biomecanica

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SAÚDE E MEDICINA 
CONTEÚDO 
 
Biomecânica 
 
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 Dados Internacionais de Catalogação na Publicação - Brasil 
 Triagem Organização LTDA ME 
 Bibliotecário responsável: Rodrigo Pereira CRB 1/2167 
 Portal Educação 
P842b Biomecânica / Portal Educação. - Campo Grande: Portal Educação, 2013. 
 98p. : il. 
 
 Inclui bibliografia 
 ISBN 978-85-8241-807-9 
 1. Biomecânica. I. Portal Educação. II. Título. 
 CDD 571.43 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS SOBRE A BIOMECÂNICA 
1.1 Fundamentos dobre o movimento humano 
2 CONSIDERAÇÕES ESQUELÉTICAS ASSOCIADAS AO MOVIMENTO HUMANO 
3 CARACTERÍSTICAS MUSCULARES PARA O MOVIMENTO HUMANO 
 3.1 Ângulo de inserção muscular 
 3.2 Relação força-tempo 
 3.3 Relação comprimento-tensão 
 3.4 Relação força-velocidade 
 3.5 Potência 
 3.6 Efeito da temperatura no músculo 
4 MÉTODOS DE MEDIÇÃO EM BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO HUMANO 
 4.1 Cinemetria 
 4.2 Dinamometria 
 4.3 Eletromiografia 
 4.4 Antropometria 
 
REFERÊNCIAS 
 
 
1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS SOBRE A BIOMECÂNICA 
 
 
O corpo humano é um dos principais objetos de estudo do homem. Dentro das áreas das 
Ciências da Saúde ou áreas que tratam do estudo e relações do homem, as investigações se voltam 
para analise do movimento humano, no esporte, no quotidiano e no trabalho. 
Segundo Hamill e Knutzen (1999) o movimento pode ser analisado avaliando as contribuições 
anatômicas para o movimento (anatomia funcional com utilização da cinesiologia), descrevendo as 
características do movimento (cinemática) ou determinando as causas do movimento (cinética). 
Neste sentido, duas grandes áreas se relacionam a fim de explicar o movimento a ser 
investigado – a biomecânica e a cinesiologia. Assim como ilustra a Figura 1, os componentes de uma 
análise do movimento humano permeiam no conhecimento das áreas de biomecânica e cinesiologia. 
 
 
Figura 1 – Componentes de uma análise do movimento humano. Fonte: Adaptado de Hamill e Knutzen 
(1999). 
 
A Biomecânica é uma disciplina derivada das ciências naturais que se preocupa com a análise 
física dos sistemas biológicos, descrevendo, analisando e modelando-os (AMADIO e DUARTE, 1996). 
Além disso, segundo Teixeira e Mota (2007) a Biomecânica busca por compreender o seu 
 
funcionamento, contrapõe-se sua complexidade, levando cientistas e estudiosos a aprofundar cada vez 
mais os seus estudos. 
Pode-se dizer que foi no século XX que ocorreram grandes avanços tecnológicos que se 
refletiram nos métodos experimentais usados em praticamente todas as áreas de atuação científica, 
incluindo a Biomecânica, ocasionando um grande avanço nas técnicas de medição, armazenamento e 
processamento de dados, fatos estes que contribuíram para o estudo e melhor compreensão do 
movimento humano (TEIXEIRA e MOTA, 2007). 
Porém, para a compreensão da complexidade do movimento humano é importante os 
conhecimentos da área de cinesiologia. A cinesiologia, por sua vez, tem como ramificações campos 
como a anatomia, fisiologia, mecânica, física, matemática ortopedia, neurologia, patologia e psicologia 
(SMITH, WEISS e LEHMKUHL, 1997). 
Mas quais os reais limites entre as áreas de biomecânica e cinesiologia? Na realidade, assim 
como indicam Amadio e Duarte (1996) essas disciplinas científicas apresentam domínios de 
sobreposição, sendo este dilema típico de todas as ciências e ainda pertence à estrutura dinâmica de 
progresso no conhecimento científico onde sempre se busca um novo aspecto e ou explicações de 
fenômenos a partir de problemas interdisciplinares. 
Portanto, no que segue o conteúdo serão apresentados algumas das considerações 
fundamentais para futura análise do movimento humano. Para que os profissionais como os 
fisioterapeutas e educadores físicos, possam “falar a mesma língua” durante suas práticas 
profissionais, há necessidade de entendimento dos conceitos básicos utilizados pela literatura. Desta 
forma, o estudo e entendimento do movimento humano são de fundamental importância para a atuação 
na área. 
 
 
 
1.1 Fundamentos sobre o movimento humano 
 
A descrição da posição de um segmento ou movimento articular é tipicamente expressão em 
relação a uma posição inicial designada. A chamada posição anatômica, ilustrada na Figura 2, é uma 
referência padronizada e utilizada mundialmente. 
Nesta posição, o corpo fica ereto na vertical, membros superiores ao lado do tronco e palmas 
das mãos voltadas para frente, membros inferiores ligeiramente afastados, com os pés apontando para 
frente (HAMILL e KNUTZEN, 1999; HALL, 2000). Segundo Hall (2000) esta posição não é ereta 
 
natural, mas é a orientação corporal usada convencionalmente como posição de referência ou ponto de 
partida quando são definidos os termos relacionados ao movimento humano. 
 
 
Figura 2 – Posição anatômica de referência. 
 
Hamill e Knutzen (1999) relacionam a posição fundamental que difere da posição anatômica 
pelo posicionamento dos membros superiores, onde as palmas das mãos ficam voltadas para o corpo, 
assim como ilustra a Figura 3. Segundo os mesmos autores, pode-se dizer que seja qual for a posição 
utilizada, todas as descrições de movimento devem ser feitas com relação a essa posição inicial. 
 
Figura 3 – Posição fundamental. Fonte: Hamill e Knutzen (1999). 
 
 
Praticamente, estas definições são importantes, por exemplo, para definir as posições que 
estão sendo avaliadas, como no estudo de Teixeira et al. (2008) que utilizou como parâmetro a posição 
anatômica de referencia para a mensuração do equilíbrio corporal em idosas. Ademais, a padronização 
dos movimentos é fundamental para a possibilidade de replicação dos estudos. 
 
 
 
Outra consideração importante é relacionada aos termos direcionais para descrever a relação 
de partes do corpo ou a localização de um objeto externo em relação ao corpo. Assim, a Figura 4 
ilustra as direções anatômicas utilizadas comumente. 
 
 
 
Figura 4 – Termos direcionais anatômicos. Adaptado de Hall (2000) e Thompson e Floyd (2002). 
 
A partir da Figura 4 se tem as seguintes denominações: 
 
LEITURA COMPLEMENTAR 
 
TEIXEIRA, C. S.; LEMOS, L. F. C.; LOPES, L. F. D.; ROSSI, A. G.; MOTA, C. B. 
Equilíbrio corporal e exercícios físicos: uma investigação com mulheres idosas 
praticantes de diferentes modalidades. Acta Fisiátrica, v. 15, p. 154 - 157, 2008. 
http://www.actafisiatrica.org.br/v1/frmMostraArtigo.aspx?artigo=1097 
 
Superior → mais próximo da cabeça (cranial); 
Inferior → mais afastado da cabeça (caudal) ou ainda abaixo (inferior) em relação a outra estrutura; 
Anterior → para a frente do corpo; 
Posterior → para a parte de trás do corpo; 
Medial → para a linha média do corpo; 
Lateral → afastado da linha média do corpo; 
Proximal → mais próximo do tronco ou do ponto de origem; 
Distal → mais afastado do tronco ou do ponto de origem; 
Superficial → para a superfície do corpo; 
Profundo → dentro do corpo e afastado da superfície do corpo. 
Contralateral → relativo ao lado oposto; 
Ipsilateral → do mesmo lado. 
 
Com relação aos termos que descrevem os movimentos, é comum na prática profissional o 
tratamento errôneo das partes do corpo. Por exemplo, na musculação quando os alunos realizam 
apenas exercícios para o braço, significa dizer queos mesmos não utilizam em seus treinamentos 
exercícios para a musculatura flexora ou extensora do punho ou dos dedos (ou seja para o segmento 
do antebraço). Dizer que o aluno realiza um trabalho para a região do braço, significa que o trabalho é 
focado ao bíceps ou ao tríceps (dependendo se a parte anterior ou posterior do corpo está sendo 
trabalhada – exercício de flexão contra movimento ou extensão contra o movimento), uma vez que o 
segmento braço refere-se ao úmero e não ao rádio e a ulna. A Figura 5 ilustra essas relações. 
 
 
Figura 5 – Segmento do braço e antebraço. Fonte: A autora. 
 
 
Portanto, uma revisão dos nomes dos segmentos é indispensável no preparo para a utilização 
correta dos termos anatômicos que descrevem o movimento. A cabeça, o pescoço e o tronco são 
segmentos que compõem a parte principal do corpo e a porção axial do esqueleto, chegando a 
constituir mais de 50% do peso de um indivíduo e, geralmente move-se muito mais lentamente que as 
outras partes do corpo. Os membros superiores e inferiores são denominados a porção apendicular do 
esqueleto. 
No membro superior, o úmero é denominado braço e a ulna e o rádio constituem o antebraço e 
os carpos, metatarsos e falanges são denominados a mão. No membro inferior o segmento chamado 
de coxa, descreve o fêmur, a perna descreve o segmento da tíbia e fíbula, e o pé descreve os tarsos, 
metatarsos e falanges. A Figura 6 ilustra os termos anatômicos dos segmentos corporais humanos. 
 
Figura 6 – Termos anatômicos dos segmentos corporais humanos. Fonte: A autora. 
 
De forma geral, os movimentos são realizados pelas articulações, ou seja, a flexão e/ou 
extensão é realizada pelo cotovelo, assim como pelo joelho e não pelo braço ou pela coxa. 
Em muitas articulações são possíveis movimentos diferenciados. Algumas articulações 
permitem apenas flexão e extensão, outras permitem grande variedade de movimentos, dependendo 
de sua estrutura. Antes das explicações de como se dão os ângulos, é importante entender como 
proceder para a avaliação, para que os valores sejam padronizados e não ocorram problemas de um 
estudo apresentar ângulos de flexão de joelhos de 30º e estar na mesma posição e apresentar ângulos 
de 150º. Existem dois tipos de medidas para os ângulos – os ângulos relativos e os ângulos absolutos 
(HAMILL e KNUTZEN, 1999; HALL, 2000). A Figura 7 exemplifica os ângulos relativos e os ângulos 
absolutos dos segmentos corporais. 
 
 
 
Figura 7– Ângulos relativos versus ângulos absolutos nas articulações corporais. Fonte: Hall (2000). 
 
Os ângulos relativos são aqueles medidos na articulação, ou seja, aqueles formados entre os 
eixos longitudinais dos segmentos corporais adjacentes. Este ângulo é medido de tal forma que a 
posição parte sempre do zero, ou seja, a posição anatômica. 
 
Os ângulos absolutos são aqueles cuja orientação angular é dada pelo segmento corporal em 
relação à linha de referencia fixa. Os ângulos absolutos devem ser sempre medidos na mesma 
direção a partir de uma única de referência – horizontal ou vertical. 
 
Um exemplo da necessidade de padronização dos ângulos, além do próprio entendimento da 
situação, é com relação à comparação dos valores entre os estudos, assim como pode ser observado 
na Figura 8. 
O estudo de Yi et al. (2008) avaliou o ângulo da cervical, por meio do ângulo relativo formado 
pelos pontos anatômicos: articulação têmporo-madibular, sétima cervical e acrômio, sendo o acrômio o 
vértice do ângulo. O estudo de Kussiki, João e Cunha (2007) relacionou os ângulos para a cervical 
definindo os pontos da sétima cervical, articulação têmporo-mandibular, porém se utilizando como 
referência a horizontal. Com a vertical o estudo de Teixeira et al. (2009) foi encontrado e utiliza os 
pontos da articulação têmporo-mandibular e sétima cervical com a vertical, com vértice a ATM. Os 
valores, para todos os estudos diferenciam-se sendo o estudo de Yi et al. (2008) entre 52,27 ± 8,58° 
para respiradores nasais e de 60,36 ± 9,64° para respiradores orais. O estudo de Kussiki, João e 
Cunha (2007) reportou valores de 47,3 ± 7,26° para o grupo de obesos, 52,5 ± 7,06° para o grupo de 
 
sobrepeso e de 57,6 ± 7,33° para o grupo de eutróficos. Já o estudo de Teixeira et al. (2009) mostrou 
valores de 43,31 ± 2,17° e 45,27 ± 2,24° para a atividade instrumental de um músico violista. 
 
 
 
Yi et al. (2008) Kussiki, João e Cunha (2007) Teixeira et al. (2009) 
Figura 8 – Ângulos utilizados em estudos para identificar a flexão da cervical. 
 
 
 
Um exemplo bem prático é mostrado por Hamill e Knutzen (1999) que ilustra os ângulos do 
tornozelo e do joelho durante agachamento, assim como ilustra a Figura 9. 
LEITURA PARA APROFUNDAMENTO 
 
YI, L. C.; JARDIM, J. R.; INOUE, D. P.; PIGNATARI, S. S. N. The relationship 
between excursion of the diaphragm and curvatures of the spinal column in mouth 
breathing children. Journal of Pediatric, v. 84, n. 2, p.171-177, 2008. 
 
TEIXEIRA, C. S.; LEMOS, L. F. C.; LOPES, L. F. D.; ROSSI, A. G.; MOTA, C. B. 
Equilíbrio corporal e exercícios físicos: uma investigação com mulheres idosas 
praticantes de diferentes modalidades. Acta Fisiátrica, v. 15, p. 154 - 157, 2008. 
http://www.actafisiatrica.org.br/v1/frmMostraArtigo.aspx?artigo=1097 
 
KUSSUKI, M. O. M.; JOÃO, S. M. A.; CUNHA, A. C. P. Caracterização postural 
da coluna de crianças obesas de 7 a 10 anos. Fisioterapia em Movimento, v. 
20, n. 1, p. 77-84, 2007. http://www2.pucpr.br/reol/index.php/RFM?dd1=104 
 
 
 
 
 
 
Figura 9 – Ângulo absoluto versus ângulo relativo do tornozelo e do joelho. Fonte: Hamill e Knutzen 
(1999). 
 
 
A grande questão é que os valores devem ser comparados com muito cuidado. O estudo de 
Teixeira et al. (2009) reportou em sua discussão as relações do ângulo da cervical para as atividades 
de trabalho, que não devem passar de 30°. Porém, quando observado o estudo comparado pelos 
autores, nota-se que Iida (2005) também faz relação a mesma padronização de ângulos para estas 
inferências, o que permite relações diretas com os valores e suas conseqüentes melhorias no contexto 
do trabalho. 
No geral, segundo Hamill e Knutzen (1999) existem seis movimentos básicos que ocorrem em 
variáveis combinações nas articulações do corpo, sendo eles flexão, extensão, abdução, adução 
rotação interna e rotação externa. 
 
 
 
Movimentos de flexão e extensão: 
 
Os movimentos de flexão e extensão são encontrados em quase todas as articulações 
sinoviais, ou completamente móveis, do corpo, incluindo artelhos, tornozelos, joelhos, quadril, tronco 
ombro, cotovelo, punho e dedos. A flexão faz com que haja diminuição do ângulo relativo dos 
segmentos, ou seja, aproximação dos segmentos. Já a extensão faz com que haja aumento do ângulo 
relativo. A Figura 10 ilustra alguns dos movimentos de flexão e extensão. 
 
 
 
Figura 10 – Movimentos de flexão e extensão. Fonte: Hamill e Knutzen (1999). 
 
 
 
Movimentos de adução e abdução: 
 
Os movimentos de adução e abdução não são tão comuns quanto a flexão e a extensão, e 
ocorrem somente nas articulações metatarsofalângicas, do quadril, do ombro, do punho, e 
metacarpofalângicas. A abdução é o movimento para longe da linha média do corpo ou do segmento. 
Já a adução é o movimento de aproximação da linha média do corpo ou dos segmentos. A Figura 11 
ilustra alguns dos movimentos de adução e abdução. 
 
 
Figura 11 – Movimentos de abdução e adução. Fonte: Hamill e Knutzen (1999). 
 
 
 
Movimentos de rotação interna e rotação externa: 
 
As rotações podem ser tanto mediais, também chamadas de internas quanto laterais, também 
chamadas de externas. Como a linha média atravessa os segmentos do tronco e da cabeça, as 
rotações nesses segmentos são descritas para a esquerda e para a direita a partir da perspectiva de 
quem realiza. A Figura 12 ilustra alguns dos movimentos de rotação interna e externa.Figura 12 – Movimentos de rotação interna e rotação externa. Fonte: Hamill e Knutzen (1999). 
 
 
Além desses movimentos, existem termos especializados. Segundo Hamill e Knutzen (1999) 
essas denominações são para as regiões do tronco, escápula, antebraço, coxa, braço, e pé, assim 
como ilustra a Figura 13. 
 
 
Figura 13 – Movimentos considerados especializados. Fonte: Hamill e Knutzen (1999). 
 
 
As considerações a seguir são baseadas nas informações da Figura 14 conforme indicações 
de Hamill e Knutzen (1999): a flexão lateral direita e esquerda é um movimento que se aplica apenas 
ao movimento da cabeça e do tronco. A cintura escapular tem nome de movimento especializado que 
pode ser descrito observando-se o movimento das escápulas. O levantamento das escápulas é 
denominado elevação enquanto que o movimento contrário é denominado depressão. Se as escapulas 
se movem afastando-se uma da outra, o movimento é denominado protação ou abdução. O movimento 
de retorno das escapulas é chamado de retração ou adução. Além disso, as escápulas podem fazer 
rotação para cima, no sentido da base da escápula se afastar do tronco e a borda superior move-se no 
sentido a aproximar-se do tronco. Este movimento denomina-se rotação para cima, e sua volta rotação 
para baixo. 
No braço e na coxa, as combinações de flexão e adução são denominadas de adução 
horizontal, e as combinações de extensão e abdução são denominadas de abdução horizontal. Ambas 
as denominações são realizadas com os membros de forma horizontal ao solo, sendo que a adução 
aproxima-se da linha média do corpo e a abdução afasta-se da linha média do corpo. 
No antebraço, os movimentos de pronação e supinação ocorrem com a sobreposição do rádio 
sobre a ulna. A supinação é o movimento no qual a palma da mão é voltada para a frente (como na 
região anatômica de referência) e a pronação, as palmas devem estar voltadas para a parte posterior 
do corpo. Estes movimentos também podem ser chamados de rotação externa (supinação) e rotação 
interna (pronação). 
No punho, o movimento em direção ao polegar é denominado desvio radial, e em direção ao 
dedo mínimo é denominado desvio ulnar. Nos pés, os movimentos de flexão e extensão são 
especializados para flexão plantar dorsiflexão e flexão plantar, respectivamente. Além disso, o pé 
apresenta outro grupo de movimentos especializados chamados de inversão e eversão que ocorrem 
nas articulações intertársicas e metatársicas. A inversão do pé ocorre quando a borda medial do pé 
levanta de modo que a sola do pé vira-se para dentro em direção ao outro pé. Já a eversão é o 
movimento oposto do pé quando a sola vira-se para fora. 
E finalmente a circundução, que pode ser realizado por qualquer articulação que tenha o 
potencial em mover-se em duas direções, de modo que se realize um movimento circular. 
Para definir os movimentos das articulações e segmentos e para registrar a localização no 
espaço de pontos específicos no corpo, é necessário um ponto de referência (SMITH, WEISS e 
LEHMKUHL, 1997). Hall (2000) indica que a terminologia especializada é necessária, pois é capaz de 
identificar com exatidão a posição e direções corporais. 
 
Ao se estudar as várias articulações do corpo e analisar seus movimentos se convencionaram 
caracterizar de acordo com planos específicos de movimento (THOMAS e FLOYD, 2002). Hamill e 
Knutzen (1999) e Hall (2000) relacionam a descrição do movimento por meio de um sistema de planos 
e eixos. Para tanto, três pontos imaginários são posicionados pelo corpo em ângulos retos de modo 
que façam intersecção no centro de massa do corpo ou centro de gravidade do corpo. O movimento é 
dito como ocorrendo em um plano específico se estiver ao longo desse plano ou paralelo a ele. Existem 
três tipos de planos, sendo eles plano sagital, plano frontal e plano transverso. A Figura 14 ilustra as 
definições de cada plano anatômico de referência. 
 
 
O plano sagital, também conhecido como plano ântero-posterior 
bissecciona o corpo em metade direita e metade esquerda. 
 
O plano frontal, também denominado plano coronal, bissecciona o corpo 
nas metades anterior e posterior. 
 
O plano transverso, também denominado plano horizontal, bissecciona o 
corpo nas metades superior e inferior. 
Figura 14 – Definições dos planos anatômicos de referência. Fonte: A autora. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Figura 15 ilustra a projeção dos três planos no corpo humano. 
 
Figura 15 – Planos anatômicos de referencia. Fonte: Hall (2000). 
 
Segundo Hall (2000) esses planos imaginários de referência existem apenas em relação ao 
corpo humano. Se uma pessoa gira, formando um ângulo de 45° para a direita os planos de referência 
também giram 45° para a direita. Alguns exemplos práticos de movimentos realizados nesses planos 
estão ilustrados na Figura 16. 
 
 
Figura 16 – Exemplos práticos de movimentos realizados nos planos. 
 
Na Figura 16 ilustra o movimento de estratégia do tornozelo durante a manutenção do 
equilíbrio, que é realizado no plano sagital; de polichinelo, que é realizado no plano frontal, e o 
movimento rotação da cervical para o lado direito e esquerdo, que é realizado no plano transverso. 
 
 
Da mesma forma, se o profissional pedir um espacate para seus alunos, este poderá ser 
realizado tanto no plano sagital, realizando extensão e flexão do quadril, quanto no plano frontal, 
realizando uma abdução (Figura 17). 
 
 
Figura 17 – Espacate no plano sagital e frontal. Fonte: <http://www.dodance.com.br/home/index.asp>. 
Acesso em: 22 jul 2010. 
 
 
Estas diferenças começam a dar indícios de que os movimentos devem ser analisados e 
descritos com cuidado, mesmo que alguns autores costumem relacionar os movimentos aos diferentes 
planos no sentido de dizer que no sagital há movimentos de flexão e extensão, no frontal há 
movimentos de abdução e adução e no transverso, há movimentos de rotação. 
Estas informações são corroboradas quando o indivíduo sai da posição anatômica de 
referência. Por isso não se deve convencionar que no plano sagital são realizados apenas movimentos 
de flexão e extensão, no plano frontal apenas movimentos de adução e abdução e no plano transverso 
apenas movimentos de rotação interna e externa. 
Alguns exemplos que ilustram estas questões podem ser visualizados na Figura 18, na qual 
pode-se observar que abduções e aduções podem ser realizadas tanto no plano frontal quanto no 
transverso. No entanto, considera-se que o indivíduo sai da posição anatômica de referência, e desta 
forma, os planos de realização também são modificados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Plano frontal Plano transverso 
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du
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ad
uç
ão
 
 
Figura 18 – Adução e adução realizadas no plano frontal e no plano transverso. Fonte: Delavier (2002). 
 
Além desses exemplos, Hamill e Knutzen (1999) apresentam exemplos de movimentos nos 
três planos em função dos eixos articulares, sobre o centro de gravidade e sobre eixos externos, assim 
como exemplifica a Figura 19. 
 Plano sagital Plano frontal Plano transverso 
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Figura 19 – Exemplos de movimentos em função dos eixos articulares, centro de gravidade e eixos 
externos. Fonte: adaptado de Hamill e Knutzen (1999). 
 
Os mesmos autores indicam que quando um segmento do corpo humano se movimenta, ele 
roda ao redor de um eixo imaginário de rotação que passa através de uma articulação à qual está 
ligado. Existem três tipos de referência para descrever o movimento humano, e cada um deles é 
orientado perpendicularmente a um dos três planos de movimento. O eixo frontal, também conhecido 
como eixo transversal, é perpendicularmente ao plano sagital. A rotação no plano frontal se processa 
ao redor do eixo sagital ou eixo ântero-posterior. A rotação no plano transversal ocorre ao redor do eixolongitudinal ou eixo vertical. É importante reconhecer que cada um destes três eixos está sempre 
associado com o mesmo e único plano – aquele ao qual o eixo é perpendicular. A Figura 20 ilustra a 
relação dos planos e eixos anatômicos. 
 
Figura 20 – Planos e eixos anatômicos. Fonte: Hamill e Knutzen (1999). 
 
De forma geral, para analisar o movimento a dica é de se observar o mesmo no sentido do seu 
eixo, ou ainda perpendicular ao plano, assim como ilustra a Figura 21. 
 
 
 
 
 
 
 
xos Planos Movimentos a serem observados 
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Figura 21 – Eixos, planos anatômicos e movimentos a serem observados. Fonte: adaptado de Hamill e 
Knutzen (1999). 
 
De qualquer forma, movimentos esportivos demandam análises mais cuidadosas, 
principalmente por não estarem em apenas um plano. 
 
 
 
 
2 CONSIDERAÇÕES ESQUELÉTICAS ASSOCIADAS AO MOVIMENTO HUMANO 
 
Para a investigação voltada ao ser humano, há necessidade do entendimento dos 
componentes que compõe o corpo a fim de entender os mecanismos utilizados para o movimento. 
Classicamente, os sistemas a serem estudados dentro da biomecânica e cinesiologia, são relacionados 
às considerações esqueléticas, musculares e neurológicas, assim como ilustra a Figura 22. 
 
 
Figura 22 – Sistemas de estudo dentro da biomecânica e cinesiologia. 
 
 
Hay e Reid (1985) abordam que o esqueleto humano é composto por ossos, cartilagens, 
ligamentos e articulações. Estes componentes formam a estrutura do corpo humano, sendo ainda 
necessária a existência do tecido muscular funcional para que o corpo alcance seu potencial de 
movimentação. No entanto, o sistema neurológico irá agir de forma a comandar os movimentos 
desejados pelos indivíduos. 
Assim pode-se dizer que a maioria dos ossos do esqueleto age como alavanca quando os 
músculos se tracionam. A união das partes dos esqueletos, segundo Hay e Reid (1982), é feita pelas 
articulações. 
 
Rash e Burke (1977) classificam as articulações pela estrutura e ação, assim como Norkin e 
Franker (2003). Rash e Burke (1977, p. 32) apresentam a espécie da articulação (sem cavidade 
articular ou com cavidade articular), a classe das articulações (sinartrose, anfiartroses ou diartroses), o 
tipo dessas articulações (fibrosas, ligamentosas, cartilaginosas ou sinoviais – planas, gínglimos, 
trocóides, elipsóides, condilares, enartroses, em sela). Estas classificações podem ser visualizadas na 
Figura 23. 
 
 
Figura 23 – Classificação das articulações. Adaptador de Rash e Burke (1977). 
 
 
Muitas são as indicações a serem consideradas para o estudo do movimento humano. No 
entanto, as considerações esqueléticas e musculares serão o foco dos próximos conteúdos e, neste 
conteúdo, o enfoque será para as considerações do sistema esquelético. 
Mesmo que os fatores intrínsecos, como por exemplo, a herança genética, a raça e o sexo 
sejam os principais determinantes do metabolismo ósseo (80%), são nos fatores extrínsecos, como por 
exemplo, os aspectos mecânicos, hábitos de vida, alimentação, atividade física e uso de medicamentos 
que devem deter o ser humano para modular e estimular o fortalecimento do tecido (MOTTINI, 
CADORE e KRUEL, 2008). 
 
Segundo Hamill e Knutzen (1999) a estrutura esquelética determina a forma e tamanho 
corporal, e apesar da estatura ser prevista (como por exemplo, multiplicada por dois quando a criança 
apresenta dois anos de idade) o sistema e a estrutura esquelética podem também ser influenciados 
pela nutrição, nível de atividade física e hábitos posturais. 
A idade óssea, por exemplo, tão verificada e solicitada por médicos é determinada pela 
radiografia dos ossos da mão (Figura 24). A partir destas avaliações pode-se dizer que os resultados 
são úteis para a verificação das desordens do crescimento além de ser um referencial da determinação 
da idade biológica. 
 
 
Figura 24 – Radiografia dos ossos da mão. Fonte: Disponível em: 
<http://dedalus.odo.br/dsp_notc.asp?cod=134>. Acesso em: 13 out 2010. 
 
 
Embora o tamanho e o formato geral dos ossos sejam herdados, podem ser introduzidas 
adaptações estruturais na forma, tamanho e referências ósseas pelo apoio de peso e forças exercidas. 
No esqueleto em desenvolvimento ou imaturo, a influência do apoio de peso e forças musculares terá 
efeito mais substancial na formação do tamanho e formato dos ossos do que as mesmas forças 
aplicadas sobre um esqueleto maduro. Por essa razão, é importante dar atenção cuidadosa aos tipos 
de atividades e hábitos posturais em pré-adolescentes, principalmente associando atividades 
escolares, como por exemplo, o uso de mochilas (Figura 25) ou a própria postura sentada. Neste 
sentido, observa-se que estudos que associem à biomecânica e estas questões estão cada vez mais 
em voga. 
 
 
 
Figura 25 – Postura corporal da criança com o uso de mochilas. Fonte: Disponível em: 
<http://requilibrius.blogspot.com/2009_01_01_archive.html>. Acesso em: 13 out 2010. 
 
 
De forma geral, os estudos mostram uma tendência de relacionar as mochilas transportadas 
pelos alunos, assim como o tipo de calçado (como por exemplo, os de salto) com os padrões de 
marcha e equilíbrio, identificando que ambos os componentes apresentam contribuições para os 
desvios da postura, como pode ser observado na Figura x que ilustrou o uso de mochilas. Sobre esses 
assuntos, os artigos de Link et al. (2002) e Link et al. (2004) podem ser indicados como leituras 
complementares. 
 
 
 
 
De forma geral, o sistema musculoesquelético é um sistema maleável que pode ser modelado 
e formado por meio da atividade, ou assim como afirma Nordin e Frankel (2003), adaptado às 
demandas mecânicas importas aos ossos. Um exemplo típico de ser utilizado são os pés das chinesas 
LEITURA COMPLEMENTAR 
 
LINK, D. M.; CARPES, F. P.; MOTA, C. B. Estudo descritivo de características 
angulares do andar em crianças usando diferentes modelos de calçado de salto. 
Revista Brasileira de Biomecânica, São Paulo, v. 9, p. 45-50, 2004. 
 
LINK, D. M.; MOTA, C. B.; OLIVEIRA, L. G.; TEIXEIRA, J. S.; ESTRÁZULAS, J. 
A. Análise cinemática do andar de crianças transportando mochilas. Revista 
Brasileira de Biomecânica, São Paulo, v. 4, p. 15-20, 2002. 
 
 
 
 
que pela cultura os manipulavam para que ficassem cada vez menores e para que os mesmos se 
encaixassem nos diferentes calçados utilizados. 
Para as práticas dos profissionais que trabalham com o movimento humano é importante 
compreender como o sistema esquelético responde para instruir programas que promovam a saúde 
esquelética deixando o indivíduo livre de lesões esqueléticas. 
Mudanças na densidade dos ossos são observadas, por exemplo, depois de períodos de 
deuso e de uso intenso, como por exemplo, quando há imobilização por fraturas (Figura 26). 
 
 
Figura 26 – Imobilização por fraturas. Fonte: Disponível em: <http://pt.dreamstime.com/fotografia-de-
stock-royalty-free-bra-ccedilo-quebrado-image16189227>. Acesso em: 13 out de 2010. 
 
 
 
 
Mecanicamente, o sistema esquelético pode ser idealizado como um arranjo de elos rígidos 
conectados um ao outro por articulações para permitir movimentos específicos. Os músculos que se 
unem aos ossos fornecem as forças que podem ocasionar mudanças nas posições relativas aos ossos. 
Porém, o sistema esquelético apresenta funções mecânicas, como alavancas, suporte e proteção e 
funções fisiológicas como a hematopoiese e a reserva mineral, assim como ilustra a Figura 27. 
 
LEITURA COMPLEMENTAR 
 
CARVALHO, C. M. M.; SHIMANO, A. C.; VOLPON, J. B. Efeitos da imobilização e 
do exercício físico em algumas propriedades mecânicas do músculo esquelético. 
Revista Brasileira de Engenharia Biomédica, v. 18, n. 2, p. 65-73, 2002. 
 
PORTINHO,D.; BOIN, V. G.; BERTOLINI, G. R. F. Efeitos sobre o tecido ósseo e 
cartilagem articular provocados pela imobilização e remobilização em ratos Wistar. 
Revista Brasileira de Medicina do Esporte, v. 14, n. 5, p. 408-411, 2008. 
 
 
 
 
Figura 27 – Funções dos ossos. Fonte: A autora. 
 
 
No caso da biomecânica e cinésiologia, as funções de maior interesse são as mecânicas, 
sendo que as funções, como a hematopoiese (formação de células sanguíneas) e a de reservas 
minerais ficam mais relacionadas às disciplinas de fisiologia. O sistema esquelético provê as alavancas 
e eixos de rotação, como visto no tópico fundamentos sobre o movimento humano, sobre os quais o 
sistema muscular gera os movimentos. 
O modo como porções do esqueleto contribuem com o movimento é determinado pelo formato 
dos ossos, pelo arranjo estrutural dos ossos, e pelas características das articulações que os conectam. 
Um exemplo de restrição dos ossos é relacionado ao pé, onde o tálus e o calcâneo fazem contato 
restringindo a quantidade de flexão plantar que pode ocorrer. 
Segundo Hamill e Knutzen (1997) os dançarinos consideram estas limitações uma 
problemática para a profissão já que limita a flexão plantar e este movimento é necessário para muitas 
manobras na dança e no ballet. De forma geral, a compreensão da estrutura e forma esquelética provê 
informações sobre potencial de movimento de cada articulação que pode ser usada para trabalhar 
dentro dos limites do sistema. 
Logo, pode-se pensar no suporte como função do sistema esquelético que é utilizado para a 
manutenção da postura. Os ossos que constituem o sistema esquelético humano aumentam de 
tamanho de cima para baixo à medida que mais peso corporal é assumido pela estrutura do esqueleto. 
Assim, os ossos do membro inferior são mais largos que os seus correspondentes do membro superior. 
Portanto, treinadores de ginástica olímpica, por exemplo, que exigem das atletas saltos e aterrissagens 
com os membros superiores devem ter cuidado para que lesões não venham a ocorrer, principalmente 
no que tange a relação impacto e membros superiores. 
 
Outra função do sistema esquelético é a de proteger os órgãos internos, como por exemplo, o 
cérebro que é protegido pelos ossos do crânio, os pulmões e o coração que são protegidos pela caixa 
torácica. 
 
 
 
O osso tem a habilidade de remodelar-se alterando seu tamanho, forma e estrutura para 
suportar as demandas mecânicas impostas a ele. Segundo Nordin e Frankel (2003) o fenômeno no 
qual o osso ganha e perde tecido ósseo esponjoso ou cortical em resposta ao nível de estresse 
sustentado é sumarizado como lei de Wolff, a qual enuncia que a remodelação do osso é influenciada e 
modulada pelo estresse mecânico. 
Fatores como atividade física, dieta, estilo de vida, genética também podem influenciar a 
densidade óssea. A raça também constitui um fator de tendência para a densidade óssea, estando os 
negros beneficiados presumidamente pela maior massa muscular do que quando comparados aos 
brancos. A lei de Wolff se exterioriza pelas ações dos osteoblastos e osteoclastos que atuam 
continuamente de forma a aumentar, diminuir e modificar o formato dos ossos. Uma predominância da 
atividade osteoblástica produz modelagem óssea com aumento efetivo na massa óssea. A 
remodelagem dos ossos envolve um equilíbrio das ações osteoblásticas e osteoclásticas ou um 
predomínio da atividade osteoclástica com a manutenção associada à perda de massa óssea (HALL, 
2000). 
Além disso, o tecido ósseo é um material viscoelástico cujas propriedades mecânicas são 
afetadas por seu grau de deformação que é não mais que 3% (HAMILL e KNUTZEN, 1999). 
Funcionalmente, as propriedades mecânicas mais importantes do osso são sua resistência e sua 
rigidez (NORDIN e FRANKEL, 2003). 
Segundo Hamill e Knutzen (1999) o comportamento de qualquer material sob diferentes 
condições de carga é determinado por sua força e dureza. Quando uma força externa é aplicada em 
um osso ou em qualquer outro material ocorre uma reação interna. A força pode ser avaliada 
LEITURA PARA APROFUNDAMENTO 
 
GONÇALVES, M. Biomecânica do tecido ósseo. In: A biodinâmica do 
movimento e suas relações interdisciplinares. Alberto Carlos Amadio e Valdir 
José Barbanti (Orgs). São Paulo: Estação Liberdade: Escola de Educação Física 
e Esporte da Universidade de São Paulo, 2000. p. 89-112. 
 
examinando a relação entre a carga imposta (força externa) e a quantidade de deformação (reação 
interna) que ocorre conhecida como curva carga-deformação, assim como ilustra a Figura 28. 
 
 
Figura 28 – Curva carga-deformação. Fonte: Adaptado de Hamill e Knutzen (1999). 
 
 
Hamill e Knutzen (1999) indicam que a posição inicial da curva (linha reta), a chamada região 
elástica, revela elasticidade da estrutura, isto é, sua capacidade de retornar a sua forma original depois 
que a carga for removida (A até B na curva). Enquanto a carga é aplicada, as fibras mais externas da 
estrutura começam a ceder em um ponto que sinaliza o limite elástico da estrutura (B na curva). Se a 
carga exceder esse limite, a estrutura exibirá um comportamento plástico, refletindo na segunda porção 
da curva, a chamada região elástica (B até C na curva). A estrutura não mais retornará a sua dimensão 
original quando a carga for removida, sendo observada alguma deformação residual permanente (D na 
curva). Se a carga for progressivamente aumentada, a estrutura irá falhar em algum ponto e o osso 
será fraturado, sendo este ponto indicado pelo ponto de falha na curva (C na curva). A quantidade de 
deformação é representada pela energia liberada que corresponde pela distância de A até D. 
Segundo Nordin e Frankel (2003) três parâmetros para determinar a resistência da estrutura 
são refletidos na curva carga-deformação: 
1) A carga que a estrutura pode suportar antes de falhar; 
2) A deformação que a estrutura pode sustentar antes de falhar; 
3) A energia que a estrutura pode acumular antes de falhar. 
 
De forma geral, quanto mais larga é a área, maior é a energia que a estrutura absorve à 
medida que a carga é aplicada. A inflexibilidade da estrutura é indicada pela inclinação da curva na 
região elástica. Quanto mais íngreme é a inclinação, mais rígido é o material. 
Pelo fato do osso ter características anisotrópicas não sendo a estrutura similar nas direções 
transversais e longitudinais há um comportamento diferenciado em respostas a direção das cargas. Em 
geral, o tecido ósseo pode lidar com cargas maiores no sentido longitudinal e uma quantidade menor 
de carga quando aplicada ao longo da superfície do osso (HAMILL e KNUTZEN, 1999). 
Norkin e Frankel (2003) relacionam que a resistência e a rigidez dos ossos são maiores na 
direção na qual as cargas diárias são mais comumente impostas. Hamill e Knutzen (1999) relacionam 
as cargas no sentido longitudinal pelo fato de que os indivíduos estarem habituados a receber cargas 
nesta direção. 
A Figura 29 ilustra o comportamento anisotrópico de um pedaço de osso femoral humano 
testado sob tensão em quatro direções distintas, sendo elas: longitudinal (L), inclinado em 30° em 
relação ao eixo do osso, inclinado em 60° e transverso (T). 
 
 
 
Figura 29 – Comportamento anisotrópico do osso com relação às direções das cargas. Fonte: Norkin e 
Frankel (2003). 
 
Além disso, o osso é considerado viscoelástico uma vez que ele responde de forma diferente 
dependendo da velocidade com que a carga é aplicada e da direção da carga. Em velocidades mais 
rápidas de colocação de carga, o osso pode lidar com cargas maiores antes que ele falhe ou frature, e 
por sua vez, o osso que recebe lentamente a carga fratura-se com uma carga que é aproximadamente 
 
a metade daquela que ele poderia suportar se a carga fosse aplicada mais rapidamente, a Figura 30, 
ilustra essas relações, a partir da indicação de McGinnes (2002). 
 
 
Figura 30 – característicasviscoeslásticas do osso. Fonte: McGinnes (2002). 
 
Retornando ao exemplo das imobilizações, Nordin e Frankel (2003) indicam que o desuso, a 
inatividade física e o repouso absoluto na cama induzem um declínio de massa óssea de 
aproximadamente 1% por semana, o que faz com que o osso perca o estresse mecânico usual o que 
leva a diminuição da rigidez e da resistência do osso. 
A Figura 31 ilustra a curva de carga-deformação para os segmentos L5 até L7 de macacos 
Rhesus normais e imobilizados com gesso por 60 dias, sendo que aqueles imobilizados apresentaram 
perda de força e rigidez (CARPENTER, 2005). 
 
 
Figura 31 – Curva carga-deformação em macacos imobilizados. Fonte: Carpenter (2005). 
 
Com relação à prática de exercício físico, o estudo de Cadore, Brentano e Kruel (2005) 
relacionam os efeitos da atividade física na densidade mineral óssea e na remodelação do tecido 
ósseo. Os autores concluem que os indivíduos praticantes de modalidades esportivas com maior 
sobrecarga ocasionada pelo peso corporal, ou com maior utilização da força muscular possuem uma 
densidade mineral óssea maior quando comparados a pessoas sem o mesmo nível de atividade física. 
O grau de adaptação óssea alcançado via exercício parece ser dependente da sobrecarga e aparenta 
ser específico dos locais submetidos ao maior estresse. 
Hall (2000) apresenta um exemplo interessante na prática dos educadores físicos. Este 
exemplo associa-se a jogadores profissionais de tênis que apresentam não apenas hipertrofia muscular 
na região do antebraço utilizado para jogar, como também maior hipertrofia óssea. Estes achados 
também são comumente observados em jogadores de paddle e em rebatedores de beisebol. 
Exercícios realizados sem sustentação de peso, como a natação também podem contribuir 
para a densidade dos minerais ósseos. No entanto, parece que nadadores que passam muito tempo 
dentro da água, onde a força de flutuação neutraliza a gravidade, podem apresentar uma densidade 
mineral óssea menor do que quando comparados a indivíduos sedentários. Estas considerações 
podem ser problemáticas principalmente para aqueles indivíduos com peso corporal mais baixo ou 
abaixo da média, uma vez que, o peso corporal estimula a produção óssea (HALL, 2000). 
Da mesma forma que há possibilidade de hipertrofia óssea, há atrofia do sistema e esta se 
relaciona a redução na massa óssea que resulta de um predomínio de atividade osteoclástica que é 
observada em indivíduos acamados, imobilizados ou ainda naqueles que necessitam ficar sem ação da 
gravidade como em viagens espaciais (HALL, 2000). 
 
 
 
Uma perda progressiva de densidade óssea tem sido observada como parte do processo 
natural de envelhecimento. Segundo Nordin e Frankel (2003) a trabécula longitudinal se torna mais fina 
e as transversais são absorvidas. O resultado é uma redução na quantidade de osso esponjoso e 
afinamento do osso cortical. 
LEITURAS PARA APROFUNDAMENTO 
 
MOTTINI, D. U., CADORE, E. L., KRUEL, L. F. M. Efeitos do exercício na 
densidade mineral óssea. Motriz, Rio Claro, v.14 n.1 p.85-95, 2008. 
 
Além disso, com o envelhecimento são observadas perdas na capacidade de deformação 
tornando o osso mais quebrável e com uma redução na capacidade de armazenamento de energia 
(NORDIN e FRANKEL, 2003). A curva estresse-deformação para duas amostragens de tíbia humana 
adulta estão ilustradas na Figura 32. 
 
 
Figura 32 – Curva estresse-deformação na tíbia de velhos e adultos. Fonte: Nordin e Frankel (2003). 
 
 
Segundo informações de Hall (2000) a osteoporose é encontrada mais frequentemente em 
indivíduos idosos do gênero feminino e está se tornando cada vez mais prevalente com o aumento da 
idade media da população. 
Relacionando a estatura corporal, o estudo de Persch et al. (2007) verificou a influência do 
gênero sobre a variação da estatura corporal. Segundo os autores, homens e mulheres possuem 
variações de estatura diferenciadas, onde as mulheres perderam estatura de forma mais rápida e em 
maior magnitude do que os homens. As diferenças encontradas neste estudo entre os gêneros podem 
explicar a maior prevalência de lombalgias nas mulheres. Desta forma, cargas de trabalho devem ser 
diferenciadas entre gêneros, visto a maior predisposição das mulheres a perdas mais pronunciadas de 
estatura. No entanto, pode-se dizer que novos estudos entre gêneros que busquem analisar a 
capacidade dos sujeitos recuperarem estatura são ainda necessários. 
 
 
 
 
Panero e Zelnik (2006) também indicam que os homens como grupo são geralmente mais altos 
que as mulheres como grupo, e que a altura de ambos diminui com a idade. Estas informações podem 
ser melhores entendidas com a Figura 33. 
 
Figura 33 – Estatura e massa corporal em função da idade considerado homens e mulhres. Fonte: 
Panero e Zelnik (2006). 
 
 
A diminuição do tecido ósseo e a suave redução do tamanho do osso influenciam de forma 
negativa sua rigidez e resistência e consequentemente aumenta a fragilidade dos ossos (NORDIN e 
FRANKEL, 2003). Segundo Hall (2000) nas mulheres, o risco de sofrer uma fratura osteoporótica uma 
vez na vida é de 30-40%. Após os 60 anos cerca de 90% de todas as fraturas, tanto em homens 
LEITURA PARA APROFUNDAMENTOS 
 
PERSCH, L. N.; CEPEDA, C. P. C.; PROVENSI, C. L. G.; RODACKI, C. L. N.; 
RODACKI, A. L. F. Influência do gênero sobre a variação da estatura. Revista 
Brasileira de Educação Física e Esporte, São Paulo, v. 21, n. 1, p. 61-68, 2007. 
 
quanto em mulheres, estão associadas à osteoporose, estas são uma das principais causas de morte 
na população idosa. As fraturas por compressão das vértebras criadas pela sustentação do peso 
durante as atividades diárias causam uma freqüente redução da estatura corporal em função da idade 
(Figura 34). 
 
 
Figura 34 – Redução da estatura corporal em função da idade. Fonte: Adaptado de Teixeira, Pereira e 
Etchepare (2006). 
 
 
 
O comportamento biomecânico do osso que é relacionado ao comportamento sob influências 
de forças e momentos é afetado por propriedades mecânicas, características geométricas, modo como 
as cargas são aplicadas, direção das cargas, razão das cargas e frequência das cargas (NORDIN e 
FRANKEL, 2003). 
Para Hamill e Knutzen (1999) o sistema musculoesquelético é sujeito a uma variedade de tipos 
diferentes de forças de modo que o osso recebe cargas em várias direções. Existem cargas produzidas 
LEITURA PARA APROFUNDAMENTO 
 
RIERA, R.; TREVISANI, V. F. M.; RIBEIRO, J. P. N. Osteoporose – A importância 
da prevenção de quedas. Revista Brasileira de Reumatologia, v. 43, p. 364-368, 
2003. 
 
pela sustentação de peso, pela ação da gravidade, por forças musculares e por forças externas, que 
são aplicadas em direções diferentes e que podem ser de cinco tipos: compressão, tensão, 
cisalhamento, curvamento e torção, assim como segue as descrições de cada uma. 
 
 
→ Forças compressivas: 
 
As forças compressivas são aquelas com cargas iguais e opostas são aplicadas na 
direção interna à superfície (NORKIN e FRANKEL, 2003). O estresse compressivo e a 
distensão dentro do osso causam encurtamento e alargamento e o osso absorve o 
estresse em um plano perpendicular à força compressiva (HAMILL e KNUTZEN, 
1999). 
 
 
 
→ Forças tensivas: 
 
As forças tensivas são aquelas com cargas iguais e opostas sendo aplicadas na 
direção externa à superfície (NORKIN e FRANKEL, 2003). O estresse tensivo e a 
distensão dentro do osso causam alongamento e estreitamento e o osso absorve o 
estresse em um plano perpendicular à força tensiva (HAMILL e KNUTZEN, 1999). 
 
 
 
→ Forças de cisalhamento: 
 
As forças de cisalhamento são aquelas com cargas tangenciais e opostas aplicadas 
em uma direção angular (NORKIN e FRANKEL, 2003). 
 
 
 
→ Forças de curvamento: 
 
 
As forças de curvamento são aplicadas de modo que causam o envergamento da 
estrutura em um eixo. A magnitudedo estresse é proporcional à sua distância do eixo 
do osso, ou seja, quanto mais distante do eixo maior é a magnitude (NORKIN e 
FRANKEL, 2003). 
 
 
→ Forças de torção: 
 
As forças de torção são aplicadas de modo que causam um giro em torno do eixo. A 
magnitude do estresse é proporcional à sua distância do eixo do osso, ou seja, 
quanto mais distante do eixo maior é a magnitude (NORKIN e FRANKEL, 2003). 
 
 
Com relação à resistência ao estresse dos ossos pelos tipos de forças ou cargas, Hall (1999) 
indica que o osso é mais forte para resistir cargas de compressão e mais fraco para resistir às cargas 
de cisalhamento. 
Embora cada modo de carga tenha sido considerado separadamente, o osso humano é 
raramente carregado com um tipo apenas de carga. Além disso, a atividade muscular busca diminuir o 
estresse de tensão nos ossos (NORDIN e FRANKEL, 2003). 
A tolerância do osso para lesão é em função da carga e dos ciclos de colocação da carga 
(HAMILL e KNUTZEN, 1999). Deve-se salientar que a curva de fadiga para os ossos não é 
assimptótica o que invalida a teoria de que se as cargas forem mantidas até um certo nível a estrutura 
do material permanecerá intacta, não importando quantas repetições serão impostas (NORDIN e 
FRANKEL, 2003). 
Na verdade, a lesão do sistema esquelético pode ser produzida pela aplicação de uma força 
única de alta magnitude de um desses tipos de carga ou pela aplicação repetida de cargas de baixa 
magnitude durante um longo período de tempo (HAMILL e KNUTZEN, 1999). Estas relações estão 
ilustradas na Figura 35. 
 
 
 
Figura 35 – Relação entre magnitude e frequência de aplicação da carga sobre o osso. Fonte: Hall 
(2000). 
 
 
De acordo com a Figura 34, pode-se dizer que as cargas podem ser: 
 
1) Traumáticas – são aquelas com uma carga de grande magnitude que aplicada uma única vez é 
suficiente para causar lesão; 
2) Repetitivas – são aquelas com uma carga de pequena magnitude que aplicada uma única vez não é 
suficiente para causar lesão, mas aplicada repetidamente pode causar lesão (fratura por fadiga). 
 
Desde que os ossos vivos são auto-regeneráveis, a fratura por fadiga resulta somente quando 
o processo de remodelação é ultrapassado pelo processo de fadiga, isto é quando a carga é tão 
frequente que há impedimento de remodelação necessária para prevenir falhas (NORDIN e FRANKEL, 
2003). 
Alguns exemplos de lesões no sistema esquelético, as atividades associadas com a lesão, o 
tipo de carga que causou a lesão e o mecanismo de lesão estão apresentados na Figura 36. 
 
 
 
 
Figura 36 – Exemplos de lesões no sistema esquelético associadas às atividades, tipos de cargas e 
mecanismos de lesão. Fonte: Hamill e Knutzen (1999). 
 
 
 
Especificamente relacionando as fraturas ósseas, consideradas como Interrupções na 
continuidade dos ossos, seis tipos diferenciados podem ser citados, assim como ilustra o Quadro 1. 
 
Quadro 1 – Fraturas ósseas. 
Galho verde 
É uma fratura incompleta e a solução de continuidade 
ocorre na superfície convexa da inclinação no osso 
Fissurada 
É uma fratura que envolve uma fenda longitudinal 
incompleta 
Cominutiva 
É uma fratura completa e que fragmenta o osso 
Transversa 
É uma fratura completa e a fenda ocorre em ângulo reto 
com o osso 
Obliqua 
É uma fratura completa que ocorre sem formar ângulo 
reto com o eixo do osso 
Espiralada 
É uma fratura completa causada pela rotação excessiva 
de um osso 
 
3 CARACTERÍSTICAS MUSCULARES PARA O MOVIMENTO HUMANO 
 
O sistema muscular consiste em três tipos de músculos: 
1) o músculo cardíaco, que compõe o coração; 
2) o músculo liso (não estriado ou involuntário), que reveste os órgãos internos e; 
3) o músculo esquelético (estriado ou voluntário), que se prende ao esqueleto. 
 
O músculo esquelético é o tecido mais abundante no corpo humano, contando com 40 a 45% 
do peso do corpo total. Estes músculos são responsáveis pela produção de força e proteção ao 
esqueleto distribuindo cargas e absorvendo choques. Além disso, os músculos permitem aos ossos a 
movimentação e manutenção de uma postura do corpo contra as forças (NORDIN e FRANKEL, 2003). 
O sistema musculoesquelético pode ser dividido em várias classes com base nas 
características histoquímicas ou bioquímicas das fibras individuais (POWERS e HOWLEY, 2000). 
Segundo Hamill e Knutzen (1999) os tipos de fibras são uma consideração importante na área do 
metabolismo muscular e consumo de energia. Para os mesmos autores as fibras musculares são 
minuciosamente estudadas na fisiologia. 
Segundo Powers e Howley (2000) ainda que exista alguma confusão sobre a nomenclatura dos 
tipos de fibra, historicamente, as fibras musculares foram classificadas em duas categorias gerais: 
1) fibras rápidas (também denominadas fibras de contração rápida); 
2) fibras lentas (também chamadas de fibras de contração lenta). 
 
Embora alguns grupos musculares sejam compostos predominantemente por fibras rápidas ou 
lentas, a maioria dos grupos musculares do corpo contém uma combinação igual de fibras rápidas e 
lentas. A porcentagem do tipo de fibras contidos nos músculos pode ser influenciada pela genética, 
pelos níveis hormonais no sangue e pelos hábitos de exercícios do indivíduo (POWERS e HOWLEY, 
2000). 
Embora a classificação inicial fosse baseada na velocidade de contratilidade e fatigabilidade, 
recentemente a terminologia para classificação conduziram à classificação de três diferentes tipos de 
fibras tendo como base as diferentes propriedades contráteis e metabólicas (NORDIN e FRANKEL, 
2003). Os tipos de fibras são principalmente distintos pelos caminhos metabólicos através dos quais 
eles podem gerar ATP e a taxa nas quais sua energia é disponibilizada ao sistema contrátil do 
sarcômero, o qual determina a velocidade de contração. Os três tipos de fibras são denominados: 
- Tipo I, fibra lenta oxidativa (SO); 
 
- Tipo IIA, fibra rápida oxidativa-glicolítica (FOG); 
- Tipo IIB, fibra rápida glicolítica (FG). 
 
Hall (2000) e Nordin e Frankel (2003) apresentam as características das fibras 
musculoesqueléticas e estas estão apresentadas no Quadro 2. 
 
Quadro 2 – Características das fibras musculoesqueléticas. 
Fibras musculares 
Tipo I (SO) Tipo IIA (FOG) Tipo IIB (FG) 
Fibra lenta oxidativa 
Fibra rápida oxidativa 
glicolítica 
Fibra rápida glicolítica 
Velocidade de contração lenta rápida rápida 
Ritmo de fadiga lenta intermediária alta 
Diâmetro da fibra pequeno intermediário grande 
Concentração de enzimas 
glicolíticas 
baixa intermediária alta 
Concentração de 
mitocôndrias 
alta alta baixa 
Fonte primaria de ATP fosforilação oxidativa fosforilação oxidativa glisólise anaeróbica 
Capilares muitos muitos poucos 
 
 
Com relação à tensão máxima as fibras de contração rápida levam apenas cerca de uma 
sétima parte do tempo necessária que as fibras de contração lentas levam para o alcance de tensão 
máxima (HALL, 2000). A Figura 37 ilustra estas relações. Além disso, segundo Powers e Howley 
(2000) a produção de força específica (força por área transversa) das fibras musculares rápidas (Tipos 
IIA e IIB) é 10 a 20% maior do que aquela produzida pelas forças das fibras de contração lenta (Tipo I). 
A explicação está relacionada à quantidade de pontes cruzadas por área transversa, sendo que as 
fibras de contração rápida possuem um número maior quando comparadas as fibras de contração 
lenta. 
 
 
 
Figura 37 – Tensão da contração em função do tempo para as fibras de contração lenta e fibras de 
contração rápida. Fonte: Adaptado de Hall (2000). 
 
 
Na prática da educação física, por exemplo, algumas considerações importantes são 
relacionadas à possibilidade de tensão em cada fibra muscular. A Figura 37 ilustra a relação da 
velocidade máxima de encurtamento muscular com relação ao tipo de fibra. De acordo com a Figura 
38, pode-se observar que o tipo de fibraIIB possui uma maior velocidade de encurtamento, seguido 
dos tipos IIA e tipo I. 
 
Figura 38 – Velocidade máxima de encurtamento para cada tipo de fibra muscular. Fonte: Powers e 
Howley (2000). 
 
 
 
As fibras da panturrilha, por exemplo, apresentam predomínio do tipo I (60 a 70%), o que 
significa que elas possuem uma velocidade de contração lenta e em contrapartida menor 
fadigabilidade. Praticamente, comparando-se atletas velocistas e fundistas pode-se dizer que seria 
conveniente encontrar um atleta com predomínios de fibras Tipo IIB e Tipo I, respectivamente. 
Porém, o procedimento de identificação do tipo de identificação da porcentagem de tipos de 
fibras musculares contidas em determinados músculos pode ser estimada pela remoção de um 
pequeno pedaço muscular (procedimento chamado biopsia) e realizando-se análises bioquímicas ou 
histoquímicas das células musculares (POWERS e HOWLEY, 2000). 
Para Powers e Howley (2000) não existem diferenças segundo a idade ou o sexo na 
distribuição de fibras. As variações das porcentagem das fibras dos atletas que competem no mesmo 
esporte mostram-se variadas, o que indica que a porcentagem de fibras de um indivíduo não é a única 
variável que determina o sucesso esporte. Neste contexto, o Quadro 3 ilustra a composição da fibra 
muscular (fibras lentas e fibras rápidas) dos atletas de elite representando diferentes esportes e 
indivíduos não atletas. 
 
Quadro 3 – Percentual de fibras relacionadas aos diferentes esportes. 
Esporte % de fibras lentas (Tipo I) 
% de fibras rápidas (Tipos IIB e 
IIA) 
Corredores de distância 70-80 20-30 
Corredores de curta distância 25-30 70-75 
Halterofilistas 45-55 45-55 
Não atletas 47-53 47-53 
Fonte: Powers e Howley (2000). 
 
No entanto, outras questões são importantes no que tange as relações de treinamento ou 
força. O formato e arranjo das fibras nos músculos, por exemplo, determinará se o músculo é capaz de 
gerar grandes quantidades de força ou se tem boa capacidade de encurtamento. Segundo Hamill e 
Knutzen (1999) existem dois tipos básicos de arranjos de fibras encontrados nos músculos: 
1) os músculos fusiformes; 
2) os músculos peniformes (que classificam-se em unipenados, bipenados e multipenados). 
 
O arranjo das fibras fusiformes corre de forma paralela a linha de tração do músculo, de modo 
que a força da fibra é na mesma direção das fibras musculares. Este arranjo oferece o potencial para 
 
grandes quantidades de encurtamento e movimentos de alta velocidade. Os músculos fusiformes são 
tipicamente mais compridos que os outros tipos de músculos e o comprimento da fibra muscular é 
maior que o comprimento do tendão. Um músculo que tem proporções maiores de comprimento 
muscular em relação ao comprimento do tendão tem o potencial de encurtar-se em distâncias maiores. 
Vale lembrar que o músculo é capaz de encurtar-se de 30 a 50% do seu comprimento de repouso 
(HAMILL e KNUTZEN, 1999). 
As fibras peniformes correm diagonalmente em relação a um tendão que atravessa o músculo. 
A forma geral do músculo peniforme é de pena, já que os fascículos são curtos e correm em ângulo 
relativo com a linha de tração do músculo, de modo que a força da fibra é em uma direção diferente da 
força muscular. As fibras podem correr diagonalmente saindo de um lado, chamando-se bipenadas, ou 
em combinações dos dois chamando-se multipenadas. As fibras são mais curtas que o músculo, e a 
alteração no comprimento da fibra individual não é igual à alteração no comprimento muscular. Logo, 
as fibras peniformes criam movimentos mais lentos e não são capazes de produzir movimentos de 
grande amplitude. A vantagem é a secção transversa fisiológica do músculo que pode geralmente 
produzir mais força. 
A secção transversa fisiológica é a soma total de todas as secções transversas de fibras no 
músculo, medindo a área perpendicular na direção das fibras. A secção transversa anatômica é a 
secção transversa em ângulo reto com o eixo longitudinal do músculo. De forma geral, a Figura 39 
ilustra a diferença das fibras fusiformes e peniformes, com relação ao comprimento, secções 
anatômicas e secções fisiologias. 
 
 
 
Figura 39 – Diferenças das fibras fusiformes e peniformes com relação ao comprimento, secções 
anatômicas e secções fisiológicas. Fonte: Hamill e Knuzen (1999). 
 
 
Resumidamente, pode-se dizer que os músculos peniformes são capazes de exercer forças 
maiores que os músculos fusiformes de tamanho similar, mas os músculos fusiformes são capazes de 
encurtar-se por uma distância maior (MCGINNIS, 2000). 
 
Para o entendimento da contração muscular é necessário entender como se dá a resposta 
mecânica do músculo à estimulação elétrica (neural) e os vários modos nos quais o músculo se contrai 
para mover a articulação, controlar o movimento ou manter a posição (NORDIN e FRANKEL, 2003). 
A resposta mecânica de um músculo a um único estímulo do seu nervo motor é conhecida 
como tetania. Seguido da excitação, há um intervalo de alguns milissegundos conhecido como período 
de latência antes da tensão nas fibras musculares começar a aumentar que faz com que os 
componentes elásticos do músculo atuem. 
O chamado trabalho muscular pode ser de dois tipos (trabalho dinâmico e trabalho estático) 
assim como descreve Nordin e Frankel (2003): 
1) trabalho dinâmico: trabalho mecânico é executado e o movimento é produzido por meio de 
cinco tipos de contrações musculares, sendo elas: contração concêntrica, contração excêntrica, 
contração isocinética, contração isoinercial e contração isotônica; 
→ contração concêntrica: quando os músculos desenvolverem tensão suficiente para superar 
a carga ou a resistência do segmento. Pode-se dizer que os músculos se encurtam e causam 
movimento nas articulações. 
→ contração excêntrica: quando um músculo não pode desenvolver tensão necessária e é 
superado pela força externa. O músculo se alonga progressivamente em vez de se encurtar. A ação 
concêntrica pode ser realizada de forma controlada, como por exemplo, durante os treinamentos de 
musculação. 
 
No caso do bíceps, durante a flexão há um trabalho concêntrico e no caso da flexão o mesmo 
estará em trabalho excêntrico. 
 
→ contração isocinética: o movimento da articulação é mantido em uma velocidade constante 
e consequentemente a velocidade do encurtamento ou do alongamento muscular é constante. 
→ contração isoinercial: a resistência a qual o músculo tem que se contrair é constante. 
→ contração isotônica: a tensão exercida pelo músculo é constante. Porém, o momento muda 
durante o movimento e a tensão tem que mudar também. Logo, no verdadeiro sentido a contração 
muscular isotônica não existe na produção de movimento angular. 
 
2) trabalho estático: nenhum trabalho mecânico é realizado e a postura ou posição articular é 
mantida pela forma de contração isométrica. 
 
→ contração isométrica: o comprimento do músculo permanece inalterado e não ocorre 
movimento em torno da articulação (não há alteração da posição angular). A ação isométrica aumenta 
o diâmetro do músculo. 
 
As ações musculares isométrica, concêntrica, e excêntrica não são usadas isoladamente, mas 
combinadas. Porém, a ação muscular excêntrica é capaz de maior resultado de força que as ações 
musculares isométrica e ou concêntrica. Isso ocorre no nível do sarcomero, no qual a força aumenta 
além da força isométrica máxima se as miofribilas forem alongadas e estimuladas. A ação muscular 
concêntrica gera o menor resultado de força dos três tipos de ação muscular. De forma geral, à medida 
que o músculo se encurta o número de pontes transversas é reduzido o que reduz o nível de força 
produzida pela tensão nas fibras musculares. A Figura 40 representa uma curva hipotética de resultado 
de torque para as três ações musculares. 
 
Figura 40 – Relações do torque nas ações excêntrica, isométrica e concêntrica. Hamill e Knuzen 
(1999). 
 
 Quantoàs características funcionais dos músculos, pode-se dizer que o músculo esquelético é 
muito resistente e pode ser alongado e encurtado em velocidades diferenciadas sem que ocorram 
grandes danos ao tecido. O desempenho das fibras em situações de velocidade e carga variáveis é 
determinado por quatro propriedades do tecido muscular esquelético: irritabilidade, contratilidade, 
extensibilidade e elasticidade (HAMILL e KNUTZEN, 1999). Segundo McGinnis (2002) essas 
propriedades são comuns a todos os tipos de músculos, incluindo cardíaco, o liso e o esquelético. 
 
 
→ Extensibilidade: capacidade do músculo para alongar-se além do comprimento de repouso 
(HAMILL e KNUTEZEN, 1999). 
→ Elasticidade: capacidade da fibra muscular para retornar ao seu comprimento de repouso 
depois que a força de alongamento do músculo é removida (HAMILL e KNUTEZEN, 1999). 
 
Segundo Hall (2000) o comportamento elástico do músculo constitui de dois componentes 
principais: 
1) o componente elástico em paralelo proporcionado pelas membranas musculares, fornece 
resistência quando um músculo é estirado passivamente; e 
2) o componente elástico em série, localizado nos tendões, que atua como uma mola 
armazenando energia elástica quando um músculo sob tensão é estirado. 
A elasticidade do músculo deve-se principalmente ao componente elástico em série. Quando 
um músculo sob tensão é estirado o componente elástico em série acarreta um efeito de recuo elástico, 
e o reflexo de estiramento inicia simultaneamente o desenvolvimento de tensão do músculo. Logo, um 
estiramento promove o encurtamento subseqüente forçado do músculo. Para Hamill e Knutzen (1999) 
se a ação muscular concêntrica, ou o encurtamento, de um grupo muscular for precedida por uma ação 
muscular excêntrica, ou pré-alongamento, a ação concêntrica resultante será capaz de gerar mais 
força, pois o alongamento do músculo muda suas características aumentando sua tensão por meio do 
armazenamento de energia elástica potencial no componente elástico em série do músculo. Este 
padrão de contração excêntrica seguida imediatamente por uma contração concêntrica é conhecido 
como ciclo encurtamento-alongamento (HALL, 2000). 
Ademais, se uma contração com encurtamento do músculo ocorre dentro de um tempo 
razoável após alongamento (0,0 a 0,9 segundos), a energia armazenada é recuperada e usada. Mas se 
o alongamento é mantido por um tempo prolongado antes de ocorrer o encurtamento, a energia 
elástica armazenada é perdida pela conversão em calor (HAMILL e KNUTZEN, 1999). 
Além das contribuições do componente elástico para o ciclo alongamento-encurtamento há 
também contribuições neurais. Neste sentido, o alongamento que precede a ação muscular concêntrica 
também inicia a estimulação do grupo muscular pela potencialização reflexa. Esta ativação é 
responsável por somente 30% do aumento na ação muscular concêntrica subseqüente e o aumento 
restante é atribuído à armazenagem de energia (HAMILL e KNUTZEN, 1999). 
O tipo de fibras utilizado no ciclo alongamento encurtamento também é importante e deve ser 
considerado para o planejamento das atividades, uma vez que existe diferença na maneira pela qual as 
fibras de contração lenta e rápida respondem a um pré-alongamento. Os músculos com fibras 
 
predominantemente rápidas se beneficiam com um pré-alongamento em velocidade muito alta que 
ocorra por uma curta distância, porque eles podem armazenar mais energia elástica. As fibras de 
contração rápida podem manejar um alongamento rápido porque a formação de pontes transversas de 
miosina ocorre rapidamente, enquanto que nas fibras de contração lenta a formação de pontes 
transversas é mais lenta. Na fibra de contração lenta, um pré-alongamento de pequena amplitude não 
é vantajoso, já que a energia não pode ser armazenada rapidamente e a formação das pontes 
transversas é mais lenta. Assim, as fibras de contração lenta se beneficiarão com um pré-alongamento 
mais lento o que avance por uma amplitude de movimento maior. 
→ Irritabilidade: capacidade de responder à estimulação. Em um músculo a estimulação é feita 
por um neurotransmissor químico. Como um tecido excitável, o músculo esquelético pode ser recrutado 
rapidamente com significante controle sobre os quais e quantas fibras musculares serão estimuladas 
para um movimento. 
→ Contratilidade: capacidade de um músculo para encurtar-se quando o tecido muscular 
recebe estimulação suficiente. Alguns músculos podem encurtar-se até 50 a 70% do seu comprimento 
de repouso. A média para todos os músculos é de 57% do comprimento de repouso. A distância que o 
músculo se encurta é geralmente limitada pelas restrições físicas do corpo. Por exemplo, o sartório 
pode encurtar-se mais da metade se seu comprimento for removido e estimulado em uma situação de 
laboratório, porém, no corpo humano, a distância de encurtamento é restringida pela articulação do 
quadril e pelo posicionamento do tronco e da coxa. 
Os músculos realizam muitas funções importantes para o desempenho eficiente do corpo 
humano. As três funções que se relacionam especificamente com o movimento humano são: contribuir 
para a produção do movimento, manutenção da postura e posicionamento corporal e assistência na 
estabilidade das articulações. Além disso, segundo Hamill e Knutzen (1999) o sistema muscular 
proporciona outras funções que não se relacionam ao movimento especificamente podem ser citadas 
como, por exemplo: os músculos suportam e protegem os órgãos viscerais e os tecidos internos de 
lesão; a tensão no tecido muscular pode alterar e controlar pressões dentro das cavidades; o músculo 
também contribui para a manutenção da temperatura muscular pela produção de calor; e os músculos 
controlam as entradas e saídas do corpo pelo controle voluntário da deglutição, defecação e eliminação 
da urina. 
 Os músculos responsáveis primeiramente pela produção de movimento são chamados de 
movimentador primário, quando uma força maior é requerida, outros músculos contribuem como 
movimentadores assistentes. 
 
Os músculos que criam o mesmo movimento articular são chamados de agonistas. Os 
músculos opositores ou que produzem o movimento articular contrário são chamados de antagonistas. 
Um exemplo simples para o entendimento do papel do músculo (agonistas e antagonistas) é indicado 
pela Figura 41 que ilustra os músculos tríceps e bíceps responsáveis pela extensão e flexão do 
cotovelo, respectivamente. 
 
 
Figura 41 – Agonista antagonista para os músculos bíceps e tríceps. Fonte: A autora. 
 
Pode-se dizer que são os antagonistas e a gravidade que “freiam” o movimento. Além disso, 
quando o músculo está fazendo o papel de antagonista, há maior susceptibilidade à lesão no local da 
inserção muscular ou na própria fibra muscular. Isso ocorre porque o músculo está contraindo para 
retardar o movimento do membro e ao mesmo tempo está sendo alongado. 
Os músculos também são utilizados como estabilizadores, agindo em um segmento de modo 
que possa ocorrer um movimento específico em uma articulação adjacente. E, como último papel, os 
músculos desempenham ações de sinergistas ou de neutralizadores, no qual o músculo irá se contrair 
para eliminar a ação indesejada causada por outro músculo. A Figura 42 ilustra um exemplo de 
agonista, antagonista, estabilizador e neutralizador para o movimento de abdução do ombro. 
 
O deltóide é o agonista já que é o responsável pelo movimento de abdução. O grande dorsal é 
o antagonista já que resiste ao movimento de abdução. O trapézio age como estabilizador segurando a 
escápula para que o movimento ocorra e o redondo menor age como neutralizador a fim de evitar a 
rotação externa ou qualquer rotação interna produzida pelo grande dorsal, por exemplo (HAMILL e 
KNUTZEN, 1999). 
 
Figura 42 – Exemplo de agonista, antagonista, estabilizador e neutralizador para a abdução do ombro. 
Fonte: Hamill e Knutzen (1999).Na prática é importante o conhecimento do papel dos músculos para o desenvolvimento e 
montagem dos treinamentos. Na musculação, por exemplo, pode-se realizar sessões de treinos com 
sistemas agonista-anagonista, que significa que o indivíduo realizará exercícios na sequência do 
músculo agonista e do seu antagonista na sequencia (exemplo: bíceps e tríceps). Estas questões são 
uma das formas de sobrecargas da musculatura e de controle do treinamento. 
No entanto, para o entendimento da força muscular, alguns fatores devem ser considerados, 
como por exemplo, o ângulo de inserção muscular, a relação comprimento tensão, a relação força-
velocidade, força-tempo, efeito da temperatura, efeito da fadiga (HAMILL e KNUTZEN, 1999; HALL, 
2000; NORDIN e FRANKEL, 2003). 
 
 
 
 
3.1 Ângulo de inserção muscular 
 
Nem toda a tensão ou força produzida pelo músculo é usada para gerar rotação do segmento. 
Dependendo do ângulo de inserção do músculo, alguma força será dirigida para estabilizar ou 
desestabilizar o segmento, tracionando o osso para afastá-lo ou para aproximá-lo da articulação. 
A força muscular será dirigida primeiramente ao longo da extensão do osso e para dentro da 
articulação quando o ângulo do tendão for reto sobre o osso. Quando o antebraço está na posição de 
extensão o tendão do bíceps braquial fica inserido no rádio com um ângulo baixo. Para que ocorra 
flexão uma força maior é necessária para mover os segmentos em torno da articulação e para dirigir o 
antebraço para a direção do cotovelo de forma a estabilizar a articulação. 
Para um melhor entendimento, é necessário explicar que existem duas componentes da força: 
a componente rotatória (Fy) e a componente de deslizamento (Fx). A componente rotatória é a 
componente da força muscular que atua perpendicularmente ao eixo longitudinal do segmento e é a 
responsável pelo torque que possibilita o movimento de rotação do segmento em torno da articulação. 
Já a componente de deslizamento, é a componente da força muscular que atua paralelamente ao eixo 
longitudinal do segmento. Dependendo do ângulo de inserção do músculo, tende a puxar o osso para 
fora do centro articular (componente deslocadora) ou empurrá-lo em direção ao centro articular 
(componente estabilizadora) (HAMILL e KNUTZEN, 1999). Ambas as componentes podem ser 
visualizadas na Figura 43. 
 
Figura 43 – Componentes da força muscular (componente rotatória e componente de deslizamento). 
Fonte: Hamill e Knutzen (1999). 
 
 
 
Ainda segundo os mesmos autores, é importante perceber que, embora a tensão muscular 
possa ser mantida durante o movimento articular, o componente rotatório e o torque irão variar 
dependendo do ângulo de inserção. Resumidamente, pode-se dizer que muitas das posições iniciais 
são consideradas fracas, já que a maior parte da força muscular é dirigida ao longo do comprimento do 
osso. À medida que o segmento move-se por uma amplitude do movimento articular, o ângulo de 
inserção geralmente aumenta e direciona mais força muscular para mover o segmento. 
Consequentemente, quando se inicia um movimento de levantamento de peso a partir da posição 
completamente estendida, menos peso pode ser levantado em comparação com o levantamento 
iniciado com alguma flexão na articulação. 
Além disso, no final de alguns movimentos articulares, o ângulo de inserção pode mover-se 
para além de 90°, ponto em que a força de movimento começará novamente a diminuir e a força ao 
longo do comprimento do osso atuará para tracionar o osso para longe da articulação. Essa força 
deslocadora está presente na articulação do cotovelo e do ombro quando existe um alto grau de flexão 
nas articulações. Desta forma, pode-se dizer que quando os ângulos de inserção muscular são agudos, 
o componente paralelo da força (Fx) é mais alto e estabiliza a articulação. 
O componente rotatório é mais baixo, mas aumenta até o nível máximo com um ângulo de 90° 
da inserção. Além de um ângulo de inserção de 90° o componente rotatório diminui e o componente 
paralelo aumenta para produzir uma força de deslocamento. Estas indicações podem ser melhor 
entendidas por meio da Figura 44 que ilustra os componentes da força do bíceps braquial considerando 
diferentes ângulos de inserção. 
 
 
Figura 44 – Componentes rotatórios e paralelos da força de bíceps braquial para diferentes ângulos de 
inserção. Fonte: Hamill e Knutzen (1999). 
 
 
De acordo com essas informações, é que são entendidos os motivos pelos quais os alunos de 
musculação acham mais difíceis o início do movimento, por exemplo, com de rosca bíceps com toda a 
amplitude do movimento. Na prática, normalmente o profissional da educação física presta auxilio aos 
seus alunos para o inicio do movimento. 
 
 
3.2 Relação força-tempo 
 
A força ou tensão gerada por um músculo é proporcional ao tempo de contração: quanto mais 
longo o tempo de contração, maior a força desenvolvida até o ponto de tensão máxima. Para um 
músculo se contraindo de forma isométrica, esta relação pode ser visualizada na Figura 45. Isto ocorre 
pelo fato de que a tensão criada pelos componentes contráteis é transferida ao componente elástico 
paralelo e em seguida aos componentes elásticos em série à medida que a unidade musculotendinosa 
é alongada (NORDIN e FRANKEL, 2003). 
 
 
Figura 45 – Curva força-tempo para o músculo inteiro se contraindo isometricamente. Fonte: Nordin e 
Frankel (2003). 
 
 
 
 
 
 
3.3 Relação comprimento-tensão 
 
A quantidade de força que o músculo exerce varia com o comprimento ao qual é mantido 
quando estimulado (HAMILL e KNUTZEN, 1999; NORDIN e FRANKEL, 2003). A tensão máxima que 
pode ser gerada na fibra muscular ocorrerá quando um músculo for ativado em um comprimento maior 
que o comprimento de repouso, que segundo Hamill e Knutzen (1999) seria em torno de 80 a 120% do 
comprimento de repouso. A Figura 46 ilustra o percentual do comprimento de repouso em relação à 
força. 
 
 
Figura 46 – Relação força-comprimento. Fonte: Hamill e Knutzen (1999). 
 
 
Segundo Hamill e Knutzen (1999) as fibras musculares não podem gerar altas tensões no 
estado encurtado porque os filamentos de actina e miosina se encontram sobrepostos. A maior tensão 
na fibra muscular pode ser gerada com um comprimento levemente maior que o comprimento de 
repouso. Na extensão do músculo alongado, as fibras musculares são incapazes de gerar tensão 
porque as pontes transversas estão muito separadas. 
Na prática, um exemplo aplicado é na realização de flexão de joelhos, assim como ilustra a 
Figura 47. Em (a) o comprimento muscular é curto e sua capacidade de produção de força para criar 
tensão é limitada e, em (b), o comprimento muscular é mais longo devido à flexão de quadril e sua 
capacidade para criar tensão é maior (MCGINNIS, 2000). 
 
 
Figura 47 – Capacidade de produção de força durante a flexão de joelhos. Fonte: McGinnis (2000). 
 
 
Da mesma forma, estas questões podem ser relacionadas a articulação do tornozelo no 
movimento flexão do joelho (ou em pé ou em decúbito ventral). Lima e Pinto (2006) relacionam estas 
questões ao analisar o tornozelo em flexão plantar ou em dorsiflexão (Figura 48). Segundo os autores, 
a posição do tornozelo em dorsi flexão provocará um maior alongamento dos gastrocnêmicos, o que 
facilitará a sua produção de força. 
 
 
Figura 48 – Flexão de joelhos com tornozelo em flexão plantar e em dorsiflexão. Fonte: Lima e Pinto 
(2006). 
 
 
3.4 Relação força-velocidade 
 
As fibras musculares encurtam-se em uma velocidade ao mesmo tempo que desenvolvem a 
força usada para mover um segmento ou carga externa. Os músculos criam uma força ativa que se 
iguala com a carga no encurtamento, e a força ativa ajusta-se continuamente com a velocidade em que 
o sistema contrátil se move. Sob baixas condições de carga, a força ativa é ajustada aumentando a 
velocidade de contração e em cargas altas, o músculoajusta a força ativa reduzindo a velocidade de 
encurtamento. Na verdade, a relação força x velocidade não implica na impossibilidade de mover uma 
resistência elevada a uma velocidade alta nem de mover uma carga leve a uma velocidade baixa. 
 
 
Para a ação concêntrica a velocidade é aumentada à custa 
de uma diminuição na força e vice-versa. À medida que a velocidade 
de encurtamento do músculo aumenta, a clivagem de pontes 
transversa também aumenta, deixando menos pontes transversas 
ligadas de uma vez. Isso equivale menos força e, com alta 
velocidade, quando todas as pontes transversas estão clivando, a 
produção de força é insignificante. Para a ação concêntrica pode-se 
dizer que quanto maior a resistência a ser vencida, menor a 
velocidade de encurtamento e quanto menos a resistência, maior é a 
velocidade de encurtamento. 
 
Para a ação muscular excêntrica a relação força-velocidade é oposta 
ao que se vê no encurtamento, ou ação muscular concêntrica. Nos estágios 
iniciais de alongamento em que a carga está levemente maior que o máximo 
isométrico, a velocidade de alongamento e as mudanças de comprimento no 
sarcômero serão pequenas. Se a carga tem 50% ou mais que o máximo 
isométrico o músculo se alongará em alta velocidade. A tensão aumenta com 
a velocidade de alongamento na ação muscular excêntrica porque o músculo 
está se alongando enquanto se contrai. A curva força-velocidade excêntrica 
terminará abruptamente em alguma velocidade de alongamento quando o 
músculo não puder mais controlar o movimento da carga. A Figura 49 ilustra a 
relação entre a velocidade e a força na ação excêntrica. 
 
 
 
 
Figura 49 – Relação força-velocidade em uma ação muscular excêntrica. Hamill e Knutzen (1999). 
3.5 Potência 
 
A potência, produto da força e velocidade, segundo Hamill e Knutzen (1999) é uma das 
principais características que distinguem os atletas bem sucedidos e os atletas de desempenho médio. 
A potência máxima ocorre com aproximadamente 1/3 da velocidade máxima A Figura 50 ilustra a 
relação força-velocidade e potencia muscular. 
 
Figura 50 – Relação força-velocidade e potência muscular. Fonte: Hall (2000). 
 
 
 
3.6 Efeito da temperatura no músculo 
 
Uma elevação da temperatura muscular causa um aumento na velocidade de condução 
através do sarcolema (NORDIN e FRANKEL, 2003). Segundo Hall (2000) isso acarreta em um desvio 
na curva força-velocidade com um valor mais alto da tensão isométrica máxima e maior velocidade 
máxima de encurtamento. Estas relações estão ilustradas na Figura 51. Com uma temperatura mais 
elevada, será necessária a ativação de um menor número de unidades motoras pra manter uma 
determinada carga. A função muscular é mais eficiente a 38,5°. 
 
 
 
Figura 51 – Curva força-velocidade com o aumento da temperatura corporal. Fonte: Hall (2000). 
 
Logo, uma estratégia, por exemplo, dentro das escolas é fazer com que os alunos realizem 
aquecimentos antes de competições por exemplo. Da mesma forma, para a prática de musculação é 
importante o desenvolvimento de aquecimento antes do inicio do treinamento. 
 
 
4 MÉTODOS DE MEDIÇÃO EM BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO HUMANO 
 
 No século XX as duas grandes guerras mundiais resultaram nos grandes avanços 
tecnológicos hoje conhecidos. Estes se refletiram nos métodos experimentais usados em praticamente 
todas as áreas de atuação científica, incluindo a Biomecânica. Nos últimos anos se pode dizer que o 
Brasil teve um grande avanço nas técnicas de medição, armazenamento e processamento de dados, 
feitos estes que contribuíram para a melhor compreensão do movimento (PRANKE, TEIXEIRA e 
MOTA, 2006). 
Ademais, os resultados das pesquisas em Biomecânica têm influenciado diretamente na 
medicina, ergonomia, fabricação de equipamentos esportivos e muitos outros aspectos da vida humana 
(NASSER, 1995). 
Segundo Teixeira e Mota (2007) o progresso da Biomecânica como disciplina científica que 
estuda funções dos seres vivos tornou-se, ao longo dos últimos três séculos, muito amplo e disso 
resultaram múltiplas divisões didáticas e delimitação de território de especialidades científicas, tais 
como: 
- Biomecânica do Movimento Humano, 
- Biomecânica Clínica e de Reabilitação, 
- Biomecânica de Tecidos e Biomateriais, 
- Biomecânica Musculoesquelética, e 
- Métodos e Técnicas de Pesquisa em Biomecânica. 
 
Segundo os mesmos autores, cada uma destas áreas, por sua vez, abrange diversas 
possibilidades, como os exemplos ilustrados na Figura 52 que indica os tópicos centrais de estudo em 
Biomecânica. 
 
 
 
Figura 52 – Tópicos centrais para o estudo da Biomecânica. Fonte: Teixeira e Mota (2007). 
 
 
A Biomecânica possui seu objetivo de estudo e tarefa bem definidos e que como disciplina, 
estuda o homem no processo dos exercícios físicos, analisa ainda as ações motoras do esportista 
como sistema de movimentos ativos reciprocamente relacionados, e a tarefa da Biomecânica 
determina seu conteúdo, sua teoria e método. Esses últimos se elaboram para solucionar essas tarefas 
parciais, no entanto são importantes ao estudar as questões concretas dos fenômenos parciais e que, 
segundo Bunge apud Nasser (1995) que se repare nas conexões de sua especialidade com as demais 
disciplinas, acostumando com a idéia que esta tem um passado e uma função social, e que grande 
parte depende o seu futuro. 
Segundo o mesmo autor, o progresso da Biomecânica como disciplina científica que estuda 
funções dos seres vivos tornou-se, ao longo dos últimos três séculos, muito amplo e disso resultaram 
como nas Ciências Naturais (Matemática, Física, Química, Biologia), múltiplas divisões didáticas e 
delimitação de território de especialidades científicas. 
A Biomecânica, segundo Teixeira e Mota (2007) ainda pode atuar com assuntos relacionados a 
temas como: 
- aperfeiçoamento da técnica do movimento; 
- aperfeiçoamento do processo de treinamento; 
- aperfeiçoamento e adaptações ambientais; 
 
- aperfeiçoamento do mecanismo de controle de cargas internas do aparelho locomotor; 
- aperfeiçoamento de sistemas para simulação de movimentos; 
- aperfeiçoamento tecnológico instrumental para aquisição e processamento de sinais 
biológicos; 
- aperfeiçoamento de sistemas (hardware e software) para análises de movimentos e 
conseqüentes aplicações práticas. 
Segundo os mesmos autores, precisa-se entender que os métodos tradicionais de ensino e 
treinamento mostram o que e como ensinar, enquanto a Biomecânica permite entender porque 
determinadas técnicas são mais apropriadas do que outras. 
Mais especificamente, a Biomecânica permite, entre outras coisas, melhorar o desempenho de 
atividades esportivas, melhorar a técnica de realização de movimentos, melhorar equipamentos 
utilizados em esportes ou em atividades do dia a dia, prevenir lesões e auxiliar na reabilitação de 
lesões (TEIXEIRA e MOTA, 2007). 
Na escola, o conhecimento da Biomecânica pode contribuir significativamente para a melhoria 
do ambiente escolar, da saúde e da qualidade de vida dos alunos. Alguns exemplos destas atuações 
são associados ao uso de mochilas carregadas pelos alunos e o mobiliário escolar ou a própria postura 
dos alunos frente ao mobiliário escolar. De forma geral, a literatura indica que estes fatores, 
independentemente do ambiente a ser estudado, são causas de, no mínimo, desconforto, e podem em 
longo prazo causar graves danos a saúde e a integridade física das crianças. 
No ambiente ocupacional, a área vem a contribuir com a legislação vigente que busca 
melhores condições aos trabalhadores por meio das adequações dos postos de trabalho e melhorias 
na própria postura dos indivíduos. 
De forma geral, a Biomecânica é uma disciplina eminentemente experimental, e como tal 
depende de processos de medição. Qualquer pesquisa nesta área está sujeita à determinação de 
grandezas físicas que possam ser medidas. Por isto a técnica físicade medir e sua aplicação no corpo 
humano representam uma parte básica relevante dos métodos de trabalho da Biomecânica (PRANKE, 
TEIXEIRA e MOTA, 2006). 
Um aspecto importante a ser considerado é a seleção do instrumental e da técnica de medição 
que será utilizada, pois a determinação das grandezas a serem medidas deve ser feita com a exatidão 
exigida no caso. Obviamente, conforme citam Amadio e Duarte (1996) são necessários que existam 
métodos de medição próprios para serem aplicados nas situações desejadas. 
Segundo Beckwith et al. (1993) apud Teixeira (2004) o processo ou o ato de medição (Figura 
53) consiste na realização de uma comparação quantitativa entre um padrão pré-definido e um 
 
mesurando. A palavra mesurando é usada para designar o parâmetro físico que está sendo observado 
e quantificado, isto é, a quantidade a ser medida. O ato de medir produz um resultado. O padrão de 
comparação deve ter características semelhantes ao mesurando e normalmente está definido por um 
órgão de normatização. A medição fornece informações quantitativas a respeito de como se encontram 
em um determinado momento variáveis físicas ou processos que de outra forma poderiam apenas ser 
estimados (TEIXEIRA, 2004). 
 
 
Figura 53 – Processo de medição. Fonte: Beckwith et al., (1995) apud Teixeira (2004). 
 
 
Desta forma, a medição tanto é uma forma de conhecer o mundo físico como o verdadeiro 
teste de uma teoria ou projeto. Ela é a base fundamental de toda pesquisa e também é um elemento 
fundamental em projetos de qualquer natureza e no controle de processos (PRANKE, TEIXEIRA e 
MOTA, 2006). 
No entanto, segundo Amadio e Duarte (1996) a biomecânica dispõe não apenas da cinemática 
(cinemetria) ou da cinética (dinamometria), mas de quatro grandes áreas que dispõe de métodos de 
medição para a investigação do movimento. 
Os métodos de medição são a cinemetria que relaciona a posição e orientação dos segmentos 
corporais; a dinamometria, que relaciona as forças e distribuição da pressão; a eletromiografia que 
relaciona a atividade muscular e a antropometria que relaciona os parâmetros para os modelos 
policiais. A Figura 54 ilustra estes métodos e as suas especificações. 
 
 
 
Figura 54 – Métodos de medição em Biomecânica. Fonte: A autora. 
 
 
4.1 Cinemetria 
 
A cinemetria consiste em procedimentos de natureza basicamente óptica, onde as medidas 
são realizadas através de indicadores indiretos, obtidos através de imagens. Embora ela possa ser em 
princípio considerada como um método que permite análises qualitativas, pela observação de imagens, 
a partir da medição do deslocamento de pontos selecionados do corpo humano, e do tempo, através da 
freqüência de aquisição, que podem ser derivadas de grandezas cinemáticas como a velocidade e a 
aceleração (lineares ou angulares). 
Sob este enfoque, a cinemetria permite uma análise Biomecânica quantitativa dos movimentos 
humanos. Segundo Amadio e Barbanti (2000) o processo fotogramétrico de extração das coordenadas 
de uma imagem por meio de câmeras foi inicialmente realizado através da utilização de filmes e 
equipamentos analógicos, o que tornava o processo muito longo. No entanto, o avanço da tecnologia 
permite a sua substituição por extrações eletrônicas automáticas e em alguns casos em tempo real. A 
captação e digitalização de imagens são feitas utilizando um sistema composto de câmeras de vídeo, 
calibrador, um software específico e um computador (AMADIO e SERRÃO, 2007). 
Um exemplo que pode ser identificado é o sistema Peak Motus (Peak Performance, Inc., USA) 
com uma ou duas câmeras de vídeo com freqüência de aquisição de imagens de 60 ou 180 Hz, que 
registram as imagens para posterior reconstrução bidimensional ou tridimensional dos movimentos, 
pelo método DLT (Direct Linear Transformation) (ABDEL-AZIZ e KARARA, 1971). A Figura 55a ilustra 
um sistema para a captação e digitalização de imagens, a figura 55b ilustra um calibrador 
bidimensional e a figura 55c ilustra um calibrador tridimensional. 
 
 
 
Figura 55 - (a) Sistema para captação e digitalização de imagens, (b) calibrador bidimensional e (c) 
calibrador tridimensional. Fonte: Teixeira (2004). 
 
O corpo humano normalmente é representado por modelos constituídos de corpos rígidos, 
onde cada segmento é tratado como uma forma geométrica simples. Os segmentos corporais são 
definidos por marcas externas, como representados na Figura 56, selecionadas de forma a indicar de 
maneira mais clara e correta os centros articulares, a posição do centro de gravidade do segmento ou 
ainda determinadas referências anatômicas. 
Plagenhoef (1971) apud Teixeira (2004) fornece indicações de como localizar a posição dos 
centros articulares a partir de referências anatômicas externas. 
 
 
Figura 56 - Exemplo de localização da marcação para projeção do centro articular e pontos internos em 
um estudo com ciclistas. Fonte: Teixeira (2004). 
 
 
Estes marcadores servem de referência externa para a localização de centros articulares que 
determinam os segmentos corporais. A Figura 57a ilustra um sujeito, sem marcadores reflexivos e a 
Figura 57b ilustra um sujeito com estes marcadores. A partir destas imagens podem ser identificadas 
as dificuldades de realizar os procedimentos e localizações anatômicas sem as referências dos 
marcadores. 
 
 
 
Figura 57 – (a) Indivíduo sem marcadores reflexivos e (b) indivíduo com marcadores reflexivos. Fonte: 
Teixeira (2004). 
 
 
Em muitas aplicações a partir da posição dos marcadores, que identificam os pontos 
anatômicos selecionados, é montado um modelo espacial, e são calculados os deslocamentos, as 
posições, velocidades e acelerações dos segmentos/articulações. O sistema de vídeo fornecerá desta 
forma, os parâmetros cinemáticos necessários para o cálculo das modificações do movimento 
(TEIXEIRA, 2004). A Figura 58 ilustra modelos espaciais de estudos relacionados com a flexão de 
joelhos na máquina flexo-extensora e com chute no futebol de campo. 
 
 
Figura 58 – Modelo espacial (a) de um estudo da flexão de joelhos na máquina flexoextensora (b) um 
estudo do chute com o dorso do pé no futebol de campo. Fonte: Teixeira (2004). 
 
 
Um fator importante na seleção e utilização de determinada técnica de registro e 
processamento de imagens é o número e a disposição da(s) câmera(s) em relação ao objeto/corpo a 
ser analisado (Figuras 59a, 59b e 59c), permitindo uma análise bidimensional ou tridimensional. A 
determinação de variáveis cinemáticas depende do processamento da imagem coletada, ou seja, da 
reconstrução das coordenadas dos pontos marcados no corpo do sujeito analisado. 
 
 
Figura 59 – Disposição da câmera em relação ao corpo a ser analisado (a) filmagem de um estudo com 
ciclistas, filmagem de um estudo com PNE’s e (c) demonstração da coleta de dados do exercício da 
puxada vertical. Fonte: Teixeira (2004). 
 
 
Com relação à freqüência de aquisição a escolha da taxa de amostragem é específica para 
cada contexto. Normalmente se utiliza a freqüência de 50 – 60 Hz para a marcha humana e de 100 até 
200 Hz para a corrida. 
Alguns exemplos que podem ser explorados são associados ao contexto do produto no qual a 
biomecânica, considerando uma avaliação cinemática, focaliza a posição dos segmentos durante as 
atividades do trabalho. 
A Figura 60 ilustra o posicionamento da cervical com o uso de dois tipos de computadores e 
suas influências sobre o ângulo da cervical (STRAKER, JONES e MILLER, 1997). 
 
 
Figura 60 – Ângulo da cervical durante a utilização de diferentes computadores. Fonte: Straker, Jones e 
Miller (1997). 
 
 
O estudo de Reiser, Wickel e Menzer (2008) relacionou duas diferentes inclinações de pisos e 
uma superfície plana para o levantamento de pesos (25 kg para os 22 homens avaliados e 15 kg para 
as 22 mulheres avaliadas) por meio da cinemetria. O estudo demonstrou que os indivíduos foramafetados pelos diferentes posicionamentos, sendo a lordose lombar natural perdida no caso em que a 
 
superfície estava em declive com -20 com relação à horizontal. Assim, ao se transportar uma carga, 
como na Figura 61, é importante preferir que o indivíduo faça isso em um solo plano e não em um solo 
inclinado. 
 
 
Figura 61 – Posicionamento corporal em relação à horizontal. Reiser, Wickel e Menzer (2008). 
 
 
Outro exemplo, associado ao exercício físico é o estudo de Teixeira, Pranke e Mota (2007). Os 
autores buscaram quantificar as mudanças angulares da região lombar em diferentes intensidades de 
sobrecarga (sem carga, 60% da carga de 1 repetição máxima (RM), 70% de 1RM e 85% de 1RM) 
durante o exercício flexão de joelhos na máquina mesa romana. Os resultados encontrados no estudo 
podem ser observados na Figura 62. Resumidamente, foram encontrados maiores ângulos da lombar 
com o aumento da carga e estes foram maiores nas cargas iniciais. 
 
 
 
 
Figura 62 – Mudanças angulares na região lombar realizando o exercício de flexão de joelhos em 
diferentes intensidades. Fonte: Teixeira, Pranke e Mota (2007). 
 
 Copetti et al. (2007) realizaram um estudo utilizando a cinemetria para comparar os benefícios 
de um programa de equoterapia em crianças com síndrome de down. Os resultados para o ângulo do 
tornozelo e joelho para uma das crianças avaliadas podem ser visualizados na Figura 63. 
 
 
Figura 63 – ângulo do tornozelo e joelho antes e após o tratamento com equoterapia para crianças com 
síndrome de down. Fonte: Copetti et al., (2007). 
 
 
4.2 Dinamometria 
 
Segundo Amadio apud Amadio e Duarte (1996) a definição do conceito de força, sob o aspecto 
físico, somente pode ser interpretada a partir do efeito de sua ação, e assim, pode-se interpretar seus 
efeitos estáticos e dinâmicos. A principal dificuldade de compreensão da natureza da força está na 
dosagem ou controle de sua grandeza e função tempo, as quais exercem uma grande influência nos 
diferentes movimentos humanos que se utilizam deste parâmetro em distintos graus de intensidade, 
com dependência de rendimento na execução do movimento. 
Entre os principais objetivos que indicam a utilização da dinamometria pode-se apontar: 
 
(a) análise da técnica de movimento, 
(b) análise da condição física, 
(c) controle da sobrecarga, 
(d) influência de fatores externos, 
(e) influência de fatores internos, 
(f) monitoramento de atletas e 
(g) indicadores para detecção de talentos esportivos. 
 
Segundo a determinação de forças que atuam sobre os corpos, assim como interação do corpo 
com o meio ambiente, onde o movimento acontece, a biomecânica pode ser dividida, segundo Amadio 
e Serrão (2007) em: 1) Biomecânica interna e 2) Biomecânica externa. 
1) Biomecânica Interna: preocupa-se com a determinação das forças internas (forças 
articulares e musculares) (AMADIO, 1996). Ainda é um problema metodológico não totalmente 
resolvido na Biomecânica, mas constitui a base fundamental para melhor compreensão do movimento. 
Na medição das forças internas geralmente utiliza-se métodos invasivos com strain gauges e o 
processo de sua avaliação é extremamente difícil, pois apresenta grandes dificuldades para sua 
aplicação. 
2) Biomecânica Externa: preocupa-se com a determinação das forças externas e é 
metodologicamente mais simples. Alguns exemplos de instrumentação utilizados podem ser citados, 
tais como: plataformas de força, strain gauges e sensores piezoelétricos. O instrumento básico da 
dinamometria é a plataforma de força, que mede a força de reação do solo (FRS), na sua ação 
tridimensional (vertical, médio-lateral e ântero-posterior) e o ponto de aplicação desta força. As forças 
externas são relativamente fáceis de medir (TEIXEIRA, 2004). 
A medição da força de reação do solo é realizada através de plataformas de força geralmente 
triaxiais que fornecem um sinal elétrico proporcional à força aplicada. Existem vários tipos de sensores 
para esse tipo de medição, sobressaindo-se os strain gauges (extensômeros), piezoelétricos, 
piezoresistivios e capacitivos, dentre outros (WINTER apud MORAES, 2000). Historicamente, parecem 
existir três linhas principais de evolução das plataformas, desde as puramente mecânicas de Amar, 
1920, e Henry, 1952 (PAYNE apud AMADIO e DUARTE 1996). A primeira linha está associada ao 
desenvolvimento de sensores de cristal piezoelétrico, ao passo que as outras duas linhas utilizam 
sensores do tipo strain gauges (extensômetros de resistência elétrica). As plataformas que usam strain 
gauges podem envolver dispositivos que deformam com cargas centrais do tipo axial ou do tipo que 
utilizam vigas fletidas. Plataformas que operam com sensores piezoelétricos são exclusivamente 
 
dinâmicas, possuem uma freqüência natural alta, são muito caras e são difíceis de operar (flutuações 
do sistema eletrônico, muito sensível a pequenas vibrações do tipo veículos passando na rua próxima 
ao laboratório, etc.). 
Plataformas à base de extensômetros de resistência elétrica podem realizar medições 
estáticas, são estáveis durante largos períodos de tempo, são mais baratas que as piezoelétricas, mas 
possuem frequência natural mais baixa, o que é um fator limitante importante, principalmente quando 
se pretende avaliar atividades envolvendo impacto (salto em distância, vôlei, basquete, etc.). A parte de 
condicionamento eletrônico de sinal também é mais simples (TEIXEIRA, 2004). 
Normalmente, uma força representa a ação de um corpo sobre outro (quando não se está 
considerando forças internas). Quando se usam sensores do tipo extensômetros de resistência elétrica, 
estes sensores captam a deformação mecânica sofrida pelo elemento elástico da plataforma e como 
consequência, variam sua resistência elétrica. Como as deformações mecânicas são muito pequenas 
(na região elástica), as variações de resistência elétrica correspondentes são muito pequenas também. 
Desta forma, um dispositivo chamado condicionador de sinais converte variação de resistência elétrica 
em variação de voltagem (além de amplificar, filtrar, etc.) (TEIXEIRA, 2004). 
A Figura 64 mostra um esquema ilustrativo de todo o processamento que ocorre a partir da 
coleta de dados desde os transdutores na plataforma de força até a visualização pelo monitor, 
incorporado ao computador. As cargas que são aplicadas sobre as plataformas são convertidas em 
tensões elétricas através da matriz de sensibilidade de cada plataforma. Estas tensões são então 
amplificadas e convertidas através de um conversor analógico/digital (A/D). Estes sinais digitais são 
visualizados pelo operador através do equipamento de informática, podendo ser normalizados em 
relação à massa corpórea de cada indivíduo avaliado (MORAES, 2000). 
 
 
Figura 64 – Processamento de coleta de dados. Fonte: Moraes (2000). 
 
Alguns exemplos que podem ser dados é a plataforma AMTI utilizada para medidas de força de 
reação do solo e o dinamômetro JAMAR que é utilizado para a verificação da força de preensão 
manual. A plataforma de força e um dinamômetro de preensão manual estão ilustrados na Figura 65. 
 
 
 
Figura 65 – Plataforma de força de reação do solo e dinamômetro de preensão manual. Fonte: Teixeira 
(2004). Disponível em: <http://www.emgsystem.com.br/transdutores.html>. Acesso em: 03 ago 2010. 
 
Alguns estudos que podem ser relacionados como forma de exemplificação é o de Peneireiro, 
Amadio e Serrão (2005). A Figura 66 ilustra os modelos de mochilas avaliadas pelos autores, segundo 
configuração de alça sendo: a) alça diagonal com bolsa lateral, b) alça lateral com bolsa lateral, c) alça 
lateral e horizontal com duas bolsas laterais e, d) alça cruzada e horizontal com duas bolsas laterais. 
De acordo com os resultados encontrados foi possível identificar que a menor sobrecarga 
gerada pela mochila de alça dupla e duas bolsas, evidenciando melhor distribuição demassa. Assim, 
ao se projetar um produto, no caso uma mochila, específica ao trabalho de um indivíduo que passa a 
maior parte da jornada de trabalho em pé e caminhando, como no caso do carteiro, estas 
características devem ser levadas em consideração para se chegar a uma conclusão final. 
 
 
Figura 66 – Modelos de mochilas a serem utilizadas pelos carteiros. Fonte: Peneireiro, Amadio e 
Serrão (2005). 
 
 
Gertz et al. (2005) avaliaram digitadores de computadores em diferentes níveis técnicos, por 
meio da dinamometria, e encontraram três resultados conclusivos: 
1) que indivíduos com melhor qualidade de técnica de digitação aplicam menor carga vertical 
(Fz) sobre a superfície da tecla durante a digitação; 
2) a repetibilidade das curvas de força e momento, de forma que permitam que um padrão seja 
gerado, é maior para os digitadores com maior nível de técnica de digitação, principalmente com 
relação força horizontal (Fy); 
 
3) indivíduos com melhor qualidade de técnica de digitação tendem a pressionar a tecla na 
parte superior, ou seja, na parte da superfície mais distante do seu corpo (ou mais próxima do monitor). 
 Com relação à marcha, a Figura 67 ilustra as curvas características da força de reação do solo, 
com e sem o transporte de carga. 
 
 
Figura 67 – Força de reação do solo durante a marcha de um músico com e sem o transporte de seu 
instrumento musical, considerando o membro inferior direito e esquerdo. Fonte: Teixeira et al. (2009). 
 
 Com relação à força de preensão manual o estudo de Esteves et al. (2006) buscou identificar 
as características antropométricas da mão de crianças de ambos os sexos, com idade entre 7 e 14 
anos, e mensurar a força de preensão máxima através de mensuração direta, estabelecendo valores 
de referência para a força em relação à idade, lateralidade e sexo. Os resultados indicaram diferenças 
significativas na antropometria entre meninos e entre as meninas foram encontradas diferenças nos 
grupos de 7, 8, 11 e 14 anos. Na preensão x lateralidade, as diferenças foram para os grupos de 7, 8, 
9, 13 e 14 no feminino e no masculino de 7 a 11 anos; a relação preensão x sexo, mostrou-se sempre 
maior no masculino, e apresentou diferenças significativas nos respectivos períodos pubertários. Tanto 
as características antropométricas quanto o desenvolvimento de força são progressivos no decorrer da 
faixa etária escolhida, apresentado suas maiores diferenças nos períodos de maturação sexual de cada 
sexo. 
 
 
4.3 Eletromiografia 
 
Eletromiografia (EMG) é o termo genérico que expressa o método de registro da atividade 
elétrica de um músculo quando realiza contração (AMADIO e DUARTE, 1996; AMADIO e SERRÃO, 
2007). Enoka (2000) indica que a eletromiografia é uma técnica de monitoramento da atividade elétrica 
 
das membranas excitáveis, representando a medida dos potenciais de ação do sarcolema, como efeito 
de voltagem em função do tempo. A Figura 68 ilustra um gráfico do sinal EMG em relação ao tempo. 
 
 
Figura 68 – Gráfico do sinal EMG em relação ao tempo. Fonte: Silva (2010). 
 
 
A eletromiografia apresenta inúmeras aplicações, notadamente na clínica médica para 
diagnóstico de doenças neuromusculares; na reabilitação, na reeducação da ação muscular 
(“biofeedback” eletromiografico); na anatomia, com o intuito de revelar a ação muscular em 
determinados movimentos; e na biomecânica no sentido de servir como ferramenta indicadora de 
alguns fenômenos (AMADIO e DUARTE, 1996; AMADIO e SERRÃO, 2007). 
Para tanto, o sinal da eletromiografia é adquirido, segundo Marchetti e Duarte (2006) por meio 
de um eletromiógrafo que tipicamente está acoplado a um computador. A Figura 69 ilustra um aparelho 
de eletromiografia. 
 
 
 
 
Figura 69 – Eletromiógrafo Lynx. Fonte: Teixeira (2004). 
 
Este computador é conectado a pele por meio de eletrodos, assim como ilustra a Figura 70. 
 
Figura 70 – Eletrodos utilizados para a eletromiografia de superfície. Fonte: Berque e Gray (2002). 
 
 
O ponto de colocação dos eletrodos é ainda muito divergente entre os pesquisadores. 
Hermens et al. (2000) realizaram uma análise metodológica com foco na padronização da colocação 
dos eletrodos da eletromiografia. Para tanto os autores analisaram 144 artigos e dividiram em três 
grandes grupos o posicionamento dos eletrodos: 
1) Sobre o ventre muscular (zona de maior massa aparente); 
2) Algum ponto entre a zona de intervenção (ponto motor) e o tendão; 
3) No próprio ponto motor. 
Além disso, neste estudo os autores ainda colocam que 50 dos 144 artigos avaliados utilizam 
uma distância entre os eletrodos de 20 mm, mas esta costuma variar conforme o comprimento do 
músculo avaliado, sendo que músculos mais longos tendem a possuir uma distância entre os eletrodos 
maior. 
O sinal EMG captado no corpo humano é um sinal analógico (um sinal contínuo no tempo) que 
é convertido para um sinal digital para poder ser registrado pelo computador. Para tanto, certos 
parâmetros devem ser ajustados na aquisição do sinal, dependendo da tarefa e dos objetivos 
(MARCHETTI e DUARTE, 2006). 
Para a coleta dos dados a frequência de aquisição, para a eletromiografia de superfície, é 
considerada como a maior frequência que fica em torno de 400 a 500 Hz. Para Menzel (2009) a 
frequência de aquisição deve ser, no mínimo, 1000 Hz. 
 
Após a coleta de dados são necessários importantes procedimentos para o tratamento do sinal. 
Os valores para os filtros são diversificados e, conforme os autores podem ser utilizadas frequências de 
8-500 Hz para o tratamento (filtro passa banda) (SILVA, 2010). 
 
 
 
 Com relação aos estudos que tratam da eletromiografia, pode-se dizer que os há uma busca 
principalmente associada a investigação da ativação muscular no esporte e na locomoção. 
Lunes e Santos (2005) avaliaram três músculos: tibial anterior, gastrocnêmio (tríceps sural) e 
músculos lombares (paravertebrais) para a comparação da marcha de forma natural, primeiro 
descalços, depois usando salto baixo e finalmente salto alto. Os resultados mostraram que o tibial 
anterior e o gastrocnêmio mostraram um aumento da atividade muscular durante a marcha com salto 
alto, quando comparada a marcha descalça. Durante a marcha com salto baixo, a atividade muscular 
do tibial anterior e gastrocnêmio foi diferente da marcha descalça. Os músculos lombares não 
mostraram uma alteração significativa. 
Com relação às atividades ocupacionais pode ser citado o estudo de Ribeiro, Lourenção e 
Lopes (2004) que avaliou dois tipos de mouse assim como ilustra a Figura 71 (sendo mouse da figura 
da direita um protótipo considerado mais ergonômico pelos autores). 
 
 
Figura 71 – Tipos de mouse avaliados. Fonte: Ribeiro, Lourenção e Lopes (2004). 
LEITURA DDE APROFUNDAMENTO 
 
MARCHETTI, P. H.; DUARTE, M. Instrumentação em eletromiografia. 29p. 2006. 
Disponível em: http://demotu.org/pubs/EMG.pdf 
 
 
 Os resultados dos autores apontaram que o mouse ergonômico reduziu a atividade muscular 
em extensores de punho e seu uso parece menos associado ao desenvolvimento de queixas clínicas 
de dor em membros superiores. Além disso, foi verificado que seu uso em tempo prolongado pode ser 
mais aceito em função do menor gasto energético que se tem. 
 
 
4.4 Antropometria 
 
A antropometria que trata das medidas do corpo humano, particularmente, com as medidas do 
tamanho e a forma. Para Glaner (2004) a antropometria é usada em várias áreas do conhecimento, 
dentre as quais estão: a performance desportiva, a saúde e a composição corporal e a ergonomia. 
A importância das medidas antropométricas ganhou especial interesse na década de 40, 
provocada de um lado pela necessidade da produção em massa, pois um produto mal dimensionado 
pode provocar a elevação dos custos e por outro, devido ao surgimento dos sistemas de trabalho 
complexos onde o desempenho humano é crítico e o desenvolvimento dessessistemas depende das 
dimensões antropométricas dos seus operadores (RODRIGUEZ-AÑEZ, 2001). 
No entanto, considerando dados significativos da população as tabelas existentes ainda 
demonstram carências de investigações (SHOENARDIE ET al., 2010). Sell (2002) indica que a própria 
população brasileira por suas características, que englobam misturas de diversas raças e com 
condições sociais distintas entre as grandes regiões do país, dificulta o projeto dos postos de trabalho 
no qual todos os trabalhadores devem estar bem acomodados e dificulta a produção dos produtos. 
Iida (2005) indica as diferenças das proporções corporais de indivíduos de diferentes etnias 
(americanos, japoneses e brasileiros), assim como ilustra a Figura 72. 
 
 
 
Figura 72 – Diferenças entre as proporções corporais de indivíduos de diferentes etnias. Fonte: Iida 
(2005). 
 
 
Estas preocupações tornam-se ainda maiores ao se projetar produtos onde os consumidores 
podem estar espalhados por muitos países. Segundo Rodriguez- Añez (2001), Iida (2005) e Panero e 
Zelnik (2006) mesmo que ainda não existam medidas confiáveis para a população mundial, grande 
parte das medidas disponíveis são oriundas de contingentes das forças armadas limitando a utilização 
dos dados, pois esta população caracteriza-se por ser predominantemente do sexo masculino, na faixa 
dos 18 aos 30 anos e que atenderam aos critérios para recrutamento militar como peso e estatura 
mínimos. 
Como se pensar então em desenvolver produtos que atendam a população do mundial? A 
própria estatura corporal apresenta modificações ao longo dos anos. A Figura 73 ilustra as 
modificações da estatura corporal, considerando os anos de 1870 a 1980, de militares norte-
americanos. 
 
 
 
Figura 73 – Tendência da estatura corporal de homens norte-americanos. Fonte: Panero e Zelnik 
(2006). 
 
 
Ademais, no Brasil, os estudos na área da antropometria podem ainda ser amplamente 
desenvolvidos, uma vez que devido às condições histórico-geográficas do país, torna-se difícil definir 
um padrão brasileiro, caracterizando as poucas referências encontradas e consideradas por Felisberto 
e Paschoarelli (2000) como tendo inestimável valor. 
Os mesmos autores ainda indicam que os poucos dados encontrados são ainda 
representativos de indivíduos específicos o que torna sua utilização pouco confiável considerando 
outras circunstâncias. Menin e Pashoarelli (2006), por exemplo, encontraram discrepâncias com as 
medidas antropométricas considerando as normas e uma amostra de indivíduos obesos do Brasil. 
Para o projeto, muitas vezes, outras fontes são exploradas como aquelas originadas de normas 
e padrões internacionais as quais, segundo Felisberto e Paschoarelli (2000) apresentam os mesmos 
problemas da realidade brasileira. Hanson et al. (2009) indicam que a homogeneidade dos dados 
antropométricos, na população da Suécia vem diminuindo, o que indica necessidades de atualizações 
ergonômicas para a adaptação de novos produtos e postos de trabalho. 
 
Desta forma, durante o processo projetual, particularmente na fase preliminar, dois tipos de 
problemas são enfrentados quanto aos dados antropométricos: 
1) Qual a referência antropométrica utilizar? 
2) Como facilitar o uso prático dos dados apresentados? 
No Brasil, pode-se citar basicamente duas tabelas de medidas antropométricas de 
trabalhadores brasileiros. O estudo do Instituto Nacional de Tecnologia foi realizado com uma amostra 
de 3100 homens trabalhadores homens de 26 empresas industriais do Rio de Janeiro. Os resultados 
encontrados pelos autores estão ilustrados na Figura 74. 
 
 
Figura 74 – Medidas de antropometria de 3100 homens trabalhadores brasileiros do Rio de Janeiro. 
Fonte: Iida (2005). 
 
O estudo de Couto (1995) foi realizado com 400 trabalhadores também do sexo masculino e 
100 trabalhadoras de escritórios de uma fábrica na região paulista do ABC. Estes resultados podem ser 
observados na Figura 75. 
 
 
 
Figura 75 – Medidas antropométricas de 400 trabalhadores e 100 trabalhadoras de escritório da região 
paulista do ABC. Fonte: Iida (2005). 
 
 
Estas medidas se referem às regiões corporais, indicadas por Iida (2005), ilustradas na Figura 
76. 
 
 
Figura 76 – Principais variáveis a serem utilizadas em medidas de antropometria. 
Fonte: Iida (2005). 
 
No entanto, o que se observa é que o número de indivíduos avaliados não reflete uma amostra 
significativa da população brasileira. Neste contexto, Felisberto e Paschoarelli (2000) reuniram os 
dados disponibilizados por autores como Iida (2005) e Panero e Zelnik (2006) e definiram parâmetros 
antropométricos por meio de técnicas estatísticas. 
Desta forma, os autores obtiveram a Figura 77 considerando 29 variáveis antropométricas, 
assim como indica as referências da Figura 78. 
 
 
Figura 77 – Resultados finais do tratamento estatístico das variáveis antropométricas (valores em cm). 
Fonte: Felisberto e Paschoarelli (2000). 
 
 
 
Figura 78 – Representação bidimensional para a identificação das medidas a serem realizadas 
considerando as 29 variáveis. Fonte: Felisberto e Paschoarelli (2000). 
 
 
Internacionalmente, foram encontrados estudos com 367 indivíduos de amostra da Suécia (105 
homes e 262 mulheres) com idades entre 18-65 anos (HANSON et al., 2009); 315 indivíduos de uma 
amostra de Singapura (206 homens e 109 mulheres) e 377 indivíduos de uma amostra da Indonésia 
(245 homens e 132 mulheres) com idades entre 18-45 anos (CHUAN, HARTONO e KUMAR, 2010), e 
300 indivíduos de uma amostra da Tailândia (150 homes e 150 mulheres) 20,56 ± 71,53 anos 
(KLAMKLAY et al., 2008). No entanto, da mesma forma que ocorre com os dados Brasileiros, o número 
de indivíduos avaliados ainda não representa de forma significativa a população dos países. 
Para as avaliações pode-se dizer que sãos dois os tipos básicos de dimensões corporais com 
importância para os projetos e produtos: estruturais e funcionais. As dimensões estruturais, às vezes 
chamadas de estáticas, incluem medidas de cabeça, tronco e membros em posições padronizadas, 
como as observadas nas Figuras anteriores. As dimensões funcionais, também chamadas de 
dinâmicas, incluem medidas tomadas em posições de trabalho, por exemplo. 
Os equipamentos antropométricos mais comumente usados são: fita métrica, estadiômetro, 
balança, adipômetro para dobras cutâneas e paquímetros. A fita métrica é usada para medir os 
perímetros corporais e sua escala de medida deve ser em milímetros (mm), e com 7 mm de largura. 
Não é recomendado o uso de fitas metálicas, devido ao fato de não serem completamente maleáveis 
(GLANER, 2004). 
Para a coleta de dados antropométricos Glaner (2004) indica os seguintes equipamentos: 
O estadiômetro é usado para medir a estatura e a altura troncocefálica, esta também 
 
denominada de altura sentada. Recomenda-se um estadiômetro com escala de medida em 
milímetros. Na falta desse equipamento, basta fixar uma fita métrica em uma parede lisa que 
forme um ângulo de 90º em relação ao chão e sua escala de medida deve ser em mm. 
A balança é o equipamento utilizado para mensurar a massa corporal. De preferência, 
sua escala de medida deve ser de 100 gramas. 
 Os adipômetros são usados para medir as dobras cutâneas e os paquímetros são 
usados para medir os ossos. Os paquímetros de hastes curtas servem para medir os diâmetros 
menores, como o bimaleolar; o de hastes longas mede os diâmetros maiores, como o biacromial, 
e comprimentos ósseos, como o radial-estilóide. O paquímetro de pontas rombas também é 
usado para medir a profundidade anteroposterior do tórax. 
 
 
 
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