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Departamento Materno-Infantil y Radiología
Ficha de Asignaturas
Código: 20808007
Asignatura: Biomecánica y Física Aplicada.
Titulación: 20808 Grado en Fisioterapia.
Módulo: 20808_1 Formación Básica
Materia: 20808_1_4 Biomecánica y Física Aplicada
Departamento: C123. Materno Infantil y Radiología.
Créditos Teóricos: 6,75
Créditos Prácticos: 0,75
Créditos ECTS: 6
Tipo: Obligatoria
Curso: 1º
Requisitos Previos:
Ninguno.
Recomendaciones:
Conocimientos básicos de Física
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materno.infantil@uca.es
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Identificación del Profesorado:
Nombre
Apellido 1
Apellido 2
GONZALO
GUTIÉRREZ
AMARES
LUIS
MACHUCA
MUÑOZ
GERMÁN FRANCISCO
RODERO
LUNA
C.C.E.
Profesor Titular de
Escuela Universitaria
Profesor Titular de
Universidad
Profesor Asociado
Coordinador
No
Sí
No
Competencias:
Se relacionan aquí las competencias de la Materia/módulo o título a que pertenece la asignatura, entre las
que el profesor podrá indicar las relacionadas con la asignatura.
ID
Competencia
CT1
CT10
CT11
CT13
CT16
CT17
CT19
CT2
CT21
CT3
CT4
CT5
CT6
CT7
FB1
Toma de decisiones
Trabajo en equipo
Habilidades en las relaciones interpersonales
Razonamiento crítico
Motivación por la calidad
Adaptación a nuevas situaciones
Aprendizaje autónomo
Resolución de problemas
Liderazgo
Capacidad de organización y planificación
Capacidad de análisis y síntesis
Comunicación oral y escrita en la lengua nativa
Capacidad de gestión de la información
Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio
Conocer los principios y teorías de los agentes físicos y sus aplicaciones en
Fisioterapia. Comprender los principios de la Biomecánica y la Electrofisiología,
y sus principales aplicaciones en el ámbito de la Fisioterapia.
Tipo
GENERAL
GENERAL
GENERAL
GENERAL
GENERAL
GENERAL
GENERAL
GENERAL
GENERAL
GENERAL
GENERAL
GENERAL
GENERAL
GENERAL
ESPECÍFICA
Resultados del Aprendizaje:
ID
R1
R4
R3
R5
R2
Resultado
El alumno conoce e identifica las teorías que explican los agentes físicos
El alumno conoce el funcionamiento del cuerpo humano desde el punto de vista físico
El alumno conoce los principios de la biomecánica y la electrofisiología y sus aplicaciones
El alumno conoce y comprende los principios y conceptos fundamentales de la física aplicada a
la Fisioterapia
El alumno demuestra conocimiento sobre los efectos del movimiento y las fuerzas mecánicas en
el organismo humano
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Actividades Formativas:
Actividad
Detalle
01.
Teoría
02.
Prácticas,
seminarios
problemas
Horas
Grupo
54
Grande
CT13 CT16 CT3
CT4 CT6 FB1
6
Mediano
CT1 CT10 CT13
CT2 CT3 CT4
CT5
CT6
FB1
Exposición magistral del profesor asistida por medios
audiovisuales con interrogación permanente al
alumnado y participación no muy participativa,
resolución inmediata de las dudas planteadas.
y
10.
Actividades
formativas no
presenciales
11.
Actividades
formativas de
tutorías
12.
Actividades de
evaluación
Distribución de los alumnos por grupos de trabajo,
preparación de temas de manera activa entre profesor
y alumnos, exposición en clase con debates y resolución
de dudas.
Plataforma virtual
Trabajos en grupos
Trabajos individuales
Estudio personal
CT1 CT10 CT11
CT13 CT16 CT17
CT19 CT2 CT21
CT3 CT4 CT5
CT6 CT7 FB1
CT11 CT13 CT3
CT4 CT5 CT6
FB1
83
3
Interlocución directa con el alumnado para solventar
dudas y aclarar apoyos bibliográficos.
Examen final escrito tipo test.
Cuestionarios de autoevaluación a través del campus
virtual.
Trabajos individuales y en grupo.
Asistencia y participación en las actividades
presenciales.
Competencias a
desarrollar
4
Grande
Total de actividades formativas de docencia presencial: 60
Total de otras actividades: 90
Total de la asignatura: 150
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CT1 CT13 CT2
CT3 CT4 CT5
CT6 FB1
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Criterios Generales de Evaluación
La evaluación de la asignatura se realizará mediante un examen final y teniendo en cuenta los
cuestionarios de autoevaluación a través del campus virtual, los trabajos realizados (tanto individuales
como en grupo) y la asistencia y participación en las actividades presenciales.
Procedimiento de Evaluación
Tarea/Actividades
Medios, Técnicas e
Instrumentos
Evaluador/es
Competencias
Autoevaluación
CT1 CT17 CT19
CT4 CT6 CT7 FB1
Evaluación de los distintos trabajos realizados por el
alumno sobre temas del contenido de la materia,
representará el 5% de la calificación final de la
asignatura.
Profesor/a
CT10 CT11 CT13 CT19
CT21 CT3 CT4 CT5 CT6
CT7 FB1
Examen escrito. Prueba objetiva tipo test de
respuesta única que versará sobre los conceptos
impartidos en el desarrollo de la docencia. Se supera
el examen con el 50% de puntos sobre el total de
preguntas formuladas (1 punto por pregunta
correcta con un factor de -0.33 por cada respuesta
incorrecta). Representará el 80% de la calificación
final.
Profesor/a
CT1 CT13 CT19
CT3 CT4 CT6 FB1
CT2
Se tendrá en cuenta la asistencia y participación del
alumno, así como la actitud del mismo en las
actividades presenciales, representará el 5 % de la
calificación final de la asignatura
Profesor/a
CT13 CT16 CT2
CT4 CT5 CT6 FB1
CT3
Cuestionarios de autoevaluación a través del campus
virtual, representará el 10% de la calificación final.
Plataforma virtual.
CT3
Procedimiento de Calificación
Para que la evaluación de la disciplina resulte positiva, será necesario superar el examen escrito.
La calificación final de la asignatura se obtendrá de la suma ponderada de la nota del examen escrito
(80%), nota de los cuestionarios de autoevauación (10%), nota de los trabajos realizados por el alumno
(5%) y asistencia y participación en actividades presenciales (5%).
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Descripción de Contenidos
Contenido
BLOQUE 1: GENERALIDADES.
Tema 1.- La Física en Ciencias de la Salud.
Concepto, objetivo y contenido de la asignatura.
Relaciones entre Física, Física Médica, Biofísica y Fisioterapia.
Tema 2.- Magnitudes Físicas.
Concepto de Magnitud. Sistemas de Unidades. Análisis dimensional y teoría de la medida. Incertidumbre en
las medidas experimentales. Precisión. Cifras significativas y error experimental. Variables biológicas.
Propagación de errores en medidas indirectas compleja.
BLOQUE 2: BIOMECÁNICA.
Tema 3.- Introducción.
Conceptos generales de Biomecánica. Importancia en el curriculum de Fisioterapia.
Tema 4.- Fuerzas.
Propiedades de las fuerzas. Equilibrio trasnacional. Fuerzas específicas: fuerza de rozamiento, de gravedad,
de inercia. Leyes de Newton de la estática.
Tema 5.- Momentos.
Momento y par de fuerza. Equilibrio rotacional. Centro de masa y de gravedad. Fuerza gravitacional y su
aplicación en el campo de la postura humana. Equilibrio. Ejemplos en los que interviene el momento.
Tema 6.- Estudio de tensiones y poleas.
Principios físicos y su aplicación en el campo fisiológico.
Tema 7.- Estudio de las palancas.
Concepto de palanca. Tipos y aplicación en fisioterapia.
Tema 8.- Dinámica.
Sistemas de referencia. Velocidad y aceleración. Segunda ley de Newton del movimiento. Cantidad de
movimiento, su conservación. Balistocardiografía. Efectos fisiológicos de las aceleraciones anormales.
Tema 9.- Energía.
Trabajo y energía cinética. Energía potencial. Energía potencial gravitatoria. Conservación de la energía.
Energía y calor. Transformaciones de energía en trabajo. Potencia y rendimiento.
Tema 10.- Biomecánica del sistema músculo-esquelético
Equilibrio mecánico y estabilidad del sistema músculo-esquelético. Análisis del movimiento corporal. Estudio
mecánico de las principales articulaciones.
Tema 11.- Biomecánica del sólido deformable.
Esfuerzo y deformación por tracción y compresión. Ley de Hooke y módulo de Young. Esfuerzo y deformación
por flexión. Esfuerzo y deformación por cizalladura y torsión.
Tema 12.- Propiedades Elásticas de los Materiales Biológicos.
Características biofísicas de los huesos. Estructura compuestas de los huesos. Fracturas en el sistema óseo.
Elasticidad del músculo en reposo. Trabajo muscular.
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Competencias
Relacionadas
Resultado de
Aprendizaje
Relacionado
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BLOQUE 3. MECÁNICA DE FLUIDOS.
Tema 13.- Introducción a la Física de Fluidos.
Características generales de los fluidos. Concepto de presión. Dinámica de fluidos ideales. Ecuación de
continuidad. Dinámica de fluidos reales. Viscosidad. Ley de Poiseuille. Regímenes de circulación de un fluido:
laminar y turbulento. Teorema de Bernouilli.
Tema 14.- Física del Aparato Circulatorio.
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Características físicas del sistema circulatorio. Presión sanguínea. Efecto de la gravedad sobre la circulación.
Resistencia hemodinámica: Variaciones de presión y velocidad de la sangre en el sistema circulatorio humano.
Tensión en las paredes de los vasos sanguíneos, ley de Laplace. El corazón como bomba: Potencia
desarrollada por el corazón.
Tema 15.- Fenómenos de superficie.
Efectos de superficie. Tensión superficial. Líquidos surfactantes. Tensión Interfacial. Capilaridad, Ley de Jurin.
Mezclas de gases. Solubilidad en líquidos.
Tema 16.- Física del Aparato Respiratorio.
Estructura del aparato respiratorio. Propiedades físicas del pulmón y la caja torácica. Física de los alvéolos
pulmonares. Flujo y presiones en el ciclo respiratorio. Complianza pulmonar. Resistencias elásticas y no
elásticas. Interacción de la sangre y los pulmones. Tensión superficial en los alvéolos pulmonares.
Oxigenación sanguínea.
BLOQUE 4: TERMODINÁMICA DE LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS
Tema 17.- Introducción a la Termodinámica.
Variables y sistemas termodinámicos. Principio cero: Temperatura y su medida.
Concepto de calor: equivalencia entre calor y energía. Capacidad calorífica y calor específico. Propagación del
calor: Conducción, convección y radiación.
Tema 18.- Principios Termodinámicos.
Trabajo termodinámico. Primer Principio. Energía interna. Entalpía: Ley de Hess. Transformaciones reversibles
e irreversibles. Máquinas térmicas: rendimiento. Segundo principio. Probabilidad y Entropía.
Tema 19.- Termodinámica del Ser Vivo.
El proceso de la alimentación. Evolución de la energía en el organismo. Metabolismo. Grado metabólico basal.
Equilibrio térmico de los seres vivos: Homeostasis. Animales homeotermos y poiquilotermos. Mecanismo de
transmisión del calor al exterior. Evaporación. Sudor. Regulación de la resistencia térmica. Sistema de control
automático de la temperatura corporal. Capacidad térmica del cuerpo humano. Hipertermia e Hipotermia,
aplicaciones en Fisioterapia.
BLOQUE 5: MOVIMIENTO ONDULATORIO. ONDAS MECÁNICAS.
Tema 20.- Teoría General de Ondas.
Movimiento oscilatorio. Movimiento ondulatorio. Concepto y tipos de ondas. Ecuación de onda. Propiedades
generales de los movimientos ondulatorios. Energía, Potencia e intensidad del movimiento ondulatorio. Efecto
Doppler y sus aplicaciones.
Tema 21.- Ondas sonoras y audición.
Ondas de presión: sonidos. Presión e impedancia acústicas. Intensidad de una onda sonora. Nivel de
intensidad relativo. Impedancia acústica. Interacción del sonido con la materia: reflexión, transmisión y
absorción. Características biofísicas del sonido. Física de la recepción auditiva.
Tema 22.- Ultrasonidos.
Naturaleza y producción de los ultrasonidos. Propiedades de los ultrasonidos. Efectos físicos y biofísicos de los
ultrasonidos. Bases físicas de las aplicaciones terapéuticas y diagnósticas de ultrasonidos. Fundamentos físicos
de la obtención de imágenes ecográficas. Tipos de ecografías.
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BLOQUE 6: PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA ELECTROLOGÍA MÉDICA. BASES FÍSICAS DE LA BIOELECTRICIDAD.
Tema 23.- Campo eléctrico y corriente eléctrica.
Las fuerzas fundamentales. Intensidad y densidad de corriente. Energía y potencia eléctrica. Efecto Joule.
Efectos biológicos de las corrientes. Aplicaciones médicas
Tema 24.- Campo magnético e inducción electromagnética
Flujo magnético. Inducción magnética. Generadores eléctricos. Biomagnetismo. Precesión y frecuencia de
Larmor. Resonancia Magnética Nuclear.
Tema 25.- El Impulso Nervioso.
Disoluciones iónicas: electrolitos. Conducción iónica. Estructura y propiedades eléctricas de los axones
neuronales. Potenciales de reposo. Potencial de acción. Los receptores y el potencial generador. Conducción
nerviosa. La sinapsis.
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Tema 26.- Registro de señales biológicas.
Registro de señales eléctricas: electrocardiografía, electromiografía, electroencefalografía. Registro de otras
señales eléctricas. Registro de señales magnéticas: magnetocardiograma, magnetoencefalograma.
BLOQUE 7: FÍSICA DE LAS RADIACIONES NO IONIZANTES
Tema 27.- Ondas Electromagnéticas.
Propiedades Físicas Generales. Dualismo onda-partícula. Espectro electromagnético. Radiaciones Ionizantes y
No Ionizantes.
Tema 28. Luz visible. Óptica.
Propagación de la luz visible. Fenómenos de interferencia y difracción. Reflexión y refracción. Nociones de
Óptica Geométrica. Sistemas ópticos centrados. Lentes. Aberraciones de los sistemas ópticos.
Tema 29.- Física de la Visión.
El ojo humano como sistema óptico. Descripción dióptrica del ojo. Agudeza visual. Acomodación. Defectos de
la visión y su corrección. La retina y la visión del color.
Tema 30.- Radiaciones de baja frecuencia: onda corta y microondas
Origen, propiedades y clasificación. Efectos fisiológicos generales. Onda corta: producción y aplicaciones.
Microondas: producción y aplicaciones
Tema 31. Radiación infrarroja, luz visible y luz ultravioleta.
Propiedades y efectos fisiológicos generales. Instrumentación y dosimetría. Termografía infrarroja:
Aplicaciones diagnósticas. Luz visible: efectos fisiológicos. Producción de la radiación ultravioleta: aplicaciones
médicas de la luz ultravioleta.
Tema 32.- Radiación laser: física e instrumentación.
Producción de la radiación láser. Parámetros físicos y absorción del láser. Efectos biológicos. Láser
terapéutico. Normativa de seguridad en la utilización del láser.
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BLOQUE 8: FÍSICA DE LAS RADIACIONES IONIZANTES
Tema 33.- Estructura de la materia.
El átomo. Organización y niveles de energía. Modelo de Bohr para el átomo de hidrógeno. Otros modelos de
estructura atómica. Concepto de orbitales y suborbitales. Energía de ligadura de los electrones. Potencial de
ionización
Tema 34.- Estructura nuclear.
El núcleo atómico, propiedades del núcleo. Constituyentes elementales de la materia. Isótopos, Isóbaros,
Isótonos e Isómeros. Masa y energía de ligadura. Defecto de masa. Estabilidad e inestabilidad nuclear.
Tema 35.- Radiactividad
Descubrimiento de la radiactividad natural. Estabilidad nuclear. Leyes de la desintegración radiactiva.
Constantes radiactivas. Tipos de desintegraciones. Transformaciones nucleares artificiales, radiactividad
artificial.
Tema 36.- Interacción de partículas con la materia.
Radiaciones ionizantes. Concepto, tipos y fuentes de radiaciones ionizantes. Aspectos generales de las
interacciones de partículas. Interacción de electrones. Aplicaciones.
Tema 37.- Rayos X
Descubrimiento, naturaleza y propiedades de los rayos X. Mecanismo de producción. Espectro continuo y
característico. Componentes fundamentales de un equipo de rayos X. Componentes asociados al tubo de
rayos X.
Tema 38.- Interacción de fotones con la materia.
Mecanismos de atenuación. Interacción por efecto Fotoeléctrico. Interacción por efecto Compton. Formación
de pares/aniquilación. Importancia relativa de los diferentes mecanismos de interacción. Aplicaciones.
Tema 39.- Dosimetría de las radiaciones ionizantes.
Magnitudes que cuantifican el efecto intrínseco de las radiaciones, unidades. Magnitudes que cuantifican el
efecto físico de las radiaciones, unidades. Magnitudes que cuantifican el efecto biológico de las radiaciones,
unidades. Detección y medida de las radiaciones ionizantes. Métodos utilizados para la detección: ionización
de gases (cámara de ionización, contador proporcional y Geiger-Müller), centelleo y termoluminiscencia.
Dosimetría personal.
Tema 40.- Aplicaciones de las radiaciones ionizantes a las ciencias de la salud.
Bases físicas del Radiodiagnóstico y de la imagen radiológica. Bases físicas de la Medicina Nuclear. Bases física
de la Radioterapia. Aplicaciones de las radiaciones ionizantes a la investigación.
Tema 41.- Introducción a la Protección Radiológica.
Criterios Generales. Concepto y objetivos. Principios de radiobiología. Efectos de las radiaciones ionizantes a
nivel celular, tisular y orgánico. Efectos estocástico y no estocástico. Principios básicos de protección:
justificación, optimización y limitación de dosis. Organismos competentes en Radioprotección.
Tema 42.- Planteamiento de un Programa de Protección Radiológica.
Organización de un programa de radioprotección. Clasificación del personal profesionalmente expuesto.
Clasificación y señalización de áreas. Vigilancia de las zonas de trabajo: Sistemas de acceso y control.
Vigilancia médica del personal.
Tema 43.- Legislación española y comunitaria.
Ley de creación del Consejo de Seguridad Nuclear. Ley de creación de ENRESA. Reglamento sobre
Instalaciones radiactivas y nucleares. Reglamento de Protección sanitaria contra las radiaciones ionizantes.
Reales Decretos sobre Protección Radiológica. Legislación y normativa de ámbito comunitario. Directivas que
la desarrollan.
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Bibliografía
Bibliografía Básica
- González Ibeas, J. "INTRODUCCION A LA FISICA Y A LA BIOFISICA". Alhambra, 1974.
- Pedraza, M.L. et all. FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA SALUD. Ed Masson. Barcelona 2000.
- Zaragoza, J. R. y Gómez-Palacios, M. "FISICA E INSTRUMENTACION MEDICA". Universidad de Sevilla. 2ª
edición. 1992.
- Frumento, A. S. "BIOFISICA". Dosby/Doyma Libros. 1995.
- Cromer, A. H. "FISICA PARA LAS CIENCIAS DE LA VIDA". Reverté. 1986.
- Diez de los Rios, A. "INTRODUCCION A LA BIOFISICA Y A LA FISICA MEDICA". Universidad de Málaga. 1983.
- Jou, D. y otros. "FISICA PARA LAS CIENCIAS DE LA VIDA".McGraw-Hill. 1994.
Bibliografía Específica
- Cabreo Fraile, F.J.."IMAGEN RADIOLÓGICA. PRINCIPIOS FÍSICOS E INSTRUMENTACIÓN". Ed. Masson.
Barcelona. 2004.
- Aurengo, A.Petitclerc, T. “BIOFÍSICA”.McGraw-Hill. 2006.
- Cromwell, L. y otros. "INSTRUMENTACION Y MEDIDAS BIOMEDICAS". Marcombo. 1980.
- Bruce, H. Maham. "TERMODINAMICA QUIMICA ELEMENTAL". Reverté. 1976.
Bibliografía Ampliación
- MacDonald, S. G. y Burns, D. M. "FISICA PARA LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y DE LA SALUD". Fondo Educativo
Interamericano. 1978.
- Kane, J. W. y Sternheim, M.M. "FISICA". Reverté, 1982.
- Cameron, J. R. y Skofronick, J. G. "MEDICAL PHYSICS". John Wiley. 1978.
- Galle, P. y otros. "BIOFÍSICA. RADIOBIOLOGÍA Y RADIOPATOLOGÍA". Ed. Masson. 2003.
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