martes, 1 de julio de 2014

BIOMECÁNICA: LA PISADA DEL CABALLO (2ª parte): Análisis de las Fuerzas.

Artículo escrito por Fernando Morote Ibarrola 


En la entrega anterior sobre la pisada del caballo, analizamos intuituiva y someramente cómo se comportan las articulaciones y tendones cuando el caballo pisa primero con las lumbres; o alternativamente, primero con los talones. La conclusión final era que lo natural es pisar primero con los talones, y así amortiguar el impacto con el suelo a través de la ranilla y la almohadilla plantar, ambas ubicadas en la parte posterior.
También dejamos en el aire encontrar una respuesta satisfactoria a la pregunta de porqué vemos que los caballos pisan muchas veces primero con las lumbres.
Pero antes de avanzar más, creo imprescindible demostrar con principios físicos que la forma natural de pisar es primero con los talones. Esto ya lo hizo magistralmente el Dr. James Rooney (1927-2008) hace décadas, y -como resultado de sus estudios in vitro, varios miles de disecciones post mortem y otros trabajos-, publicó en 1991 el siguiente análisis mecánico que me limito a traducir y coementar. Creo que explica y demuestra esto a la perfección.1

¿Cómo soporta el casco el peso del caballo cuando está en reposo?.
Primero, dibujemos la silueta del casco y representemos con círculos rojos el centro de las articulaciones interfalángicas (la articulación tejuelo-hueso de coffin; la del  hueso de coffin-cuartilla; y la de la cuartilla con la caña). Idealmente las 3 falanges están alineadas y por tanto los centros de rotación de sus articulaciones también como se representa en la figura 1:




Fig.1: Fuerzas actuantes en el casco en estado de reposo.


En la Figura nº 1 representamos por:


·         R: la reacción del suelo al peso del caballo. Esta fuerza actúa contra el casco.

·         a: Es la distancia desde el punto de aplicación de R al centro de rotación de la articulación. Viene a ser el brazo de palanca con el que R actúa sobre la articulación tendiendo a hacerla girar.

·         Ex: Es la tensión que soportan los tendones extensores.

·         b: Es la distancia del punto de aplicación de Ex al centro de rotación de la articulación. Es el brazo de palanca con el que actúa Ex.

·         DP: Es la tensión que soporta el tendón flexor digital profundo.

·         c: Es la distancia del punto de aplicación de DP al centro de rotación de la articulación. Es el brazo de palanca con el que actúa DP .
·          

Por tanto,  la articulación se ve sometida a estas 3 fuerzas (R, Ex, DP) que tienden a hacerla girar -cada una en su sentido- y con un su propio brazo de palanca (a,b,c). En Física este concepto se llama Momento y se calcula multiplicando la fuerza por su brazo de palanca.

Mientras el casco está reposo -soportando el peso del caballo-, no hay movimiento; es decir, las 3 palancas descritas se contrarrestan una con otra: R y Ex tienden a hacer girar la articulación en un sentido, pero la palanca que hace DF es en sentido opuesto. Por tanto sus momentos se anulan según esta ecuación:

 DP · c  = R · a +  Ex · b


Esta posición de las fuerzas y palancas también se da cuando el caballo se mueve a poca velocidad o cuando apoya plano el casco (es decir, apoya a la vez talón y punta). En esta última circunstancia, la articulación del coffin gira en sentido de las agujas del reloj (según se dibuja en la ilustración anterior), mientras que la articulación de la cuartilla gira en sentido opuesto a las agujas del reloj.

El que las dos articulaciones trabajen a la vez, pero en sentidos opuestos -compensándose la una a la otra-, le da más estabilidad a todo el sistema de huesos, tendones, ligamentos y cartílagos; y reparte mejor y más uniformemente los esfuerzos entre todos las estructuras anatómicas invulocradas.

¿Qué ocurre cuando el apoyo es primero con las lumbres?.

Las palancas y las fuerzas cambian su posición según la ilustración que a continuación se incluye:




  
                                        Fig.2: Fuerzas actuantes en el momento del apoyo con las lumbres.

Cuando el primer apoyo se hace con las lumbres (como ocurre muchas veces en la recepción de un salto) la reacción R del suelo se aplica sobre la punta del casco adelantándose considerablemente al ápice de la ranilla (la zona donde el casco es más ancho), y la distancia a se hace mucho más grande, aumentando proporcionalmente el momento que hace girar la articulación[1].

En el instante siguiente, el casco gira hasta apoyarse totalmente; también con los talones. Es muy importante notar que entonces, la articulación del coffin se ve forzada a rotar en el sentido contrario a las agujas del reloj -según el dibujo anterior-, que no es el sentido de giro natural para ella.

Por tanto, el exceso de momento generado ( R x a) ha de ser compensado o absorbido de alguna manera. Las únicas formas de hacerlo son:

1.      que el hueso coffin deslice sobre el tejuelo, friccionando sobre él y comprimiéndolo (a larga genera problemas histológicos y articulares que pueden llegar a ser muy graves).
2.      que el tendón flexor digital profundo se encargue de “tirar” de la articulación, resistiendo mientras se tensa el exceso de palanca anterior. En una palabra, hace trabajar a un tendón que está diseñado para la flexión, como si fuera un cable tensor (o casi extensor) que ha de resistir un extensión. Antinatural.

Esto último se ve claro en la ecuación de momentos que usamos antes:

DP · c = R · a +  Ex ·b




 ¿Qué ocurre cuando el apoyo es primero con el talón?.
Siguiendo con el mismo estilo de ilustraciones lo que ocurre desde el punto de vista de la Física es esto:



Fig.3: Fuerzas actuantes en el momento del apoyo con los talones.

Cuando el apoyo es primero con el talón la articulación del coffin gira en sentido de las agujas del reloj -lo cual disminuye la tensión que ha de soportar o ejercer el tendón flexor digital profundo-, mientras que la articulación de la cuartilla gira en sentido antihorario, y por su parte aumenta la tensión del tendón flexor digital profundo. Es lo mismo que ocurre en el estado de reposo: las dos articulaciones giran en sentidos contrarios.

El análisis físico anterior es universal: sus principios sirven para cualquier casco, en cualquier suelo a cualquier aire. Sólo tenemos que hacer la salvedad de que, en el caso de los posteriores, las articulaciones de la cuartilla trabajan ligeramente diferente, y no van tan asociadas en su rotación a la articulación del coffin. Por tanto cuando el caballo pisa con los pies primero con el talón no hay un efecto de sobretensión del tendón flexor digital profundo, tan agudo como en el caso de las manos. Es por eso que los casos de navicular -y dolencias similares- aparecen siempre antes y de forma más severa en las manos 
Todo esto se complica cuando entramos a estudiar el efecto de otros factores adicionales como el grado de dureza o plasticidad del suelo que el caballo pisa, la forma más redondeada o más alargada del casco (cuanto más alargada mayor es el brazo de palanca a y peor lo pasa el tendón flexor digital profundo).
Y por supuesto, hay que tener también en cuenta el esencial papel de los elementos “amortiguadores”, y que -si el lector quiere seguir soportándome-, intentaré aclarar en una próxima entrega.

Fernando Morote Ibarrola
Ocurrencias Hípicas


1

      La publicación a la que hago es referencia es: Thompson, K N, Rooney, J R , and Petrites-Murphy M B (1991) Considerations on the pathogenesis of navicular disease. Journal of Equine Veterinary Science 11: 4-8.  De todos modos también puede encontrarse en el apéndice del siguiente enlace: http://www.horseshoes.com/farrierssites/sites/rooney/navicular/navicular.htm
[1]          Si, además, esta forma de pisar se da cuando el caballo se recibe de un salto, la fuerza R puede llegar a ser equivalente a 5 tm. Esto da idea de la magnitud de esta “palanca” o momento que ha de ser resistido por la tensión del tendón digital profundo

1 comentario:

  1. Es una publicación muy buena, solo que no se pueden ver las imágenes. Si pudiera subir su publicación de nuevo se lo agradecería mucho.

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