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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E4 - Articulaciones: Palancas
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4381
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Configuración de la palanca
La articulación se representa como una palanca definida por fulcro, inserción muscular y resistencia externa. La posición relativa de esos tres elementos determina la clase de palanca. La clase condiciona la relación geométrica entre los brazos muscular y resistente y conecta la estructura articular con la transmisión mecánica.
Grupo 2: Grupo 2: Ventaja mecánica y transmisión de fuerza
La ventaja mecánica depende directamente del brazo muscular e inversamente del brazo de resistencia. Un brazo muscular corto respecto del externo reduce la ventaja mecánica y exige mayor fuerza muscular para una fuerza externa dada. La misma geometría favorece velocidad y rango distal en palancas de tercera clase.
Grupo 3: Grupo 3: Torque y demanda articular
La fuerza muscular actuando con su brazo genera torque articular; la resistencia externa produce el torque resistente. El balance de torques determina la demanda transmitida por la articulación. Esa demanda alcanza cartílago y tejidos periarticulares.
Grupo 4: Grupo 4: Compresión durante carga intensa
En tareas como el aterrizaje, la carga externa y la acción muscular pueden generar fuerzas articulares internas muy superiores al peso corporal. La fuerza de compresión constituye un observable central de la demanda sobre el cartílago. La razón entre compresión y peso corporal permite expresar la amplificación de carga.
Grupo 5: Grupo 5: Cartílago hialino bifásico
El cartílago se modela como material bifásico con fase sólida y fluido intersticial. La carga comprime la matriz y desarrolla presión hidrostática en el fluido. La presión intersticial comparte la carga con la fase sólida y modifica la respuesta mecánica efectiva.
Grupo 6: Grupo 6: Dependencia con la velocidad e impacto
La velocidad de aplicación de la carga modifica la respuesta bifásica: a mayor velocidad, el fluido tiene menos tiempo para redistribuirse y aumenta su soporte hidrostático. En consecuencia aumenta la rigidez efectiva del cartílago. Esa rigidez dependiente de la tasa protege la articulación frente a impactos repentinos.
ID:1604
Grupo 1: Grupo 1: Configuración de la palanca
Descripción
La articulación se representa como una palanca definida por fulcro, inserción muscular y resistencia externa. La posición relativa de esos tres elementos determina la clase de palanca. La clase condiciona la relación geométrica entre los brazos muscular y resistente y conecta la estructura articular con la transmisión mecánica.
Pregunta clave: ¿Cómo opera configuración de la palanca?
La articulación se representa como una palanca definida por fulcro, inserción muscular y resistencia externa. La posición relativa de esos tres elementos determina la clase de palanca. La clase condiciona la relación geométrica entre los brazos muscular y resistente y conecta la estructura articular con la transmisión mecánica. Esta misma articulación se clasifica, en cambio, dentro de esta biomecánica como una palanca de primera, de segunda o de tercera clase, según la propia posición relativa entre este mismo fulcro articular, esta fuerza de entrada muscular y esta resistencia de la carga externa. La mayoría de las articulaciones de este cuerpo humano constituyen, en consecuencia, una palanca de tercera clase, con este mismo músculo insertado cerca de ese propio fulcro articular, lo que sacrifica en consecuencia a la propia ventaja mecánica final de esa articulación a cambio de una mayor velocidad y de un mayor rango de movimiento final sobre su propio extremo distal. Que este brazo de esta fuerza muscular sea todavía más corto en relación con este brazo de esta resistencia externa hace que, en consecuencia, esta misma ventaja mecánica final de esta articulación, en consecuencia, resulte todavía menor.
ID:2547
Grupo 2: Grupo 2: Ventaja mecánica y transmisión de fuerza
Descripción
La ventaja mecánica depende directamente del brazo muscular e inversamente del brazo de resistencia. Un brazo muscular corto respecto del externo reduce la ventaja mecánica y exige mayor fuerza muscular para una fuerza externa dada. La misma geometría favorece velocidad y rango distal en palancas de tercera clase.
Pregunta clave: ¿Cómo opera ventaja mecánica y transmisión de fuerza?
La ventaja mecánica depende directamente del brazo muscular e inversamente del brazo de resistencia. Un brazo muscular corto respecto del externo reduce la ventaja mecánica y exige mayor fuerza muscular para una fuerza externa dada. La misma geometría favorece velocidad y rango distal en palancas de tercera clase. Que este brazo de esta fuerza muscular sea todavía más corto en relación con este brazo de esta resistencia externa hace que, en consecuencia, esta misma ventaja mecánica final de esta articulación, en consecuencia, resulte todavía menor. La propia ventaja mecánica final de esta articulación resulta, en cambio, el propio cociente entre el brazo de esta fuerza muscular y el brazo de esta resistencia de la carga externa, exactamente el mismo brazo de palanca de esta fuerza muscular que ya establece otro modelo de este conjunto sobre un hueso particular. La mayoría de las articulaciones de este cuerpo humano constituyen, en consecuencia, una palanca de tercera clase, con este mismo músculo insertado cerca de ese propio fulcro articular, lo que sacrifica en consecuencia a la propia ventaja mecánica final de esa articulación a cambio de una mayor velocidad y de un mayor rango de movimiento final sobre su propio extremo distal.
ID:2548
Grupo 3: Grupo 3: Torque y demanda articular
Descripción
La fuerza muscular actuando con su brazo genera torque articular; la resistencia externa produce el torque resistente. El balance de torques determina la demanda transmitida por la articulación. Esa demanda alcanza cartílago y tejidos periarticulares.
Pregunta clave: ¿Cómo opera torque y demanda articular?
La fuerza muscular actuando con su brazo genera torque articular; la resistencia externa produce el torque resistente. El balance de torques determina la demanda transmitida por la articulación. Esa demanda alcanza cartílago y tejidos periarticulares. El propio torque final dentro de esta articulación determina, en cambio, a la propia demanda mecánica final tanto sobre el cartílago articular de esa articulación como sobre su propio tejido periarticular circundante. Dentro de una articulación como esta rodilla, en cambio, la propia fuerza de compresión articular puede llegar, en consecuencia, a superar en muchas veces al propio peso corporal completo de este organismo durante un aterrizaje de un salto de ese mismo organismo, una demanda extraordinaria sobre ese mismo cartílago articular todavía mayor en consecuencia que esta misma tensión extraordinaria que ya establece otro modelo de este conjunto sobre un tendón del talón. Esta misma articulación se clasifica, en cambio, dentro de esta biomecánica como una palanca de primera, de segunda o de tercera clase, según la propia posición relativa entre este mismo fulcro articular, esta fuerza de entrada muscular y esta resistencia de la carga externa.
ID:2549
Grupo 4: Grupo 4: Compresión durante carga intensa
Descripción
En tareas como el aterrizaje, la carga externa y la acción muscular pueden generar fuerzas articulares internas muy superiores al peso corporal. La fuerza de compresión constituye un observable central de la demanda sobre el cartílago. La razón entre compresión y peso corporal permite expresar la amplificación de carga.
Pregunta clave: ¿Cómo opera compresión durante carga intensa?
En tareas como el aterrizaje, la carga externa y la acción muscular pueden generar fuerzas articulares internas muy superiores al peso corporal. La fuerza de compresión constituye un observable central de la demanda sobre el cartílago. La razón entre compresión y peso corporal permite expresar la amplificación de carga. Dentro de una articulación como esta rodilla, en cambio, la propia fuerza de compresión articular puede llegar, en consecuencia, a superar en muchas veces al propio peso corporal completo de este organismo durante un aterrizaje de un salto de ese mismo organismo, una demanda extraordinaria sobre ese mismo cartílago articular todavía mayor en consecuencia que esta misma tensión extraordinaria que ya establece otro modelo de este conjunto sobre un tendón del talón. Por eso este modelo, con esta articulación como palanca que transmite a esta fuerza muscular hasta este mismo cartílago con la que se abrió, hace que este cartílago hialino se modele en consecuencia como un propio material bifásico, con una fase sólida y con un propio fluido intersticial dentro de sí mismo, exactamente el mismo cartílago articular que ya establece otro modelo de este conjunto sobre una degradación por desgaste. Esta misma articulación se clasifica, en cambio, dentro de esta biomecánica como una palanca de primera, de segunda o de tercera clase, según la propia posición relativa entre este mismo fulcro articular, esta fuerza de entrada muscular y esta resistencia de la carga externa.
ID:2550
Grupo 5: Grupo 5: Cartílago hialino bifásico
Descripción
El cartílago se modela como material bifásico con fase sólida y fluido intersticial. La carga comprime la matriz y desarrolla presión hidrostática en el fluido. La presión intersticial comparte la carga con la fase sólida y modifica la respuesta mecánica efectiva.
Pregunta clave: ¿Cómo opera cartílago hialino bifásico?
El cartílago se modela como material bifásico con fase sólida y fluido intersticial. La carga comprime la matriz y desarrolla presión hidrostática en el fluido. La presión intersticial comparte la carga con la fase sólida y modifica la respuesta mecánica efectiva. La propia rigidez efectiva final de este cartílago hialino aumenta, en consecuencia, con la propia velocidad de esta carga aplicada sobre él, precisamente por la presión hidrostática final de ese mismo fluido intersticial dentro de ese cartílago. Por eso este modelo, con esta articulación como palanca que transmite a esta fuerza muscular hasta este mismo cartílago con la que se abrió, hace que este cartílago hialino se modele en consecuencia como un propio material bifásico, con una fase sólida y con un propio fluido intersticial dentro de sí mismo, exactamente el mismo cartílago articular que ya establece otro modelo de este conjunto sobre una degradación por desgaste. Que esta velocidad de esta carga aplicada sobre este cartílago hialino sea todavía mayor hace que, en consecuencia, esta misma rigidez efectiva final de ese cartílago, en consecuencia, resulte todavía mayor, protegiendo en consecuencia con más fuerza a esta misma articulación con la que se abrió este modelo frente a un impacto repentino.
ID:2551
Grupo 6: Grupo 6: Dependencia con la velocidad e impacto
Descripción
La velocidad de aplicación de la carga modifica la respuesta bifásica: a mayor velocidad, el fluido tiene menos tiempo para redistribuirse y aumenta su soporte hidrostático. En consecuencia aumenta la rigidez efectiva del cartílago. Esa rigidez dependiente de la tasa protege la articulación frente a impactos repentinos.
Pregunta clave: ¿Cómo opera dependencia con la velocidad e impacto?
La velocidad de aplicación de la carga modifica la respuesta bifásica: a mayor velocidad, el fluido tiene menos tiempo para redistribuirse y aumenta su soporte hidrostático. En consecuencia aumenta la rigidez efectiva del cartílago. Esa rigidez dependiente de la tasa protege la articulación frente a impactos repentinos. Que esta velocidad de esta carga aplicada sobre este cartílago hialino sea todavía mayor hace que, en consecuencia, esta misma rigidez efectiva final de ese cartílago, en consecuencia, resulte todavía mayor, protegiendo en consecuencia con más fuerza a esta misma articulación con la que se abrió este modelo frente a un impacto repentino. La propia rigidez efectiva final de este cartílago hialino aumenta, en consecuencia, con la propia velocidad de esta carga aplicada sobre él, precisamente por la presión hidrostática final de ese mismo fluido intersticial dentro de ese cartílago. Por eso este modelo, con esta articulación como palanca que transmite a esta fuerza muscular hasta este mismo cartílago con la que se abrió, hace que este cartílago hialino se modele en consecuencia como un propio material bifásico, con una fase sólida y con un propio fluido intersticial dentro de sí mismo, exactamente el mismo cartílago articular que ya establece otro modelo de este conjunto sobre una degradación por desgaste.
ID:2552