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Transmisión - Tendones

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Los tendones transmiten la fuerza muscular al esqueleto. No son cables rígidos: tienen un comportamiento viscoelástico no lineal, con una región inicial de baja rigidez (región toe, donde las fibras de colágeno onduladas se tensan) seguida de una región lineal (región elástica) y finalmente la ruptura. La rigidez tendinosa K_T (N/mm) es clave en biomecánica deportiva: tendones más rígidos transmiten la fuerza más rápidamente (mayor RFD articular) pero almacenan menos energía elástica; tendones más elásticos actúan como muelles y devuelven energía en cada paso (tendón de Aquiles, almacena ~35 J por zancada en corredores). El módulo de Young del colágeno tendinoso es de ~1.5 GPa. La tensión en el tendón de Aquiles puede llegar a 9 veces el peso corporal en un salto. El modelo reológico de Kelvin-Voigt (muelle en paralelo con amortiguador) o Maxwell (en serie) describe el comportamiento viscoelástico: la histéresis en el ciclo carga-descarga indica pérdida de energía (~10 % en tendón sano).

ID:('ky', 446)


Rigidez tendinosa

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$K_T=\frac{E_T A_T}{l_0}$

$E_T$
Módulo de Young tendinoso
$Pa$
$K_T$
Rigidez tendinosa
$N/m$
$l_0$
Longitud inicial
$m$
$A_T$
Área transversal tendinosa
$m²$



ID:('gm', 3924)


Deformación

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$\epsilon_T=\frac{\Delta l_T}{l_0}$

$epsilon_T$
Deformación tendinosa
$1$
$Delta l_T$
Elongación tendinosa
$m$
$l_0$
Longitud inicial
$m$



ID:('gm', 3925)


Tensión

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$\sigma_T=\frac{F_T}{A_T}$

$sigma_T$
Tensión tendinosa
$Pa$
$F_T$
Fuerza tendinosa
$N$
$A_T$
Área transversal tendinosa
$m²$



ID:('gm', 3926)


Región toe

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$F_{el}=\frac{K_T\Delta l_T^2}{2\Delta l_{toe}}$

$K_T$
Rigidez tendinosa
$N/m$
$F_{el}$
Fuerza elástica
$N$
$Delta l_{toe}$
Elongación límite toe
$m$
$Delta l_T$
Elongación tendinosa
$m$



ID:('gm', 3927)


Región lineal

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$F_{el}=K_T(\Delta l_T-\Delta l_{toe})+\frac{K_T\Delta l_{toe}}{2}$

$K_T$
Rigidez tendinosa
$N/m$
$F_{el}$
Fuerza elástica
$N$
$Delta l_{toe}$
Elongación límite toe
$m$
$Delta l_T$
Elongación tendinosa
$m$



ID:('gm', 3928)


Kelvin-Voigt

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$F_T=F_{el}+\eta_Tv_T$

$eta_T$
Viscosidad Kelvin-Voigt
$N·s/m$
$v_T$
Velocidad de elongación
$m/s$
$F_{el}$
Fuerza elástica
$N$
$F_T$
Fuerza tendinosa
$N$



ID:('gm', 3929)


Velocidad tendinosa

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$v_T=\frac{d\Delta l_T}{dt}$

$v_T$
Velocidad de elongación
$m/s$
$Delta l_T$
Elongación tendinosa
$m$
$t$
Tiempo
$s$



ID:('gm', 3930)


Energía elástica

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$E_{tend}=\frac{1}{2}K_T\Delta l_T^2$

$K_T$
Rigidez tendinosa
$N/m$
$E_{tend}$
Energía elástica almacenada
$J$
$Delta l_T$
Elongación tendinosa
$m$



ID:('gm', 3931)


Potencia

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$P_T=F_Tv_T$

$v_T$
Velocidad de elongación
$m/s$
$F_T$
Fuerza tendinosa
$N$
$P_T$
Potencia tendinosa
$W$



ID:('gm', 3932)


RFD

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$RFD_T=\frac{dF_T}{dt}$

$F_T$
Fuerza tendinosa
$N$
$RFD_T$
Tasa de desarrollo de fuerza
$N/s$
$t$
Tiempo
$s$



ID:('gm', 3933)


Histéresis

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$\Delta E_{hist}=(1-\eta_{rec})E_{tend}$

$eta_{rec}$
Eficiencia de recuperación
$1$
$E_{tend}$
Energía elástica almacenada
$J$
$Delta E_{hist}$
Pérdida energética por histéresis
$J$



ID:('gm', 3934)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile