Dimensiones del Movimiento

Siguiendo con el principio de la complejidad en este blog, nos dedicaremos a analizar las dimensiones del movimiento humano. En el espacio en el que nos movemos tenemos libremente tres dimensiones que son: derecha –izquierda o viceversa (Plano Frontal), hacia adelante-hacia atrás o viceversa (Plano sagital) y hacia arriba- hacia abajo o viceversa (Plano transversal) . En la figura 1, se explica el concepto de estos tipos de dimensiones espaciales. Un simple punto en el espacio tiene 0 dimensión, 0D, (ausencia relativa de movimiento), Si el punto es empujado en línea recta se conforma la primera dimensión, 1D, (hay movimiento en una sola dirección). Si este punto es empujado además de la anterior en otra dirección entonces se configura dos dimensiones, 2D, o una forma (hay movimiento en dos direcciones) y aparece un cuadrado o rectángulo. Si a este 2D se le agrega otra dirección entonces tenemos tres direcciones espaciales que representan un volumen espacial o cubo de movimiento en 3D (hay movimiento en tres direcciones). Si aparece una nueva dirección además de las 3D que es concebida como la del tiempo entonces una nueva representación del cubo 4D elaborada por dos cubos que van interconectado y que forman entre si una nueva forma en 4D

Figura 1. Representación espacial y de formas de las dimensiones del movimiento humano

Un factor importante es la posición de un punto en el espacio. Si el movimiento es el cambio de la posición en el tiempo entonces será necesario establecer un criterio para determinar qué posición ocupa un cuerpo en un instante y para eso se establece un sistema de referencia adecuado. Por consiguiente un punto se puede mover en una dimension (1D), dos dimensiones (2D), tres dimensiones (3D) y en 4 dimensiones (4D)

Una dimensión (1D) –Uni-Dimensionalidad

Es cuando un cuerpo o punto somático de ese cuerpo se mueve por una recta muy fina de carácter infinitesimal, para determinar su posición se necesita determinar a qué distancia del origen de las coordenadas se encuentra. Observar que la posición del cuerpo puede ser positiva o negativa dependiendo de la dirección del punto con respecto al origen. Con una coordenada podemos conocer la posición de un punto sobre la recta por ejemplo en x (Ver figura 2)

Figura 2: Representación esquemática de la unidimensional (1D)

En la figura 3, observamos un patinador realizando un entrenamiento sobre la tabla deslizante en la fase de traslado lateral que únicamente tiene movimiento en esa dirección

Figura 3. Ejemplo 1D de un patinador deslizándose lateralmente sobre una tabla de entrenamiento. Bolívar J. Londoño K. y Acero J. (2010)

Dos Dimensiones (2D)- Bi-Dimensionalidad

Las dimensiones de Movimiento Humano en bidimensionalidad (2D) o espacio planar se interpretan los movimientos de un punto corporal como X Y, siendo X la dirección del movimiento y Y la vertical o línea ortogonal a X. (Ver figuras 4, 5 y 6)

Figura 4. Dimensiones del Movimiento humano en 2D. Acero J. (2011)

Figuras 5 y 6 . Dimensiones del Movimiento humano en 2D en un movimiento deportivo en judo (Ouchi Mata) en dos planos sagital y frontal. Análisis biomecánico integral 2D y 2P en deportistas caldenses (Acero, 2009)

2D significa cuando el cuerpo o punto somático se mueve por un plano y se necesitan dos coordenadas x, y para determinar la posición en un instante dado. Los dos valores que determinan la posición de un cuerpo en un plano podemos establecerlos utilizando como referencia un sistema de coordenadas cartesianas o un sistema de coordenadas polares.

En el caso de las coordenadas cartesianas se utilizan las distancias a los dos ejes acompañadas de los signos (+) ó (-). Ver figura 7

Figura 7. Empleo del método de las coordenadas cartesianas para 2D. Acero J. (2007)

Las coordenadas polares utilizan la longitud de la recta que une nuestro punto con el punto de referencia y el ángulo que forma esta recta con la horizontal. Ver figura 8

Figura 8. Empleo del método de las coordenadas polares para 2D. Acero J. (2007)

Tres dimensiones (3D), Tri-Dimensionalidad

En tridimensionalidad (3D) reportado en Acero, 2002 se contempla además de la dirección del movimiento y la concepción vertical del mismo la profundidad para convertirse así en un espacio cúbico con un volumen. Los valores de las coordenadas en X, Y,Z son previstos en este sistema. De acuerdo con los estándares internacionales creados por la sociedad internacional de biomecánica se establece que para el estudio del movimiento humano existen los siguientes criterios:

Convencionalmente un sistema global es definido como una triada ortogonal (perpendicular) con el origen fijado en algún punto de referencia en las cercanías del cuerpo. Comúnmente en el sistema tradicional el marco global es fijado en el piso con el eje positivo X en forma horizontal y hacia adelante, con el eje positivo Y en forma vertical y hacia arriba y con el eje positivo Z en forma horizontal y hacia la derecha o izquierda. En un acercamiento más moderno emanado de la sociedad internacional de biomecánica (ISB) se considera la dirección de X positivo hacia la derecha (lateral). Los ejes positivos Y hacia la horizontal y hacia la dirección del movimiento. Y Z positivo hacia la vertical y hacia arriba por una razón de peso y es que la instrumentación biomecánica especialmente la de bio-señales cinéticas están diseñadas con esta última configuración y las dos deberían coincidir: El cuerpo humano y la instrumentación (Ver figuras 9 y 10)

Figura 9. Sistema tridimensional (3D) tradicional y moderno (ISB) del movimiento humano. Acero J. (2011)

Figura 10. Análisis 3D y bi planar (2P) de un levantador olímpico en el estilo arranque (Acero 2011)

3D es cuando un cuerpo o punto necesita de tres coordenadas para determinar su posición en un instante utilizando como mínimo dos planos de movimiento. Las coordenadas son x,y,z y cualquiera de los dos planos de los tres planos primarios (Sagital, coronal y transversal) o derivados. En el ejemplo que sigue se establece la ubicación del punto de la rodilla (P) durante un movimiento de marcha basado en la distribución moderna de las tres coordenadas (Y= dirección del movimiento, X = profundidad frontal y Z = altura del punto

Figura 11. Esquema de la utilización del concepto de tridimensionalidad (3D) en el estudio de la marcha humana. (Acero 2011)

Cuatro dimensiones (4D) Cuatri-Dimensionalidad

El tiempo integrado es la cuarta dimensión (x,y,z,t) Como el movimiento es el cambio de la posición con el tiempo de cada dimensión x,y,z. Además de conocer la posición, nos interesa saber el instante en el que el cuerpo ocupa dicha posición. Si representamos el conjunto de las diferentes posiciones que ocupa un móvil a lo largo del tiempo, obtenemos una línea llamada trayectoria. (Ver figura 12) En este caso de marcha humana se hace una aproximación visual sobre la rodilla la rodilla que se mueve en tres dimensiones xyz pero el tiempo se integra en cada una de ellas. Esto significa un hiperespacio en 4D

Figura 12. Representación espacial de la cuatri-dimensionalidad (4D) en la marcha huna ubicada sobre el punto de la rodilla. (Acero 2011)

Finalmente podemos decir que el movimiento humano tiene un rango de acción entre sus dimensiones que desde 1D, 2D, 3D y 4D. La 1D se presenta muy ocasionalmente y con poca frecuencia. Los más utilizados son los modelos 2D con una serie de planos que resultan muy significativos para su análisis pues en cada plano podemos realizar estudios 2D. El modelo 3D es más complejo en sus algoritmos y procesos pero tiene la posibilidad de análisis en 360° cúbicos. El modelo 4D ya se está trabajando en Biomecánica y es el futuro de los análisis porque integramos el tiempo en cada dimensión

Referencias Bibliográficas

Acero J. 2002 Bases Biomecánicas para la actividad física y Deportiva. Faid Ed. Pgs. 199 2ª Ed. Universidad De Pamplona. ISBN 98-958-97105-2-2

Acero J. (2007). Cinemática Bidimensional (2D) y Biplanar (2D) del Gesto Deportivo. Texto-Guía. Curso de postgrado en analisi del movimiento humano. Instituto de Investigaciones & Soluciones Biomecánicas y Universidad Autónoma de Manizales. Manizales. Colombia

Acero J. (2009). Informe de evaluaciones biomecánicas integrales de 35 deportistas elite. Instituto de Investigaciones & Soluciones Biomecánicas y la Secretaria de Deportes de Caldas, Manizales. Colombia

Acero J. (2011) Mediciones y Análisis Biomecánicos en el deporte, la actividad física y la salud. Texto-Guía. INSTITUTO DE INVESTIGACIONES Y SOLUCIONES BIOMECÁNICAS y Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Maestría en Pedagogía de la Cultura Física. 134 páginas, 18 al 21 de Agosto. Tunja , Colombia

Bolívar J. Londoño K, y Acero J (2010) Comparación cinemática de los ciclos de empuje en tabla deslizante y en recta, en patinadores. Tesis meritoria para profesional en deporte y actividad Física. Universidad tecnológica de Pereira. Pereira. Colombia