Energía y Potencia en la Kinesiología Capacidad del Cuerpo
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- Roberto Maestre Carrasco
- hace 8 años
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1 Energía y Potencia en la Kinesiología Capacidad del Cuerpo Dr. Willy H. Gerber Objetivos: Comprender el concepto de energía y potencia para ser aplicados al trabajo del musculo..
2 Volvamos al principal actor, el musculo Cada fibra es capaz de generar una fuerza de 0.3 Micro Newton (3x10 7 N) Tendon Area Hueso Fibra muscular
3 Volvamos al principal actor, el musculo Y James Bond no estaba tan errado el musculo mas fuerte es el de nuestras mandíbulas. Logra una fuerza de 4337 N por 2 segundos N equivale a kg casi media tonelada!!! Pero porque solo por 2 segundos???
4 Problemática del calor El principal problema de nuestro diseño es la energía disipada, o sea no aprovechada para hacer trabajo y perdida como calor. 60% de la energía consumida por un musculo se disipa como calor.
5 Problemática del calor Ejemplo: subir las escaleras en el Instituto de física Altura: h = 2 x 4.85 m = 9.7 m Peso hipotético: 75 kg Energía potencial: V = mg h = J Si esta energía es solo el 40% del total generado, el cuerpo generara en subir las escaleras un total de E = J generándose calor por Q = J
6 Problemática del calor Un pequeño paseo por la termodinámica Dijiste que no trajiste desodorante? 1 kcal = J 1 kcal es la energía para subirle a 1 kg de agua la temperatura por un grado. Q = J son kcal Si el musculo de las piernas tuviera una masa de 7.5 kg la temperatura la temperatura por subida ascendería en 0.34 grados En tres subidas ya habría subido en 1 grado. Pero este calculo no considero el hecho que debemos mover el cuerpo horizontalmente.
7 Problemática del calor Veamos el caso del leopardo. Porque necesita energía si va a velocidad constante? El problema es que el cuerpo lo hace pero no las piernas, estas deben adelantarse cada vez para hacer un paso. Si asumimos que las piernas pasan de doble velocidad (2xv) a detenerse se puede estimar la energía de la energía cinética. Si tomamos la mitad de la pierna tenemos para las 4 piernas: E = 4 ½ (m pierna /2) (2v) 2 = 4m pierna v 2
8 Problemática del calor Capacidad: A: Velocidad de 104 km/hora por 3 kms o 100 seg y B: Velocidad de 58 km/hora por 43 km o 45 minutos Si asumimos que cada pierna pesa 2kg la energía requerida para mover la pierna un paso es: A: E = J = 1.59 kcal B: F = J = 0.50 kcal Si asumimos 1.5 m de largo de paso la energía requerida para una carrera de 3 y 43 km es: A: E = 1.34x10 7 = kcal B: E = 5.95x10 7 = kcal Si en el caso A el musculo no libera la energía su temperatura subiría en casi 600 grados!!! Nota: la energía en A equivale a lo que se enfría el cuerpo si se transpira aprox. 1 litros de sudor por kg de pierna; la perdía de liquido seria de 8 litros!!! Por kg patas el calor que se debe liberar (60% del total) es: A: E = 598 kcal B: E = 2666 kcal
9 Existe peligro? El cuerpo tiene un sistema de seguridad que evita que podamos correr hasta cocernos. Reserva de energía alto rendimiento (max. 45 kcal/kg s por max 30 seg) Reserva de energía rendimiento mediano (max. 22 kcal/kg s por max. 45 seg) Trabajo continuo (max. 15 kcal/kg s según reservas generales) Valores solo referenciales, depende de la persona y su estado físico. Ante que esto ocurra se nos acaban las reservas para lograr el rendimiento peligroso.
10 Existe peligro? El cuerpo tiene un sistema de seguridad que evita que podamos correr hasta cocernos. El bíceps puede consumir por ejemplo 100 Watt por algunos minutos Kcal/kg s Los músculos del corazón funcionan en el modo aeróbico y consumen sin detenerse por toda una vida entre 1 y 5 Watt. segundos
11 ReCapacidad del Cuerpo Periodo de latencia Periodo de contracción Periodo de relajación 100 % de Fuerza máxima 0 Estimulo Tiempo (ms)
12 ReCapacidad del Cuerpo Si el musculo aplica una fuerza de 400 N y se contrae 5 mm. Que Energía se requiere para contraer? Cuanta Energía se pierde en forma de calor? Cuantas kcal se consumen en el movimiento?
13 ReCapacidad del Cuerpo Tendon Contracción Muscular (contracción Isotónica) Tendon
14 ReCapacidad del Cuerpo Tensión (kg o N) Resistencia Tensión máxima Relajo Estimulo Posición en reposo Largo musculo (% en reposo) Tiempo (ms)
15 ReCapacidad del Cuerpo Contracción Muscular (contracción Isométrica)
16 ReCapacidad del Cuerpo Tensión (kg o N) Resistencia Máxima tensión que aporta Relajo Estimulo Posición en reposo Largo musculo (% en reposo) Tiempo (ms) Porque gasta energía Si no hace camino?
17 Fibra muscular
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27 Filamento fino
28 Filamento grueso
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37 Miosina
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53 Modelo básico de la operatoria del musculo F = nf Camino recorrido = Vueltas x perímetro V = nf rω
54 Administración del consumo Cuales son los parámetros claves para comprender el balance energético: Desayuno: kcal Snack: 100 kcal Almuerzo/Cena: kcal Consumo diario: kcal Consumo por actividad (medidos en Met = Kcal /Kg hrs ej. 6 Mets x 70 Kg. de peso x (50 min. / 60 min.) = 350 Kcal) Bicicleta 4 16 Met Ejercicios 3 10 Met Bailar 3 7 Met Labores hogareñas 1 3 Met Trabajos pesados en el hogar 5 10 Met Reparaciones 4 6 Met Trabajo en el jardín 5 7 Met Descansar < 1 Met Tocar Música 2 4 Met De pie 1.5 Met Hablando 1.8 Met Trabajo en maquinaria 2 5 Met Conducir 2 4 Met Correr Met Deporte 6 12 Met Caminar 3 10 Met
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