Caderno estudos_cinesiologia biomecanica PARTE 1

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GOIÂNIA – 2010/2 
UNIVERSIDADE SALGADO DE OLIVEIRA 
CINESIOLOGIA E BIOMECÂNICA 
PROF. ADEMIR SCHMIDT 
EDUCAÇÃO FÍSICA 
 
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1. CONCEITOS MECÂNICOS APLICADOS AO MOVIMENTO 
HUMANO 
 
1.1 CINEMÁTICA 
 
Cinemática é um ramo da mecânica que se preocupa com a 
análise dos movimentos, a partir de sua posição no tempo e no espaço. A 
cinemática se divide em dois ramos: a cinemática linear que analisa o movimento 
de um corpo ao longo de uma linha que pode ser reta ou curva, com todas as 
partes do corpo se movimentando na mesma direção e com a mesma velocidade 
(ex. um corredor completando uma prova de 100m); e cinemática angular, que 
envolve o movimento de um corpo em rotação, ao redor de um ponto central (eixo 
de rotação) (ex. os movimentos da maior parte dos segmentos corporais). 
 
Conceitos básicos 
 
• Distância – é todo espaço percorrido por um corpo durante sua trajetória; 
• Deslocamento – é a mudança de posição do corpo durante sua trajetória. 
Pode ser expresso pela diferença entre a posição final e a inicial. 
• Velocidade – é a mudança na posição, ou deslocamento, que ocorre 
durante um determinado período de tempo. 
• Aceleração – é o ritmo de mudança na velocidade, ou como a mudança na 
velocidade que ocorre durante um determinado período de tempo. 
• Ritmo – é o tempo gasto para percorrer determinada distância. 
 
Cinemática linear 
 
Na cinemática linear, as unidades de distância e de deslocamento 
são unidades de comprimento, onde as mais utilizadas são o metro (m) e o 
quilômetro (km). As unidades de tempo mais comuns são o segundo (s), o minuto 
(min) e a hora (h). 
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Para velocidade média (Vm) as unidades mais comuns são o metro 
por segundo (m/s) e o quilômetro por hora (km/h). Para o cálculo da velocidade 
levamos em consideração a posição inicial e final que o corpo ocupa no espaço e 
o tempo gasto durante este percurso. Pode ser expressa da seguinte forma: 
 
 Vm = mudança na posição 
 mudança no tempo 
 
 Ou 
 
 Vm = posição final – posição inicial 
 tempo final – tempo inicial 
 
 Ou 
 
 Vm = ∆S 
 ∆T 
 
 
 
Ex. – Um nadador completa uma prova de 100 m em uma piscina olímpica em 42 
s, com a primeira parcial (50 m) em 19 s. Qual a velocidade média deste nadador 
durante o primeiro trecho, durante o segundo trecho e na prova toda? 
 
 
 Vm = 2,63 m/s 
1º trecho - 
 
 Vm = 2,17m/s 
2º trecho - 
 
 
Total - Vm = 2,38 m/s 
 
Vm = 50 m 
 19 s 
Vm = (100 – 50) m 
 (42 – 19) s 
Vm = 50 m 
 23 s 
Vm = 100 m 
 42s 
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Cinemática angular 
 
Deslocamento angular (θ) = mudança na posição ou orientação 
angulares de um segmento. No sistema internacional, as unidades utilizadas são o 
grau (º), radianos (rad) ou rotações (1rad = 57,3º; 1 rotação = 360º); 
Velocidade angular (ω) = ritmo de mudança de posição ou 
orientação angular de um segmento em linha; 
 
 
 
 
1.2 CINÉTICA 
 
Cinética é um ramo da mecânica que se preocupa com a análise 
dos movimentos a partir da ação das forças responsáveis por produzir, parar ou 
mudar o estado de movimento de um corpo. 
 
Conceitos básicos 
 
• Massa (m) – quantidade de matéria que um corpo possui, e a unidade básica 
no sistema métrico é o Kg. 
• Força (F) – pode ser considerada como um impulso ou uma tração que age 
sobre um corpo. As forças se caracterizam por possuir magnitude e direção. A 
unidade para designar a magnitude de uma força é o Newton (N). Quando 
mais de uma força agir sobre um sistema, um único vetor (quantidade física 
que possui magnitude ou direção) representará a ação resultante do conjunto 
de forças aplicadas, conhecida como força resultante. 
• Peso (P) – é a força de atração da Terra (gravidade) sobre um corpo, e é 
proporcional a massa do corpo (P = m * g). A unidade para designação de 
peso é o N. 
ω = θ 
 ∆t 
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• Pressão (p) – é definida como a força distribuída por uma determinada área (p 
= F/A), e a unidade utilizada é o N/cm2. 
• Volume (V) – espaço ocupado por um corpo, e sua medida é dada em m3 ou 
litros. 
• Densidade (ρ) – é definida como a quantidade de massa por unidade de 
volume. 
 
Os alicerces da mecânica foram primeiramente reportados por Sir 
Isaac Newton (1642-1727), que descobriu as relações fundamentais e as inter-
relações entre as grandezas cinéticas básicas. Estes conceitos passaram a ser 
conhecidos como as três leis de movimento de Newton. 
1ª lei (Lei da inércia) – um corpo manterá seu estado de repouso 
ou de movimento constante, a não ser que a ação de uma força externa 
intervenha sobre o corpo. 
Resumindo, sempre que um corpo estiver parado tende a continuar 
parado, como uma bola, que só passa a se mover após uma força ser aplicada 
sobre ela (chute). Após entrar em movimento, tende a permanecer em movimento, 
a não ser que uma outra força venha pará-la. Ou, o movimento do membro inferior 
que chutou a bola, estava parado, e a partir da ação de determinados grupos 
musculares passou a se movimentar, e após estar em movimento, somente pode 
ser freada pela ação de outras forças, como por exemplo, a ação de outros 
músculos, antagonistas aqueles que iniciaram o movimento. 
2ª lei (Lei da aceleração) - uma força aplicada a um corpo 
acarreta aceleração deste corpo, com magnitude proporcional à força aplicada e 
inversamente proporcional à massa deste corpo. Pode ser expresso pela seguinte 
equação: F = m * a. 
Quando aplicamos uma força sobre um corpo, como por exemplo, 
um saque no vôlei, a aceleração desta bola será proporcional a força aplicada, 
lembrando que quanto maior a aceleração, maior será a velocidade. Por outro 
lado, quanto mais pesada for a bola, como uma medicine ball, menor será sua 
aceleração (considerando que em ambos os casos a força aplicada foi a mesma, 
6 
 
ou da mesma forma, para que as duas bolas alcancem a mesma aceleração, uma 
força maior terá que ser aplicada à medicine ball. 
3ª lei (Lei da ação e reação) – quando um corpo exerce força 
sobre outro, este segundo exerce uma força igual em magnitude e oposta a 
direção da força exercida pelo primeiro. 
Por exemplo, quando queremos realizar um salto, aplicamos uma 
força contra o solo, que devolverá esta força, com a mesma magnitude, porém no 
sentido para cima. 
 
Torque 
Nos movimentos angulares, uma força não produzirá um 
movimento do corpo no mesmo sentido da aplicação desta força. Ele produzirá 
uma ação rotatória, que recebe o nome de torque. O torque pode ser considerado 
a ação rotatória resultante da aplicação de uma força, e leva em consideração não 
somente a magnitude da força aplicada, como também a distância perpendicular 
em que essa força é aplicada em relação ao eixo de rotação. Matematicamente, 
pode ser expresso pela seguinte equação: T = F * d┴. 
Por essa definição, qualquer alteração na força aplicada ou na 
distância em que essa força é aplicada produzirá uma alteração no torque 
produzido. Para uma mesma força aplicada, o torque será maior quanto mais 
distante essa força estiver do eixo. Em relação ao corpo humano o torque 
necessário para movimentar os segmentos é produzido pelos músculos 
esqueléticos. Quanto mais distante a inserção dos músculos estiver posicionado 
em relação à articulação, mais fácil será a realização de movimentos, porém, no 
corpo humano, as inserções musculares comumente se encontram na porção 
proximal dos ossos. 
Geralmente, não nos deparamos com situações onde existe 
apenas um torque agindo, mas torques em sentidos opostos agindo sobre um 
mesmo corpo. Esta situação é semelhante a duas crianças brincando em uma 
gangorra. Cada uma delas exercerá um torque parabaixo em seu lado da 
gangorra, e o movimento resultante será no sentido do maior torque produzido. 
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No corpo humano, este sistema se repete. Na realização de um 
movimento, os músculos produzem torque em uma direção, que para se realizar 
tem que superar o torque produzido pela resistência à este movimento. A 
resistência pode ser a força da gravidade, o peso dos segmentos corporais ou um 
resistência física, como halteres ou bolas. Dessa forma, as interações entre o 
ambiente e o trabalho muscular, podem caracterizar o que chamamos de sistemas 
de alavancas. 
O sistema de alavancas pode ser definido como uma máquina 
simples que transmite a energia mecânica de um lugar para outro. Normalmente 
ela incorpora um objeto rígido (no corpo humano, os ossos) que a partir da ação 
de uma força (no corpo humano, produzido pela contração muscular) gira ao redor 
de um ponto de apoio (no corpo humano, as articulação), produzindo assim, o 
movimento angular. 
Em um sistema de alavancas podemos identificar seis 
componentes básicos: 1) um corpo rígido, que será a alavanca (ossos); 2) eixo 
(articulações); 3) a presença de uma resistência (força resistente constituída por 
forças externas que agem no sistema, como a ação da gravidade sobre um 
segmento corporal ou um corpo externo como barras e halteres); 4) um braço de 
resistência, que é igual a distância entre o eixo e o ponto onde a resistência é 
aplicada ao sistema; 5) força (força potente, produzida pela contração muscular); e 
6) braço de força, que é igual à distância entre o eixo e o ponto em que a força é 
aplicada à alavanca (normalmente representado pela distância entre a articulação 
e a inserção do músculo). 
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As alavancas podem ser divididas em três categorias, de acordo 
com a relação entre o eixo de rotação e os braços de força e resistência: 
 
 
• ALAVANCA DE PRIMEIRA CLASSE (INTERFIXA)= o ponto de apoio está 
localizado entre a força e a resistência. Se o braço de força for maior que o 
braço de resistência favorecerá a produção de força. Se o braço de 
resistência for maior favorecerá a rapidez e o alcance do movimento. 
F 
Braço de força 
Força 
Braço de resistência 
EIXO 
R
ng
EIXO 
FP 
FR BF 
BR 
9 
 
 
• ALAVANCA DE SEGUNDA CLASSE (INTERRESISTENTE)= tanto a força 
como a resistência estão aplicadas do mesmo lado do ponto de apoio, com 
o braço de força sempre maior que o braço de resistência. As alavancas de 
segunda classe favorecem a produção de força à custa de rapidez e 
alcance de movimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• ALAVANCA DE TERCEIRA CLASSE (INTERPOTENTE)= o ponto de apoio 
está em uma ponta da alavanca e a resistência está na outra. A força 
aplicada age entre o ponto de apoio e a resistência. As alavancas de 
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terceira classe favorecem a rapidez e o alcance de movimento, por outro 
lado, a aplicação de força que é aplicada é sempre maior que a resistência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como apresentado, as alavancas de 1ª e de 3ª classe, favorecem 
o desenvolvimento da velocidade, enquanto as alavancas de 2ª classe favorecem 
o desenvolvimento de força. Em relação à produção de velocidade, temos que 
levar em consideração que, quanto mais longe da extremidade livre (isto é a 
extremidade distal) a força for aplicada, maior será sua velocidade linear. Por isso, 
as alavancas de 1ª e 3ª classe no corpo humano favorecem a produção de 
velocidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Eixo 
Força 
Resistência 
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2 – BIOMECÂNICA DO TECIDO ÓSSEO 
 
O esqueleto é constituído por 206 ossos, subdivididos 
topograficamente em esqueleto axial, formado pelos ossos do crânio, as 
vértebras, o sacro, o esterno e as costelas, e esqueleto apendicular, formado pelo 
cíngulo do membro superior e inferior e os ossos livres do membro superior e 
inferior. 
A palavra osso geralmente trás a imagem de um tecido morto, 
quebradiço, formado por minerais. Todavia, os ossos são tecidos vivos e 
dinâmicos, que respondem constantemente a ação das forças que agem sobre 
eles. 
No corpo humano, além de relevantes papéis fisiológicos 
(armazenamento de cálcio e formação de células sanguíneas), os ossos 
desempenham duas funções mecânicas de destaque: 1) proporcionam uma 
estrutura rígida que constitui o sistema de alavancas, fundamental para a 
realização de movimentos; 2) fornece apoio e proteção a vários outros tecidos, 
como os músculos no primeiro caso e proteção ao coração, pulmões e encéfalo, 
no segundo caso. 
 
Tipos de ossos 
Os ossos podem ser classificados de acordo com seu formato e função. 
• Ossos curtos – apresentam formato cúbico, e proporcionam movimentos 
limitados, somente por deslizamento. Também auxiliam na absorção de 
choques. Incluem os ossos do carpo e do tarso; 
 
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• Ossos planos – protegem os órgãos e proporcionam grandes áreas para a 
inserção de músculos e ligamentos. A escápula, alguns ossos do crânio e 
os ossos do quadril são exemplos de ossos planos; 
 
 
• Ossos irregulares – possuem formato diferente, de acordo com a função 
que desempenham. São exemplos as vértebras, maxila, o sacro e o cóccix. 
 
 
• Ossos longos – consistem de um longo tubo aproximadamente cilíndrico 
(corpo ou diáfise), com extremidades bulbosas (côndilos ou epífises). Os 
ossos longos possuem também um canal central, conhecido como canal 
medular. Fazem parte deste grupo o fêmur, o úmero, o rádio, a ulna, a tíbia, 
a fíbula, os metacarpos, metatarsos e as falanges. 
 
Além destes tipos de ossos, ainda existe uma classificação 
específica para as patelas, que são chamadas de ossos sesamóides por se 
desenvolverem envoltas no tendão patelar. 
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Estrutura e composição do tecido ósseo 
 
Os componentes materiais e a organização estrutural dos ossos 
influenciam a maneira pelas quais os ossos respondem às cargas mecânicas. A 
composição e estrutura dão origem a um material que é resistente para seu peso 
e relativamente leve. 
Os ossos são constituídos por componentes orgânicos 
representado pelas células, componentes inorgânicos, representados pelos sais 
de cálcio e pela matriz extracelular e água. 
O componente orgânico é formado por células, que formam um tipo 
especializado de tecido conjuntivo, com células ativas, divididas em três tipos 
principais: os osteoblastos, responsáveis pela (re)construção dos ossos, através 
da síntese da matriz extracelular, os osteócitos, responsáveis pela manutenção e 
controle da matriz e pelos osteoclastos, responsáveis pela reabsorção de tecido 
ósseo, necessária para que um novo tecido seja depositado. Como dito 
anteriormente, o osso é um tecido dinâmico e, desta maneira durante a vida nosso 
esqueleto é capaz de se renovar completamente várias vezes. 
Por sua vez, o componente extracelular é formado por um 
componente orgânico e um componente inorgânico. 
O componente orgânico contém água e uma matriz extracelular 
formada principalmente por fibras de colágeno (tipo I) e uma substância em gel, na 
qual as fibras ficam imersas, conhecida como substância de base. Esta estrutura 
fornece ao osso flexibilidade e extensibilidade, contribuindo para resistir à cargas 
tensivas. 
A água representa cerca de 30% do peso do osso e contribui muito 
para a resistência do osso. Além disto, o fluxo de água é importante para carregar 
para longe das células os resíduos metabólicos e trazer nutrientes para as células 
dentro da matriz mineralizada. 
O componente inorgânico é formado por sais de cálcio, onde os 
principais são o fosfato de cálcio e o carbonato de cálcio, que representam cerca 
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de 50% do peso do osso vivo. Estes minerais fornecem rigidez ao osso e são os 
responsáveis pela resistência à cargas compressivas. 
 
O ósteon (Sistema deHavers) 
Em nível microscópico, a unidade estrutural fundamental do osso é 
o ósteon ou Sistema de Havers. No centro de cada ósteon, está um pequeno 
canal, chamado Canal de Havers, por onde se estendem os vasos sanguíneos e 
as fibras nervosas. 
O ósteon consiste de uma série de camadas (lamelas) de matriz 
mineralizada, em volta do canal central. Nas bordas de cada camada (ou lamela) 
estão as cavidades conhecidas como lacunas e cada qual contém um célula 
óssea (o osteócito). Inúmeros pequenos canais se irradiam de cada lacuna, 
conectando a lacuna com a lamela adjacente e finalmente encontrando o canal de 
Havers. Este arranjo permite que os nutrientes vindos dos vasos sangüíneos em 
direção ao canal de havers atinja todos os osteócitos, promovendo sua nutrição e 
retirando os detritos metabólicos. 
Na periferia de cada ósteon está a linha cimentada, uma estreita 
área de substância de base. Os canais não atravessam esta linha cimentada, 
assim como as fibras de colágeno presentes na matriz óssea, porém 
interconectam-se de uma lamela a outra dentro de um ósteon. Esta interconexão 
de fibras de colágeno dentro do ósteon aumenta a sua resistência mecânica. 
 
15 
 
Com base em sua porosidade, os ossos são classificados em duas 
categorias: 1) osso cortical, com baixa porosidade e contendo mais de 70% de 
tecido mineralizado, e 2) osso trabecular ou esponjoso, com porosidade 
relativamente alta e com 30% a 90% composto por tecidos não-mineralizados. O 
osso trabecular exibe um formato estilo favo de mel. 
 
 
 
Em todos os ossos do corpo encontramos a presença dos dois 
tipos de tecido, variando a quantidade de cada um de acordo com a função 
específica desempenhada pelos ossos. Por exemplo, nos ossos longos, as 
diáfises são constituídas por osso cortical nas extremidades, enquanto que a parte 
interna, mais próxima ao canal medular é composta principalmente por osso 
trabecular, ou nos ossos planos, onde o osso se organiza como um “sanduíche”, 
formado por tecido cortical nas partes mais externas (pão) e tecido cortical no 
centro (recheio). 
 
Crescimento e desenvolvimento dos ossos 
 
O crescimento dos ossos se dá de forma longitudinal e 
circunferencial, começando na vida pré-natal e continuando durante toda a vida, 
muitas destas mudanças acontecem como parte do processo de crescimento 
normal, tendo como fatores determinantes a programação genética, mas também 
é sensível a ação do ambiente. 
O crescimento longitudinal ocorre nas epífises, através de uma 
placa cartilaginosa, conhecida como cartilagem epifisária ou cartilagem de 
Osso trabecular 
Osso cortical 
Osso cortical 
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crescimento, que em sua extremidade diafisária produz novas células ósseas. 
Este processo se encerra por volta dos 18 anos, com a mineralização da 
cartilagem de crescimento e representa o fim do crescimento longitudinal 
determinando a estatura adulta dos indivíduos. Este processo é controlado por 
fatores genéticos, e o ambiente determina se todo potencial genético poderá ser 
alcançado. 
 
Fatores que afetam o crescimento longitudinal e 
consequentemente o crescimento estatural estão relacionados à uma nutrição 
inadequada e insuficiente, ou a mineralização precoce da cartilagem de 
crescimento, estimulado por uma sobrecarga mecânica sobre a região, que pode 
ser causada pelo excesso de exercícios físicos, seja na intensidade ou no volume 
aplicados. 
O crescimento circunferencial representa o aumento no perímetro 
do osso e ocorre durante toda vida. Este processo se dá pela atividade dos 
osteoblastos, que produzem novas camadas de células e matriz óssea sobre as 
camadas já existentes. Ao mesmo tempo, os osteoclastos se ocupam da 
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reabsorção do tecido na porção interna, mantendo um equilíbrio entre o diâmetro 
total do osso e do canal medular. Ao contrário do crescimento longitudinal, este 
processo é modelado por fatores ambientais. 
Pereira (2001), estudando tenistas de ambos os sexos, com idades 
entre 14 e 16 anos, verificou uma diferença significativa de 2,77% para o diâmetro 
ósseo no punho e 3,07% para o diâmetro do úmero nos homens e de 1,87% e 
2,11% nas mulheres, respectivamente, quando foram comparados os membros 
dominantes com os não-dominantes. 
Em relação à quantidade de conteúdo mineral ósseo, o 
desenvolvimento dos ossos se dá de forma diferente entre os sexos. Até o início 
da puberdade o desenvolvimento é praticamente o mesmo, porém, a partir daí, o 
sexo masculino passa a apresentar uma quantidade total de conteúdo mineral 
ósseo maior que o sexo feminino, e, além disto, o período de retenção é maior 
para os meninos. 
Ao final da fase de crescimento, a quantidade máxima de conteúdo 
mineral ósseo alcança seu pico. Após a terceira década de vida esta quantidade 
passa a diminuir, com aumento da perda de substância óssea e aumento da 
porosidade, provocando diminuição progressiva nas propriedades mecânicas e na 
resistência geral do osso. 
 
 
A mineralização dos ossos, representada pelo acúmulo de 
conteúdo mineral ósseo se dá através de dois processos: A modelagem e a 
remodelagem óssea e também é fortemente influenciada pelos estímulos 
mecânicos. 
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
8 10 12 14 16 18
Idade 
C
M
O 
(g
) 
0
50
100
150
200
250
300
8 10 12 14 16 18
Homens
Mulheres
C
M
O 
(g/
an
o) 
Idade 
18 
 
Estes processos obedecem a uma regra que ficou conhecida como 
lei de Wolff, e diz que: “Com a forma de um osso já determinada, os componentes 
dos ossos se colocam ou se deslocam na direção das forças funcionais e 
aumentam ou diminuem sua massa de forma a refletir a quantidade das forças 
que são submetidos”. 
O processo de modelagem acontece principalmente durante o 
período de crescimento. Os mecanismos responsáveis pela ativação deste 
processo permanecem desconhecidos, mas apontam para a participação dos 
hormônios responsáveis pelo crescimento. A ação é constante e ocorre em 
superfícies diferentes, os osteoclastos reabsorvendo tecido em uma determinada 
região, enquanto os osteoblastos constroem novas camadas concêntricas por 
cima das já existentes. 
Por outro lado, remodelagem é um processo que acontece durante 
toda vida e pode desencadear a liberação do mineral armazenado no osso e 
depende de fatores como a disponibilidade de cálcio e a existência de estímulos 
mecânicos. Este processo ocorre de maneira que as superfícies de reabsorção e 
reconstrução são as mesmas. 
A remodelagem pode acontecer seja por uma modalidade de 
conservação, sem qualquer mudança na massa óssea, ou por uma modalidade de 
desuso, com perda efetiva da massa óssea. Assim sendo, a mineralização e a 
resistência dos ossos constituem uma função dos estresses que agem sobre o 
esqueleto. 
A partir da 3ª década de vida, os ossos passam a diminuir a 
quantidade de tecido mineralizado. Esta constante perda provoca uma 
diminuição na rigidez dos ossos, tornando-os mais frágeis e representando 
riscos graves à saúde e a qualidade de vida das pessoas. 
Estas alterações acometem ambos os sexos, porém de forma 
mais acentuada as mulheres. Cerca de 0,5% a 1,0% de massa óssea é 
perdida a cada ano até que as mulheres alcancem a menopausa, quando 
passa a haver uma maior taxa de perda óssea, chegando a 6,5% a cada ano, 
principalmente durante os primeiros anos pós-menopausa. Em contraste, no 
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sexo masculino esta taxa parece permanecer constante, em torno de 0,5%, 
durante toda a vida. Estímulos adicionais, como exercícios que proporcionam 
estresse ao osso podem amenizar estas perdas, porém, o processo é 
inevitável. 
Os ossos de pessoas fisicamente ativas costumam ser mais 
densos e, portanto, mais mineralizados que de indivíduos sedentários da 
mesma idade e sexo. Resultados de vários estudos apontam para ocupações e 
esportes onde existe estresse sobre os ossos são capazes de produzir uma 
hipertrofiaóssea na área estressada. Também alterações positivas provocadas 
pelas cargas tensivas dos músculos sobre os ossos durante o treinamento com 
pesos podem ser verificadas. Parece também que quanto maiores forem as 
forças, maior será a mineralização do osso. 
 
20 
 
 
 
(CADORE, et al., 2006) 
21 
 
No outro extremo do espectro, quando os estresses exercidos 
sobre os ossos pelas contrações musculares ou pela sustentação do peso 
corporal são reduzidos, o tecido ósseo se atrofia, com perda na quantidade de 
minerais e diminuição na resistência do osso. 
 
Cargas sobre o sistema ósseo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os ossos reagem de forma diferente a diferentes cargas, com maior 
resistência a cargas compressivas, e uma menor resistência a cargas de 
cisalhamento. Porém, as cargas inclinadas são as mais letais para o osso, pois 
produzem compressão em um dos lados, enquanto o outro lado é estendido. 
Como o osso consegue suportar mais carga de compressão, o lado que está 
sendo estendido será lesado. 
 
 
Compressão – força de pressão ou 
esmagamento dirigida axialmente 
através de um corpo; 
 
Tensão - força de tração ou 
estiramento, dirigida axialmente 
através de um corpo; 
Cisalhamento (tangencial) – força 
dirigida paralelamente a uma 
superfície; 
 
Torção – carga que produz rotação 
de um corpo ao redor de seu eixo 
longitudinal; 
 
Inclinação (envergamento) – 
carga assimétrica que produz 
tensão em um dos lados do eixo 
longitudinal de um corpo e 
compressão no outro lado; 
 
Carga combinada – ação simultânea 
de mais de uma forma pura de 
carga; 
22 
 
Quando um osso é submetido a estresse, a carga provocará uma 
deformação, e à medida que a carga aumenta, a deformação aumenta de maneira 
linear, e o osso se deforma. Até uma determinada intensidade, conhecida como 
ponto de cessão, a deformação do osso é elástica, e ao final da aplicação da 
carga retornará ao seu formato original. Pequenos aumentos de carga acima dos 
valores referentes são ponto de cessão, provocarão muita deformação, conhecida 
como deformação plástica do osso, isto é, ao final da aplicação das cargas, o osso 
não voltará ao seu formato original. Quando a capacidade máxima de deformação 
do osso é alcançada, ocorre o rompimento do osso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
compressão tensão cisalhamento
Estresse 
até 
acontecer 
fratura 
 
Região de 
deformação elástica 
Ponto de 
cessão 
Região de 
deformação plástica 
Ponto de 
falência 
23 
 
Lesões comuns dos ossos (fraturas) 
Fratura é a interrupção na continuidade de um osso. A natureza de 
uma fratura depende da direção, intensidade e duração da carga aplicada, bem 
como, do estado geral de saúde óssea. 
As fraturas mais comuns são aquelas causadas por cargas 
inclinadas e de torção, porém lesões por cargas compressivas são comuns 
principalmente onde já existem indícios de osteoporose, como na coluna lombar. 
 
No caso de cargas tensivas aplicadas ao osso, a lesão mais 
comum é a avulsão, onde um tendão ou ligamento traciona um pequeno 
fragmento e o separa do resto do osso. 
As fraturas por estresse, ou fraturas por fadiga resultam de forças 
de baixa intensidade suportadas repetitivamente. Quando não há tempo para 
completar o processo de remodelagem, será criado um dano adicional, que pode 
progredir para fratura. 
Outra forma de lesão comum acontece na placa epifisária, que 
pode ser provocada por cargas intensas e agudas ou com baixa intensidade 
aplicada repetitivamente, e provocam a mineralização e o fechamento prematuro 
da junção epifisária, resultando no encerramento do crescimento longitudinal do 
osso. 
COMPRESSÃO 
CARGA INCLINADA 
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Osteoporose 
 
A osteoporose é encontrada na maioria dos indivíduos idosos, 
porém a perda de conteúdo mineral ósseo se inicia a partir da terceira década de 
vida. Nas mulheres este processo é mais crítico, principalmente após a 
menopausa. 
Esta condição se inicia como osteopenia, isto é, uma redução na 
massa óssea e progride para osteoporose, onde a mineralização do tecido ósseo 
e a resistência mecânica diminuem e aumenta o risco de fraturas, afetando a 
qualidade de vida e a capacidade de realizar atividades diárias. 
As mulheres sofrem cerca de três vezes mais fraturas que os 
homens, afetando principalmente o colo do fêmur e as vértebras lombares. Após 
os 60 anos, cerca de 90% de todas as fraturas estão relacionadas à osteoporose. 
A osteoporose não tem um inicio agudo, mas faz parte dos efeitos 
secundários relacionados ao envelhecimento e representa o resultado de uma 
vida inteira de hábitos destrutivos para o sistema esquelético. A identificação 
precoce da baixa densidade de minerais ósseos é conveniente, pois, após a 
ocorrência de fraturas osteoporóticas observa-se perda irreversível da estrutura 
trabecular. 
Os principais fatores de risco para osteoporose são: 
• sexo feminino 
• menopausa precoce 
• idade avançada 
• etnia (raça) branca e parda. 
• estrutura óssea pequena e baixo peso 
• familiar com osteoporose 
• familiar com osteoporose e história de fratura 
• tabagismo 
• sedentarismo e condições que levem a imobilização 
• alcoolismo 
• uso de bebidas contendo cafeína 
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• baixa exposição solar 
• dieta pobre em cálcio 
• uso de medicamentos, como por exemplo: corticoesteróides, heparina, 
anticoagulantes e anticonvulsivantes; 
• doenças como insuficiência renal, hipertireoidismo, mieloma múltiplo entre 
outros. 
As principais e mais temidas complicações da osteoporose são as 
fraturas. Quando elas ocorrem nos corpos vertebrais além de dor, o paciente pode 
apresentar alterações da postura como a hipercifose (corcunda) e desvios laterais 
da coluna (escoliose). Alguns casos de fratura de fêmur necessitam de tratamento 
cirúrgico. Isso implica em internação hospitalar, repouso e posteriormente 
fisioterapia, para recuperação dos movimentos. 
Prevenção 
O principal objetivo da prevenção e do tratamento da osteoporose 
é evitar que ocorram as fraturas. Os locais de maior incidência são: corpo 
vertebral, colo do fêmur, antebraço e úmero. Por ser a osteoporose uma doença 
que não provoca sintomas e de evolução lenta durante anos, é interessante que 
se adotem hábitos de vida saudáveis que aumentem a resistência óssea desde a 
infância. 
Pelo fato da população feminina apresentar maior risco no 
desenvolvimento da osteoporose, principalmente após a menopausa, deve reduzir 
ou suspender o fumo, limitar a ingestão de bebidas alcoólicas e café e praticar 
regularmente alguma atividade física. A alimentação deve ser balanceada e conter 
adequada quantidade de cálcio. A exposição aos raios solares nas primeiras horas 
da manhã e no final da tarde também está indicada. 
Mesmo as pessoas que já apresentam osteoporose, também 
devem adotar os hábitos de vida citados acima, para que seu tratamento seja mais 
eficaz e sua vida mais saudável.