio.

A obesidade afeta diversos sistemas corporais, incluídos os de manutenção da postura e equilíbrio. Porém, mesmo que tal fato seja descrito na literatura, não há um consenso de como essa perturbação na estabilidade ocorre em função da idade.

Leis de Newton

1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia

• Quando estamos dentro de um carro, e este contorna uma curva, nosso corpo tende a permanecer com a mesma velocidade vetorial a que estava submetido antes da curva, isto dá a impressão que se está sendo "jogado" para o lado contrário à curva. Isso porque a velocidade vetorial é tangente a trajetória.
• Quando estamos em um carro em movimento e este freia repentinamente, nos sentimos como se fôssemos atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar em movimento.

estes e vários outros efeitos semelhantes são explicados pelo princípio da inércia, cujo enunciado é:

"Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em movimento tende a permanecer em movimento."

Então, conclui-se que um corpo só altera seu estado de inércia, se alguém, ou alguma coisa aplicar nele uma força resultante diferente se zero.

2ª Lei de Newton - Princípio Fundamental da Dinâmica

Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas diferentes observamos que elas não produzem aceleração igual.

A 2ª lei de Newton diz que a Força é sempre diretamente proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa, ou seja:

F=m.a

ou em módulo: F=ma

Onde:

F é a resultante de todas as forças que agem sobre o corpo (em N);

m é a massa do corpo a qual as forças atuam (em kg);

a é a aceleração adquirida (em m/s²).

A unidade de força, no sistema internacional, é o N (Newton), que equivale a kg m/s² (quilograma metro por segundo ao quadrado).

Exemplo:

Quando um força de 12N é aplicada em um corpo de 2kg, qual é a aceleração adquirida por ele?

F=ma

12=2a

a=6m/s²

3ª Lei de Newton - Princípio da Ação e Reação

Quando uma pessoa empurra um caixa com um força F, podemos dizer que esta é uma força de ação. mas conforme a 3ª lei de Newton, sempre que isso ocorre, há uma outra força com módulo e direção iguais, e sentido oposto a força de ação, esta é chamada força de reação.

Esta é o princípio da ação e reação, cujo enunciado é:

"As forças atuam sempre em pares, para toda força de ação, existe uma força de reação."

Torque

Tendência de uma força para causar rotação sobre um eixo, força aplicada.

 E o produto da forca vezes a distancia perpendicular, desde a sua linha de ação ate o eixo do movimento. É definido a partir da componente perpendicular ao eixo de rotação da força aplicada sobre um objeto que é efetivamente utilizada para fazê-lo girar em torno de um eixo ou ponto central conhecido como ponto pivô ou ponto de rotação. A distância do ponto pivô ao ponto onde atua uma força ‘F’ é chamada braço do momento e é denotada por ‘r’. Note que esta distância ‘r’ é também um vetor.

Torque relacionado a obesidade

Quando a linha de ação da força peso, que se localiza no centro de gravidade corporal, se desloca para fora da base de apoio, é criado um torque em relação a essa base de apoio que tende a causar movimento angular do corpo, rompendo assim, com a estabilidade ocasionando a queda do corpo9 . Estudos demonstraram que existe relação inversa entre índice de massa corporal (IMC) e desempenho em testes de equilíbrio 

Pesquisa da Faculdade de Medicina

 Correlação da força muscular com a composição corporal segmentar na obesidade grave

A obesidade mórbida é um problema de saúde pública. O aumento da massa gorda contribui para a perda de massa livre de gordura e mudanças na força muscular e resistência dos músculos dos membros inferiores (flexores e extensores), que são responsáveis pela independência, mobilidade e capacidade para realizar com segurança as atividades diárias. OBJETIVO: Avaliar a correlação entre a força muscular e composição corporal total e segmentar de acordo com o grau de obesidade.

MÉTODO: Foram incluídos no estudo 132 pacientes com obesidade mórbida de ambos os sexos, com idade entre 18 e 60 anos, sendo divididos entre grupo obeso (>= 40Kg/m2 e < 50Kg/m²) e superobeso (>= 50Kg/m2 e < 60Kg/m²). Todos os pacientes realizaram avaliação da composição corporal (bioimpedância elétrica) e da força muscular máxima dos membros inferiores (dinamometria isocinética).

RESULTADOS: Não houve diferença significativa entre o valor médio da força muscular absoluta de extensão (156,4 ± 45 Nm vs. 156,4 ± 41 Nm) e flexão (71,5 ± 22 Nm vs. 72,8 ± 22 Nm) entre o grupo obeso e superobeso. O grupo superobeso apresentou redução da força muscular de extensão e flexão corrigida pelo peso corporal e pelo peso dos membros inferiores em relação ao grupo obeso (P < 0,05). A correlação da força muscular com o peso corporal foi fraca (r = 0,37-0,57, P < 0,001) a moderada, enquanto que observou se correlação moderada em relação ao peso dos membros inferiores (r = 0,46-0,61, p < 0,001).

CONCLUSÃO: O grupo super obeso apresentou um valor médio na força absoluta de extensão e de flexão. A força muscular diminuída na obesidade grave está diretamente relacionada com a composição corporal dos membros inferiores