Periodo académico 2020-2S
| Actividad | Grupo | Periodos | Horarios | Aula | Profesor/Tutor |
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La biomecánica es entendida como la aplicación de la mecánica, es decir, las fuerzas y su efecto, sobre los organismos vivos. Para su análisis, se usan las mismas herramientas que en el área de la mecánica de sólidos, al considerar la estática, cinemática, cinética y resistencia de materiales. Debido a la complejidad tanto geométrica como de comportamiento de material de los sistemas vivos, su análisis requiere la implementación computaciona de estos modelos, que permiten tanto entender cómo simular el comportamiento del sistema musculoesquelético ante diferentes escenarios.
El objetivo de esta asignatura es brindar al estudiante las herramientas conceptuales y computacionales para el análisis dinámico y elástico del sistema locomotor humano.
I. Análisis de la dinámica del sistema musculoesquelético
1. Análisis de movimiento
● Estática del sistema musculoesquelético. Fuerzas, momentos y sistemas
en equilibrio
● Captura de movimiento: Geometría epipolar y reconstrucción de puntos
● Generación de sistemas de referencia y ángulos de euler
● Cinemática y dinámica inversa
● Toma de datos en el laboratorio
● Análisis de datos
2. Sistema Musculoesquelético
● Funcionamiento del sistema muscular. Producción de fuerza
● Modelado del sistema muscular
● Optimización para análisis del sistema muscular
● Práctica de EMG
● Modelado en OpenSim
II. Análisis de la elasticidad del sistema musculoesquelético
3. Mecánica de sólidos
● Análisis de desplazamientos y deformaciones
● Concepto tridimensional de esfuerzo
● Relación esfuerzo deformación para materiales isótropos y fibrados
● Leyes constitutivas de material
● Formulación de los elementos finitos
4. Generación de modelos geométricos
● Modelos elástico del tejido óseo
● Modelo elástico de conjuntos óseos
● Modelos dinámicos de contacto y desgaste
● Modelo elástico del tejido muscular
● Combinación de modelos musculares y óseos
Esta asignatura tendrá un desarrollo teórico-práctico. Las horas teóricas se llevarán a cabo mediante clases magistrales dedicadas a presentar y dar soporte a los contenidos del programa y la resolución de problemas y ejercicios que permitan la asimilación y manipulación de los conceptos y métodos estudiados.
Evaluación de laboratorios:
Las horas prácticas se reflejan en el desarrollo de un laboratorio
experimental en cada una de las unidades en que se distribuye la asignatura.
Así mismo, en cada una de las clases se hará una práctica computacional en la
que se apliquen los conceptos vistos en clase teórica. De esta manera se
evaluará la aprehensión lograda por los estudiantes.
Evaluación de proyectos:
Se define un proyecto desde el inicio de las clases, que se irá
avanzando en el transcurso de semestre y que deberá ser entregado al finalizar
el curso. El docente ofrecerá una serie de problemáticas a resolver de las que
cada estudiante podrá escoger. Con el proyecto se evaluará la apropiación de
los conceptos y herramientas presentadas en el curso, al ser aplicado a
problemas de diversa índole.
Evaluación oral y escrita
Se pro
Se evalúa el aprendizaje de conceptos específicos por parte de los
estudiantes a través de dos exámenes parciales y un examen final.
Porcentajes de evaluación
Los porcentajes de cada uno de los aspectos se distribuye como sigue:
A. Examen Parcial 1 20%
B. Laboratorio 1 y 2 10%
C. Examen Parcial 2 20 %
D. Laboratorio 3 y 4 10%
E. Examen Parcial 3 20%
F. Proyecto Final 20%
● Dynamics of human gait. Cristopher Vaughan. Brian L. Davis, Jeremy C
O’Connor.Kiboho publishers. 1992
● Biomechanics. Concepts and Computation. Cees Oomens, Marcel
Brekelmans, Frank Baaijens.Eindhoven University of Technology. Cambridge
University Press. 2009.
● Computational Biomechanics for medicine. Models, algorithms and
implementation. Springer. 2013.
● Mathematical modelling and computer simulation of biomechanical
systems. A V Zinkovsky, V A Sholuha, A A Ivanov. World Scientific Publishing
1996.