Blog
Estudiantes crearon pr贸tesis mec谩nica para Jacob
Enero 2018
En esta secci贸n retomamos el quehacer de la Universidad Veracruzana, publicado en el sistema de noticias de la UV Universo, para enfocar el 谩ngulo en el que nuestras labores como Fundaci贸n y las de la comunidad universitaria se ensamblan.
La nota que presentamos a continuaci贸n es una expresi贸n de humanidad, pues no s贸lo pone de manifiesto la capacidad, el ingenio y la curiosidad de los estudiantes UV ante los obst谩culos, sino la sensibilidad que depositan en sus proyectos por las necesidades y los padecimientos de su entorno.
Este v铆nculo entre universidad y sociedad, mediado por la sensibilidad y el altruismo e impulsado por la perseverancia, son nuestra misi贸n, origen y principiocomo Fundaci贸n UV y los valores que reconocemos en nuestra M谩xima Casa de Estudios.
Estudiantes crearon pr贸tesis mec谩nica para Jacob
Redacci贸n Universo
Luis Enrique Escobar Jim茅nez y Gustavo Barrios Sierra, estudiantes de la Facultad de Ingenier铆a Mec谩nica y El茅ctrica (FIME) de la Universidad Veracruzana (UV), regi贸n Xalapa, desarrollaron una pr贸tesis mec谩nica de mano para Jacob, un ni帽o de seis a帽os de edad con una discapacidad cong茅nita llamada meromelia, que es la falta de una extremidad, en este caso la mano derecha.
Esto no ha sido impedimento para que Jacob se desenvuelva como cualquier otro ni帽o, pero el prototipo creado por los universitarios fortaleci贸 su seguridad y siente un gran entusiasmo por las posibilidades que 茅ste le ofrece.
Dicha pr贸tesis se realiz贸 con la asesor铆a del acad茅mico Ervin Jes煤s 脕lvarez S谩nchez, responsable del Laboratorio de Investigaci贸n de Mecatr贸nica Aplicada de la FIME-Xalapa, a quien los estudiantes se acercaron tras analizar que en M茅xico la mayor铆a de las personas no usan pr贸tesis debido a los elevados precios.
"El objetivo principal de la ingenier铆a es desarrollar tecnolog铆a que beneficie a la sociedad y en la actualidad esto se ha dejado de lado. Los ingenieros han olvidado que nuestra funci贸n b谩sica es ayudar a la humanidad", reflexion贸 Luis Enrique.
Es por ello que la finalidad de esta investigaci贸n es contribuir socialmente, a trav茅s de principios b谩sicos de la ingenier铆a, a dise帽ar y construir algunos prototipos y luego pr贸tesis -bien cimentadas- para ser usadas por cualquier persona que haya perdido una extremidad.
A nivel internacional se conocen tres tipos de pr贸tesis: est茅ticas, mec谩nicas y electr贸nicas o que funcionan por impulsos mioel茅ctricos. Las est茅ticas tienden a ser muy caras porque los materiales son muy elevados, oscilan entre los 10 mil y 20 mil pesos; las mec谩nicas, valen entre 20 mil y 30 mil pesos; mientras que las electr贸nicas tienden a cumplir con la est茅tica y funcionalidad, pero son excesivamente caras, las hay desde 100 mil hasta un mill贸n de pesos, porque no es una tecnolog铆a que se desarrolle en M茅xico.
"No solamente queremos desarrollar pr贸tesis a bajo costo y accesibles, tambi茅n queremos que 茅stas permitan a las personas seguir trabajando y realizar sus actividades cotidianas, con la finalidad de que se sientan bien consigo mismas al poder utilizar ambas manos y caminar con sus dos piernas", coment贸 Gustavo.
Fue as铆 que decidieron enfocarse en el desarrollo de una pr贸tesis mec谩nica para Jacob, cuya realizaci贸n les llev贸 alrededor de un a帽o entre investigaci贸n, dise帽o, planeaci贸n y diversas pruebas.
Luis Enrique explic贸 que el proyecto consisti贸 en aplicar principios b谩sicos de la ingenier铆a, especialmente de la mec谩nica, para lograr que la pr贸tesis cumpla el objetivo particular de sujetar objetos.
"La que desarrollamos es de tiro, es decir, funciona con mecanismos de tensi贸n para sujetar objetos. El prototipo cuenta con tendones artificiales conectados a un mecanismo de tensi贸n, al ejercer una flexi贸n de la extremidad se produce una tensi贸n que cierra los dedos y permite el agarre de objetos."
Para que el mecanismo funcione correctamente, dijo que ten铆an dos ideas: una, que est茅 conectado a la mu帽eca; la otra, que se conecte al brazo.
Entre las principales complicaciones a las que se enfrentaron fueron las dimensiones de la pr贸tesis, ya que al tratarse de un ni帽o las piezas tienen que ser muy peque帽as, por lo mismo les tom贸 mucho tiempo su elaboraci贸n.
Una m谩s, se帽al贸, fue resolver el peso del prototipo pues quer铆an que fuera lo m谩s liviano posible porque para un ni帽o de seis a帽os de edad es complicado lidiar con una pr贸tesis pesada.
"Lo que nos preocupaba era su seguridad y no limitar su infancia. Sabemos que los ni帽os son inquietos, entonces buscamos planear el prototipo que le permitiera correr, subir, saltar y realizar todo tipo de actividades sin problema alguno."
Para llegar al prototipo final, el cual fue probado al portador, pasaron por ocho intentos. Ahora, "podr铆amos ya desarrollar una pr贸tesis en una semana, gracias a los alcances y avances que hemos tenido".
Una mano de superh茅roe
Luis Enrique y Gustavo no s贸lo quisieron proporcionar una pr贸tesis est茅tica y funcional, sino que trataron que fuera atractiva para Jacob, por lo que le preguntaron cu谩l es su superh茅roe favorito.
"Nos pidi贸 que fuera un brazo de Iron Man. El profesor nos aconsej贸 realizar una pr贸tesis normal a la que pueda adaptarse una especie de armadura del superh茅roe, porque no todos los d铆as querr谩 ser Iron Man", coment贸 Luis.
Detall贸 que para elaborarla utilizaron tres tipos de material: acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) y 谩cido polil谩ctico (PLA), que son r铆gidos, y elast贸mero termopl谩stico (TPE), el cual es flexible y se us贸 en las uniones de los dedos.
En tanto, dijo, las falanges fueron unidas con material flexible que no se rompe, quiz谩 se zafen, pero se vuelven a introducir.
Despu茅s de probarla y entregarla a Jacob tienen planeado reunirse con 茅l para conocer su experiencia al usarla, si le ha sido inc贸moda y a partir de esto modificarla y hacerla m谩s funcional.
Este proyecto tiene una segunda etapa, comparti贸 Gustavo, la cual consistir谩 en implementar sensores mioel茅ctricos, trabajo que estar谩 a su cargo.
Explic贸 que un pulso mioel茅ctrico es la se帽al el茅ctrica que el cerebro manda a los m煤sculos para que puedan moverse. Hay sensores que se encargan de detectarla y con un software espec铆fico se interpretan esos datos.
"La idea es que la pr贸tesis cuente con sensores internos y de esta manera mande informaci贸n a una placa de circuitos -que desarrollamos- para que se mueva a trav茅s de un motor espec铆fico.
"Dependiendo de las se帽ales enviadas a los m煤sculos, se activar谩 el motor y esto har谩 que se tensen los tendones artificiales; de esta manera, ser谩n los m煤sculos de la persona los que muevan los dedos de la pr贸tesis."
Dijo que no quieren que sea una acci贸n invasiva para las personas. En el caso de una pr贸tesis infantil s贸lo se puede incorporar un sensor encargado de abrir y cerrar la mano; mientras que para adultos se pueden instrumentar diferentes sensores que permitan realizar m谩s movimientos.
Tras ver la pr贸tesis y prob谩rsela, el ni帽o qued贸 muy sorprendido. Los j贸venes le mostraron y explicaron el mecanismo de funcionamiento, de inmediato aprendi贸 a usarla y pudo agarrar una botella, despu茅s un plum贸n. Le extra帽贸 un poco que no fuera de Iron Man, pero le explicaron que estaba en proceso de elaboraci贸n.
De acuerdo con su mam谩, en todo momento estuvo contento, sobre todo porque piensa que tiene una mano de superh茅roe. "脡l siempre ha asumido de forma natural y segura su situaci贸n, ha aprendido a desenvolverse de forma independiente y est谩 consciente del respeto que debe haber hacia personas que no tienen una extremidad o viven con alguna discapacidad".
Respecto de la pr贸tesis, comparti贸: "Agradezco y reconozco la capacidad e iniciativa de los j贸venes y del maestro Ervin, por aplicar sus conocimientos en el dise帽o de un prototipo que en un futuro mejorar谩 la calidad de vida de ni帽os o adultos que por circunstancias gen茅ticas o accidentes han sufrido la p茅rdida de alguna extremidad."
Por 煤ltimo, expres贸 que ha sido muy satisfactorio que Jacob haya sido beneficiado con esta investigaci贸n, por lo que espera que pronto se adapte completamente a la pr贸tesis.
Dise帽o de pr贸tesis
Ervin Jes煤s 脕lvarez S谩nchez, acad茅mico de tiempo completo de la FIME, cont贸 que la investigaci贸n desarrollada por Luis Enrique y Gustavo se desprende de un proyecto m谩s grande denominado "Dise帽o de pr贸tesis para su uso con personas con escasos recursos".
Mencion贸 que surgi贸 de ver la necesidad de muchas personas de bajos recursos econ贸micos, quienes lamentablemente no pueden adquirir una pr贸tesis debido a sus altos precios.
"Tenemos una impresora 3D y al imprimir piezas nos dimos cuenta que tienen buena resistencia, le podemos dar cierta forma y dar un buen peso, esto ayudar谩 a que una persona que ha perdido un miembro -superior o inferior- pueda tener una pr贸tesis de bajo costo, peso ligero y de alta calidad."
Asimismo, cuentan con la tecnolog铆a y el software especializado, lo que permite dise帽ar las piezas que necesiten y adecuarlas a cada persona. Fue as铆 como surgi贸 la idea hace un par de a帽os.
"Poco a poco se empezaron a acercar los muchachos, dos en especial se interesaron en hacer una pr贸tesis de pierna transfemoral. Posteriormente, Gustavo y Luis Enrique se acercaron y platicaron conmigo, quienes optaron por hacer una pr贸tesis de mano."
La idea principal, coment贸, es desarrollar un prototipo mec谩nico y posteriormente trabajar en la automatizaci贸n para abrir y cerrar la mano.
Subray贸 que cada proyecto desarrollado en el laboratorio tiene como finalidad un impacto social, ejemplo de ello es que se logr贸 un acercamiento con el Centro de Rehabilitaci贸n e Inclusi贸n Social de Veracruz (Crisver), cuyos t茅cnicos los apoyaron en la alineaci贸n y funcionalidad de la pr贸tesis transfemoral; no obstante, este proyecto se qued贸 detenido moment谩neamente ya que no hay estudiantes interesados en 茅l.
Al preguntar si han obtenido recursos externos para sostener los proyectos desarrollados por los estudiantes, Jes煤s 脕lvarez coment贸 que por el momento han utilizado recursos propios y el material utilizado es un remanente de un trabajo realizado en colaboraci贸n con una empresa particular.
En este momento, detall贸, realizan las pruebas piloto, adem谩s dan seguimiento al funcionamiento, l铆mites y alcances de una pr贸tesis infantil de la mano, con la finalidad de mejorarla.
Adem谩s, analizan la posibilidad de unir esfuerzos con estudiantes y acad茅micos del Centro de Investigaci贸n en Inteligencia Artificial (CIIA) y del programa educativo de la Licenciatura en Ingenier铆a El茅ctrica, para hacer ciencia b谩sica y un proyecto mayor de pr贸tesis que beneficie a la sociedad.
"Nuestra intenci贸n es ayudar a las personas y tenemos plena capacidad para hacerlo. Seguro hay un camino largo por recorrer, pero podemos hacer pr贸tesis a bajo costo, est茅ticas y mec谩nicas, que puedan ayudar a las personas en M茅xico y Am茅rica Latina."
Por 煤ltimo, dijo que las puertas del laboratorio est谩n abiertas para los estudiantes interesados en esta tem谩tica.
Trabajo recepcional
El viernes 12 de enero, durante la presentaci贸n de su trabajo recepcional, Luis Enrique explic贸 ante un jurado, integrado por los acad茅micos Andr茅s L贸pez, Vel谩zquez, Rosario Aldana Franco y Ervin Jes煤s 脕lvarez S谩nchez, (este 煤ltimo asesor de la tesis), el procedimiento y elaboraci贸n de la mano prot茅sica.
La exposici贸n tuvo lugar en el auditorio de la FIME, donde el profesionista destac贸 que en un futuro se espera poder reemplazar las piezas que no corresponden con las dimensiones del brazo del paciente y obtener una caracterizaci贸n de los materiales empleados, lo cual permitir谩 estimar la vida 煤til de las piezas.
La pr贸tesis tambi茅n se podr谩 semiautomatizar mediante el uso de servomotores e implementarle sensores mioel茅ctricos.
Al t茅rmino de la presentaci贸n, los acad茅micos reconocieron el esfuerzo y el trabajo desarrollado por Luis Enrique en la implementaci贸n de este dise帽o para mejorar la calidad de vida de pacientes con discapacidad motriz.
Para conocer m谩s detalles de esta historia de voz de uno de sus creadores, haz clic aqu铆
