Alavancas – Conceitos Fundamentais Para a Fisioterapia
Fizemos uma reunião dos termos que são fundamentais para os profissionais do movimento, relacionados às alavancas e às bases da biomecânica que todos esses profissionais devem saber.
- Veja também: Artrocinemática – O Movimento das Articulações
Dentro do conceito de alavancas há outras definições que envolvem física e, muitas vezes, o profissional não gosta de focar nisso, mas eles são absolutamente necessários para que haja o tratamento bem-sucedido dos pacientes.
A princípio, temos como torque, alavancas e fulcro parecem muito específicos e nada relacionados com a prática clínica do fisioterapeuta.
No entanto, quem entende mesmo de movimento humano deve saber que esses são conceitos essenciais para entendermos os padrões de contração do nosso corpo e para aplicarmos corretamente os treinos de força e flexibilidade.
Sem a compreensão e memorização desses conceitos, você provavelmente não vai fazer um bom trabalho de correção dos movimentos humanos porque muitas vezes você precisará colocar as alavancas das articulações em vantagem mecânica e você precisará analisar seus braços de forças para fazer isso corretamente.
Sem falar das forças vetoriais que será assunto de um outro artigo.
Conceitos da Biomecânica do Movimento Fundamentais para a Compreensão do Movimento Humano
Em primeiro lugar, vamos entender como as alavancas do corpo humano estão situadas no estudo do movimento humano.
Dentro da Cinesiologia existe a Biomecânica e dentro dela há a Cinética.
A Cinética é a disciplina que estuda a ação das forças internas e externas que atuam seja no corpo estático ou no corpo em movimento. Dentro dela existem os estudos da eletromiografia, dinamometria, antropometria, equilíbrio, estudo do centro de gravidade e, finalmente, o estudo dos torques e das alavancas.
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Torque:
Torque, ou momento de força, é a grandeza física associada à possibilidade de rotação, em torno de um eixo, decorrente da aplicação de uma força em um corpo.
A magnitude do torque é expressa pela multiplicação da Força vezes a Distância, ou seja,
T = F x d. Sua unidade é expressa em N.m.
O efeito da rotação depende da intensidade da força (F) e da distância (perpendicular) ao eixo de rotação.
O torque se anula quando a linha de ação da força passa pelo eixo de rotação.
Existem alguns fatores relacionados ao torque. Dentre os fisiológicos tem-se: o número de fibras musculares, número de unidades motoras e o tipo de fibra.
Quando a fatores biomecânicos encontramos: angulação das fibras, braço de força e o braço de resistência.
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Alavancas:
Define-se alavanca como uma barra rígida que gira em torno de um eixo de rotação. A alavanca gira em torno do eixo em decorrência de uma força aplicada a ela para provocar seu movimento contra uma resistência ou peso.
Vamos agora focar no estudo das alavancas aplicando os conceitos a biomecânica do corpo humano, que é o foco do estudo da biomecânica para os profissionais do movimento.
Alavancas do corpo humano
Todo sistema de alavancas, como vimos acima, é composto por: uma barra rígida — que compõe o braço de força — eixo de rotação, força aplicada e resistência, quando presente.
Nas alavancas do corpo humano, esses elementos são assim identificados:
- Ossos – representam as barras rígidas;
- Articulações – representam os eixos de rotação;
- Músculos – representam a força aplicada, através da contração;
- Resistência – a resistência ao movimento no corpo humanos pode ser uma força externa, como a própria massa dos segmentos corporais, pesos aplicados, força da gravidade, entre outras.
Todo sistema de alavanca possui, ainda:
- Ponto de aplicação da força (normalmente a inserção do músculo)
- Eixo;
- Ponto de aplicação da resistência (ex.: centro de gravidade da alavanca, localização de uma resistência).
A localização desses três componentes ou a maneira como eles estão dispostos um em relação ao outro determina o tipo de alavanca.
Inclusive nenhuma articulação humana possui liberdade para movimentar-se a uma angulação superior a 160°. Para exercer as funções biológicas sem dificuldades, há o constante funcionamento das alavancas.
Vantagem Mecânica
A Vantagem Mecânica (VM) é definida pela razão entre o comprimento do braço de força e o comprimento do braço de resistência e determina a facilidade com a qual o movimento ocorre dado a aplicação de uma força no sistema.
Uma VM maior que 1 indica que é necessária uma força menor do que a resistência para a geração de movimento, enquanto que uma VM menor que 1 indica que uma força maior que a resistência deverá ser aplicada para a geração de movimento.
Quanto maior o braço de força, mais torque é produzido por essa força. Quanto maior o braço de força, maior é a força necessária para movimentar a alavanca se a resistência e o braço de resistência permanecem constantes.
E, quanto maior o braço de resistência, menos a força consegue movimentar uma resistência por uma amplitude de movimento mais ampla.
Classificação das alavancas
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Alavancas de primeira classe (interfixa):
É o tipo de alavanca na qual o eixo fica entre a aplicação da força e a aplicação da resistência.
Esse tipo de alavanca produz movimentos equilibrados quando o eixo fica bem no meio entre o braço de força e o braço de resistência. Quando o eixo está mais próximo da força a alavanca produz velocidade e amplitude de movimento. Quando o eixo está mais próximo da resistência, a alavanca produz força.
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Alavancas de segunda classe (inter-resistente):
Nesse tipo de alavanca, a resistência fica entre o eixo e a força. A amplitude de movimento é sacrificada em benefício da força. Existem poucas no corpo humano, sendo a mais conhecida a do tríceps sural.
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Alavancas de terceira classe (interpotente):
Nela, a força está entre o eixo e a resistência. Ela produz velocidade e amplitude de movimento, porém, uma grande quantidade de força é necessária para que ela seja movimentada, mesmo quando a resistência é pequena. Quase todas as alavancas do corpo humano são interpotentes.
O braço de resistência será maior quando a força for aplicada a 90°, sendo necessária mais força para mover a alavanca. Ainda, partes distais podem percorrer maiores distâncias, com velocidades maiores do que partes do corpo proximais.
No nosso membro superior há tanto uma alavanca interfixa quanto uma interpotente. O antebraço é estendido com a distensão do tríceps braquial e retraído devido ao papel do bíceps braquial.
Como o ponto de resistência está na mão para ambos os músculos e o pivô (também chamado de fulcro ou eixo) na articulação do cotovelo, a tensão do braço é explicada justamente pela alavanca interfixa.
A contração do braço, por sua vez, ocorre pelo acionamento de uma alavanca interpotente.
- Veja também: Função das Articulações do Corpo Humano
Segue, na tabela abaixo, um resumo com os três tipos de alavanca:
| Tipo | Organização | Movimento do braço | Modelo Funcional | Relação ao eixo | Exemplos práticos | Exemplos no corpo humano |
| Primeira classe | F – E – R
Eixo entre a força e a resistência |
Braço de resistência e braço de alavanca movem-se em direções opostas | Posturas de equilíbrio | Eixo próximo ao meio | Gangorra | Eretor da espinha estendendo a cabeça na parte cervical da coluna vertebral |
| Velocidade e amplitude de movimento | Eixo próximo à força | Tesoura | Tríceps braquial na extensão do cotovelo | |||
| Força motriz | Eixo próximo à resistência | Pé de cabra | Não existe | |||
| Segunda classe | E –R – F
Resistência entre o eixo e a força |
Braço de resistência e braço de força movem-se na mesma direção | Força motriz (grande resistência pode ser movida com a aplicação de uma força relativamente pequena) | Eixo próximo à resistência | Carrinho de mão, quebra-nozes | Gastrocnêmio e sóleo na flexão plantar do tornozelo para levantar o peso corporal no antepé |
| Terceira Classe | E – F – R
Força entre o eixo e a resistência |
Braço de resistência e braço de força movem-se na mesma direção | Velocidade e amplitude de movimento (uma força de grande magnitude é necessária para mover uma resistência relativamente pequena) | Eixo próximo à força | Catapulta | Bíceps braquial e braquial na flexão de cotovelo |
Aplicações práticas das alavancas
Na ergonomia existem muitas aplicações desses conhecimentos sobre alavancas.
Se você já orientou seu paciente a levantar o peso do chão usando os membros inferiores em vez dos membros superiores é exatamente esse conceito biomecânico que você aplicou.
O mesmo vale para as orientações quanto a conservação de energia nas condições de saúde reumatológicas e para o manejo das lombalgias crônicas.
E mais: carregar sacolas de mercado, realizar trabalhos repetitivos — como crochetagem, feltragem — entre outros, são outros exemplos em que se deve priorizar as articulações proximais em detrimento das distais para respeitar o funcionamento das alavancas do nosso corpo.
Na atividade de musculação também é aplicado intensamente os conceitos de alavancas, como por exemplo no exercício com rosca direta e no fortalecimento da musculatura extensora de membros inferiores em posição de 4 pontos.
Enfim, os conceitos trazidos nesse texto são de fundamental importância para o entendimento do movimento humano.
Ao prescrever um exercício para o seu paciente observe sempre a força, a resistência e o eixo de movimento para que você consiga definir uma carga, otimizar o treino e fazer com que ele seja específico para cada tipo de alavanca.
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