Cinesiologia e Biomecânica: Estudo do Movimento Humano

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CINESIOLOGIA E BIOMECÂNICA
Disciplina: SDE0057
Profª. Esp. Claudia Lomba
Cinesiologia
• Anatomia funcional; 
• É o estudo científico do movimento humano;
• A análise cinésiológica é considerada qualitativa 
(observação do movimento); 
Anatomia Regional X Anatomia Funcional 
• Anatomia Regional - Identificação das 
estruturas anatômicas (localização);
• Anatomia Funcional – estudo dos 
componentes do corpo necessários para 
obter ou desempenhar um movimento ou 
função humana; 
Biomecânica
Ciência interdisciplinar que descreve e analisa
o movimento humano e de animais, se 
utilizando de aplicações mecânicas, 
considerando as propriedades do sistema 
biológico. 
Base para o 
estudo da 
biomecânica 
Anatomia 
(estrutura)
Fisiologia
(função)
Mecânica
(movimento)
• Biomecânica: aplicação dos princípios 
mecânicos no estudo dos organismos vivos; 
• Mecânica: ramo da física que estuda o 
movimento e efeito das forças sobre um 
objeto; 
• Mecânica interna – fatores mecânicos que produzem e 
controlam o movimento dentro do corpo (força muscular e 
estabilidade proporcionada pelos ligamentos).
• Mecânica externa - fatores mecânicos que produzem e 
controlam o movimento fora do corpo (gravidade e forças 
externas)
Conceitos
Biomecânica
• Ciência voltada ao estudo dos sistemas biológicos sob uma 
perspectiva mecânica; 
• Ciência que examina as forças internas e externas que 
atuam no corpo e seus efeitos;
• Estudo da estrutura e da função dos sistemas biológicos 
utilizando os métodos de mecânica; 
• Avalia o movimento de um organismo vivo e o efeito da 
força sobre esse organismo; 
• Mecânica dos seres vivos – relacionada com movimentos, 
forças e dinâmica do corpo humano, e dos seus segmentos. 
Biomecânica
Objetivos 
Otimizar o rendimento
Reduzir sobrecarga
Análise Biomecânica
Análise 
Biomecânica
Qualitativa 
(movimento 
observado e 
descrito)
Quantitativa (é 
realizada alguma 
medida do 
movimento)
Bom
Ruim
Fletido
Rodado
Seis metros
Três segundos
Características
Qualidades
números
Análise qualitativa
Obs: o termo qualitativo não quer dizer o 
mesmo que características gerais. 
As descrições qualitativas podem ser gerais ou 
extremamente detalhadas.
Ramos da mecânica
Mecânica
Estática
Corpos em estado 
de equilíbrio
Dinâmica 
Sistemas sujeitos 
a aceleração 
Cinemática Cinética
Estática
• sistemas que não estão em movimento ou que estão 
se movendo em velocidade constante a ponto de 
considerá-los em equilíbrio;
• Equilíbrio – estado em que não há aceleração porque 
as forças que fazem a pessoa ou objeto iniciar, acelerar 
ou diminuir o movimento estão neutralizadas por 
forças opostas que as cancelam; 
Estática
As forças estão presentes sem movimento e 
estão sendo produzidas continuamente para 
manter posições e posturas que não envolvem 
movimento;
Dinâmica
• Área da mecânica que estuda os sistemas sujeitos à 
aceleração; 
• Análise do movimento – abordagem cinemática ou 
cinética 
Cinemática x Cinética
Cinemática
• Estudo da descrição do movimento, incluindo 
considerações de espaço e tempo; 
• Descreve a aparência do movimento;
• Não leva em consideração as forças atuantes 
sobre um corpo.
Cinemática 
Variáveis estudadas
POSIÇÃO 
(localização) 
TEMPO
(características 
temporais do 
movimento) 
DESLOCAMENTO
(descrevendo o 
movimento que ocorreu)
VELOCIDADE
ACELERAÇÃO
(indicador de rapidez 
com que a velocidede
se modificou);
Cinemática
Movimento 
linear 
(translação)
Movimento ao 
longo de uma via 
curva ou reta
Movimento
angular
Movimento de 
rotação ao redor 
de um eixo
Movimento Geral
Combinação - movimentos 
rotação + translação
Movimento Linear
Movimento linear
Movimento linear
Movimento angular
Movimento angular
O movimento angular pode 
ocorrer ao redor de um eixo 
externo fixo.
Movimento angular
O movimento angular pode 
ocorrer ao redor de um eixo 
que passa pelo centro da 
massa.
 Todos os movimentos lineares dos seres humanos, ou 
objetos movidos por eles, ocorrem como consequência
de contribuições angulares. 
 É importante identificar os movimentos angulares e a 
sequência de movimentos angulares que constituem 
uma habilidade ou movimento humano, pois os 
movimentos angulares determinarão o sucesso ou 
falha do movimento linear.
CADEIA CINEMÁTICA????
Cinética
Estudo da ação das forças e seus efeitos que 
agem sobre um sistema (corpo humano ou 
qualquer objeto).
Análise Cinética 
• A área de análise cinética do movimento tenta definir 
as forças que provocam um movimento; 
• Fatores antropométricos são considerações 
importantes na análise cinética;
• A análise cinética do movimento é + difícil uma vez 
que as forças não podem ser vistas, apenas os efeitos 
das forças podem ser observados;
Força (ação ou efeito 
mecânico aplicado a um corpo que 
tende a produzir aceleração) 
Forças internas 
(geradas pelas 
próprias 
estruturas 
biológicas)
Forças Externas
Forças que 
agem em ou 
sobre o 
corpo 
humano 
Gravidade
Impacto dos 
pés, mãos ou 
corpo com o 
solo 
Forças 
musculotendin
osas
Objetos 
colidindo com 
o corpo
Forças 
ligamentares
Forças 
compressivas
Forças 
internas
Tração 
ligamentar
Compressões 
articulares
Compressões 
discos
Torções ósseas
Forças 
Externas
Pressão
Força reação 
do solo
Produzidas 
pelos 
músculos
Para que mensurar as forças???
Forças Internas
Identificação de parâmetros 
dinâmicos que afetam:
- desempenho;
- Sobrecarga;
- Estratégias.
Forças externas
• Desempenho;
• Mecanismos de sobrecarga 
(somatória de F. ext e F. int);
• Treinamento, aprendizagem 
e reabilitação.
Lesão/Sobrecarga
 A lesão é causada pela somatória das forças
impostas às estruturas biológicas;
 Com carga excessiva, a força extrapola o 
aparelho locomotor podendo causar lesão. 
O corpo humano pode ser definido 
fisicamente como um complexo sistema de 
segmentos articulados em equilíbrio estático e 
dinâmico, onde o movimento é causado por 
forças internas atuando fora do eixo articular, 
provocando deslocamentos angulares dos 
segmentos, e por forças externas ao corpo. 
Instrumentos para mensurar as 
grandezas cinemáticas
Cinemetria
Analisa o movimento registrando as 
características cinemáticas
Deslocamento Velocidade Aceleração
As variáveis são registradas por filmagem
Métodos
Opto Eletrônico
Câmeras digitaisCinematografia
• Cinematografia – uso de câmeras cinematográficas 
onde o movimento é registrado em quadros individuais;
• Sistema Opto Eletrônico - Os pontos recebem 
marcas ativas (fontes de luz) ou passivas (refletores de luz). 
As marcas são captadas por um receptor acoplado a
um sistema e a câmera mostra o deslocamento de pontos e a 
coordenada e transferida para o computador;
• Câmera digital - Semelhante ao sistema opto-
eletronico. Coloca-se os pontos no individuo e o filma. 
Instrumentos para mensurar as 
grandezas cinéticas
 DINAMOMETRIA (plataformas de força e 
plataformas de pressão)
 ELETROMIOGRAFIA
DINAMOMETRIA
Plataformas e sistemas portáteis para 
mensuração de forças e de pressão na 
superfície plantar.
Análise da marcha 
Aterrissagens
Impulsos
equilíbrio
• Plataformas de força - projetadas com intuito de 
atuarem como transdutores das forças de reação do 
solo nas direções vertical, lateral e ântero-posterior ; 
• Plataformasde pressão - produzem mapas 
gráficos ou digitais das pressões através das 
superfícies plantares;
Plataforma de força
Força de reação do solo
3ª Lei de Newton
Plataforma de força
Unidade de medição em cada 
canto da plataforma = 
transdutores de força
Pressão 
elétrica
Sensores
Marcha - paciente com marcha “normal”
1º pico – passivo = toque do calcanhar no chão
2º pico – ativo = propulsão
Marcha - paciente hemiplégico
1º = toque do calcanhar no chão incorreto
2º = não possui força de propulsão para acelerar o corpo
Acionamento desorganizados dos músculos (+ energia para usar 
menos)
Desvantagens/Limitações
plataformas
• Restrições que um ambiente laboratorial apresenta;
• Estar fixa ao solo;
• Efeito retroativo (indivíduo acaba olhando para 
plataforma durante a execução do movimento);
Sistemas portáteis
• Vantagem: possibilitar a coleta de dados fora do 
ambiente laboratorial;
• Desvantagem: menos precisas do que as 
plataformas fixas dos laboratórios.
Plataformas de pressão
Pressão
P = F / A 
A pressão não é sinônimo de força e sim como 
esta é distribuída em determinada área;
Conseqüências de descontrole de 
pressão
• Alterações na pele (calo, bolha, formigamento — alta pressão);
• Alterações ósseas (pressão concentrada em determinadas regiões);
• Alterações articulares;
• Alterações posturais (na posição sentado recebe-se grande pressão 
na região glutea);
• Alterações somato-sensoriais (mecanoreceptores medem a 
pressão; se o sujeito não sente dor, pode ter maiores prejuízos).
Métodos
- Plataforma de pressão (são portáteis e não 
precisam estar fixas ao solo);
- Palmilhas sensorizadas (são do tamanho dos pés 
e medem a pressão de cada ponto);
- Sensores especiais (tapetes acoplados a 
determinadas estruturas. Ex: assentos de cadeira de 
rodas) 
Sistema de cores para verificar elevação da pressão
ELETROMIOGRAFIA
Registra a atividade elétrica 
produzida pelo músculo 
Eletromiografia
• Identifica os músculos que desenvolvem tensão durante um 
determinado movimento;
• Identifica os movimentos que evocam maior ou menor tensão 
de um determinado músculo ou um grupo muscular;
• Possui utilidade clínica para avaliação das velocidades de 
condução nervosa e de resposta muscular em associação ao 
diagnóstico e rastreamento de condições patológicas do 
sistema neuromuscular; 
Técnica
• Envolve o uso de transdutores (eletrodos) que captam o nível 
de atividade mioelétrica presente e uma região durante um 
determinado intervalo de tempo;
• Eletrodos de superfície: captar atividade mioelétrica global
• Eletrodos de agulha: captação mais localizada (eletrodos 
introduzidos diretamente dentro do músculo);
• Informação elétrica é amplificada e apresentada por meio de 
gráficos ou processada matematicamente e arquivada em um 
computador;
Eletrodos de superfície
Eletrodos de agulha
Referências
• Fundamentos biomecânicos para a análise do movimento-
EEF – USP
• Hall, S. J. Biomecânica Básica, 5ª ed. São Paulo: Manole, 2009.
• Hamill, J.; Knutzen, K. M. Bases Biomecânicas do Movimento 
Humano. 1a ed. São Paulo: Manole,1999.