Biomecánica – Facultad de Ingeniería – U.N.E.R.

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Guía de Problemas

ANTROPOMETRÍA

Introducción

La Antropometría es una rama de la Antropología que estudia las medidas físicas del cuerpo

humano para determinar diferencias entre individuos y grupo de individuos.

En Biomecánica, estas medidas físicas permiten calcular variables adecuadas a cada individuo

para una descripción del movimiento del individuo.

Algunas de las variables antropométricas de interés en Biomecánica son la longitud de los

segmentos, la densidad del cuerpo, la masa del segmento, la posición del centro de masa y las

propiedades inerciales de los mismos. Cuando es necesario y posible, las variables de interés

pueden ser medidas directamente del individuo, lo que conlleva a cálculos cinéticos y

cinemáticos más precisos. En muchos casos, es difícil o imposible la medición directa de ciertas

variables de forma no invasiva, por lo que se utilizan tablas antropométricas que permiten una

estimación de las mismas a partir de datos medibles del sujeto y promedios estadísticos.

Existe un gran número de Tablas Antropométricas. Cuando se requieren datos de un grupo

específico de personas (niños, mujeres, mujeres asiáticas), es aconsejable utilizar tablas

diseñadas para dichos grupos. En esta Guía utilizaremos la Tabla de Datos Antropométricos 3.1

publicada en el Capítulo 3 del libro Biomechanics and Motor Control of Human Movement,

(autor D. Winter).

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Objetivos

Comprender el cálculo básico de variables antropométricas.

Entender el uso de Tablas Antropométricas para la estimación de variables.

Identificar las limitaciones del uso de las Tablas Antropométricas para el cálculo de variables

cinéticas y cinemáticas.

Problemas

Para la resolución de los siguientes problemas se utilizarán las tablas A.1, A.2 y A.3 del libro

“Biomechanics and Control of Human Movement”, autor: David A. Winter. Edición 1990 y la

tabla 3.1 de Datos Antropométricos, citada en el Capítulo 3 del mismo libro.

1) Calcular el centro de masa del pie y del muslo de un individuo utilizando las coordenadas del

Tobillo (84,9; 11,0), Metatarso (101,1; 1,3), Trocánter Mayor (72,1; 92,8) y Cóndilo Femoral

Lateral (86,4; 54,9).

2) Una prótesis de pierna tiene 3 Kg y el centro de masa se encuentra a 20 cm desde la

articulación de la rodilla. Si el Radio de Giro es de 14,1 cm:

a) Calcule el Momento de Inercia respecto de la rodilla.

b) Si la distancia entre la articulación de la rodilla y la cadera es de 42 cm, calcule el

Momento de Inercia de la pierna protésica respecto de la cadera si el amputado tiene la rodilla

inmovilizada.

3) Calcule la masa y el centro de masa del pie, la pierna, el muslo y la mitad superior del cuerpo

(HAT) de un individuo de 80 Kg con las siguientes dimensiones: Pie = 0,195 [m]; Pierna = 0,435

[m]; Muslo = 0,410 [m]; y HAT = 0,295[m] (Considerando al HAT como el segmento que va

desde el trocánter mayor al nivel medio de las costillas).

4) Calcule el centro de masa del cuerpo entero en el cuadro 15. Recordar que el tiempo de un

paso completo es de 68 cuadros. Los datos para la mitad izquierda del cuerpo se pueden obtener

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como los datos de la mitad derecha medio paso más adelante restando la longitud del medio paso

en la coordenada X.

5) Calcule el momento de inercia de la pierna respecto de su centro de masa y los extremos

proximal y distal para el sujeto del problema 3.

6) Para el mismo individuo del problema 3 obtenga el momento de inercia del

tronco+cuello+cabeza+brazos (HAT) respecto de su centro de masa y su extremo proximal.

7) a) Calcule la densidad del cuerpo de un adulto joven cuya altura es de 1,68 m y su masa 68,5

Kg.

b) Calcule la localización del centro de masa del antebrazo a lo largo de su eje longitudinal

medio desde el codo.

c) Calcule el momento de inercia del antebrazo respecto de la articulación del codo.

8)a) Con los datos antropométricos de Tabla, calcule el centro de masa del miembro inferior del

sujeto de la Tabla A para el cuadro 70.

b) Usando los datos de la longitud del paso y recordando que el tiempo de un paso es de 68

cuadros, suponiendo además simetría en la marcha, estime las coordenadas de la mitad izquierda

del cuerpo para el cuadro 30. Con los centros de masa de los segmentos de la mitad derecha del

cuerpo (pie + pierna + muslo + 1/2 HAT) y obteniendo los centros de masa correspondientes a la

mitad izquierda haciendo el cambio adecuado en tiempo y espacio; calcule los centros de masa

de cada mitad del cuerpo. Promedie los centros de masa para obtener el centro de masa total en

el cuadro 30.

9) a) Calcule el Momento de Inercia del miembro inferior respecto de la articulación de la cadera

del sujeto reportado en la Tabla A. Suponga que la rodilla no está flexionada y que la masa del

pie está ubicada 6 cm más lejos que el tobillo.

b) Calcule el incremento en el momento de inercia del sujeto en (a) cuando utiliza una bota de

yeso que pesa 1,0 Kg y cuya masa se puede suponer a 1 cm más lejos que el tobillo.