Revista Biomecanica IBV 45

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    b omecánica¡ Revista de

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    IMÁGENES DE PORTADA 

    www.ibv.org/informacion/index.html

    revista de biomecánica

          .

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    sumario

    3 editorial

    5 proyectos de I+D

    Procedimiento de rehabilitación del controlpostural mediante el sistema NedSVE/IBV 

    9 Diseño y desarrollo de un nuevo implante para la cirugía de columna por vía posterior, elOmega 21 TOP

    13 Desarrollo de una nueva metodología para la evaluación mecánica de cartílago articular 

    17  Desarrollo de un nuevo concepto de

    articulación ortésica de rodilla 

    21  Textiles inteligentes para aplicaciones médicas

    23 FAL Calzado de Seguridad S.A. desarrolla una gama innovadora de suelas antideslizantespara calzado de seguridad

    27  Efecto de las operaciones de mantenimientosobre las propiedades de campos de hierba artificial

    31  Auditoría virtual de diseño sobre planos y 

     figuras CAD de una instalación deportiva 

    35  Análisis ergonómico de hornos eléctricos para BSH GmbH

    39 Estudio ergonómico del conjunto mesa-casillero para la clasificación de la correspondencia 

    43 Ergonomía aplicada al desarrollo decomponentes de interior de automóvil: frenosde mano

    46  asociación IBV

    55 la OTRI / IBV informa

    58 libros

    60 noticias breves

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    ©Revista semestral creada en 1993 por

    el Instituto de Biomecánica de Valencia

    (IBV).

    Esta publicación pone a disposición deempresas, entidades y personas con fines

    análogos a los del IBV, los resultados de laslíneas de trabajo que en él se desarrollanasí como aquellas noticias consideradas

    de interés para los sectores hacialos que el IBV orienta su actividad

    y su oferta de servicios.

    Coordina:

    Irene HoyosEdita:

    Instituto de Biomecánicade Valencia

    Universidad Politécnicade ValenciaEdificio 9C

    Camino de Vera s/nE-46022 Valencia (ESPAÑA)

    Teléfono: 96 387 91 60Fax: 96 387 91 69Internet: www.ibv.org

    Información y suscripciones:

    Su distribución es restringida y está acotada alas instituciones y empresas, quedando laspeticiones particulares excluidas. Si desea

    información puede dirigirse a:e-mail: [email protected]

    No puede reproducirse, almacenarse en unsistema de recuperación o transmitirse en

    forma alguna por medio de cualquier

    procedimiento sea éste mecánico,electrónico, de fotocopia, grabacióno cualquier otro, sin el previo

    permiso escrito del editor.

    Diseño: Instituto de Biomecánicade Valencia

    Imprime: Martín Impresores, S.L.Distribuye:

    Instituto de Biomecánicade Valencia

    Nº de ejemplares:3.000

    Depósito legal:V-874-1999

    ISSN: 1575-5622

    El Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) esun centro de I+D cuyo objetivo es el fomento y

    práctica de la investigación científica, eldesarrollo tecnológico, el asesoramiento técnicoy la formación de personal en Biomecánica. Al

    mismo tiempo, persigue mejorar lacompetitividad, modernización, innovación y

    diversificación de los diferentes sectoresindustriales a los que ofrece sus servicios.

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    33editorial

    PL AN D E I MP UL SO D EL S EC TO R S OC IO SA NI TA RI O E N L A    COMUNIDAD   V  AL EN CI AN A 

    Entre el 8 de abril y el 21 de julio de 2005, el Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) ha 

    soportado la Secretaría Técnica de la Plataforma Sectorial que ha definido el Plan de Impulso

    del Sector Sociosanitario en la Comunidad Valenciana, iniciativa promovida por la Conselleria 

    de Empresa, Universidad y Ciencia en el marco de los Planes de Competitividad Sectorial que

    está desarrollando.

    El Sector Sociosanitario abarca la actividad profesional y empresarial relacionada con la 

    prevención y fomento de la salud, la recuperación de la salud de los ciudadanos que han

    sufrido una enfermedad y la mejora de la autonomía personal y calidad de vida de quienes

    presentan alguna limitación o dependencia funcional como consecuencia de discapacidades

     físicas, sensoriales o intelectuales. En este sector se utilizan productos y servicios muy  variados que afectan a muchos ciudadanos y representan un volumen económico muy 

    elevado.

    Entre los productos empleados cabe destacar, por su consumo y la existencia de un número

    significativo de fabricantes radicados en la Comunidad Valenciana, los implantes quirúrgicos,

    las ayudas técnicas, los productos ortopédicos, el mobiliario para personas con limitaciones

     funcionales, el calzado especial y el equipamiento y productos para la actividad física.

    Mientras que entre los servicios prestados merecen una especial mención, dada su

    importancia, los de prevención de riesgos laborales y adaptación de puestos de trabajo, los

    de valoración funcional, los destinados a adaptar el hogar, los servicios de teleasistencia, los

    servicios ofrecidos en residencias y los orientados a mejorar la accesibilidad urbanística, en la edificación y al transporte.

     Algunos de estos productos y servicios dependen estrechamente de la demanda inducida 

    por las administraciones públicas, como es el caso de los implantes quirúrgicos o algunas

    ayudas técnicas y productos de ortopedia, para los que las prestaciones sanitarias públicas

    representan cerca del 80% del consumo. Otros, sin embargo, circulan en mercados abiertos

    en los que el rol desempeñado por las administraciones trata fundamentalmente de

    regularlos técnicamente para garantizar su seguridad, efectividad y calidad.

     Además de por su importancia social y económica y por su crecimiento, este sector merece

    la consideración de estratégico por la oportunidad de desarrollar actividades capaces de

    conectar los intereses sociales vinculados a la seguridad, salud, autonomía personal y 

    bienestar de los ciudadanos con la creación de riqueza, promoviendo la aparición de

    actividades empresariales de alto contenido tecnológico y gran valor añadido.

    Cabe también destacar el carácter netamente emergente de este sector, cuyo desarrollo se

    encuentra estrechamente relacionado con los profundos cambios que experimentarán los

    modelos de atención sociosanitarios en los próximos años. Para anticipar estos cambios y 

    aplicar políticas de apoyo al sector es oportuno la puesta en marcha de una acción

    estratégica (a la que se ha denominado Plan de Impulso) en cuya definición se involucren y 

    de cuyos resultados se beneficien todos los actores implicados: administraciones públicas,

    empresas, centros de I+D, profesionales y usuarios.

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    Instituto de Biomecánica de Valencia

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    Las potencialidades de la Comunidad Valenciana en este sector, considerando su actual

     tejido empresarial, profesional e investigador, son muy interesantes y constituyen un punto

    de partida muy halagüeño para emprender actividades capaces de desarrollarlo y 

    consolidarlo. Así, cuenta con muchas de las principales empresas españolas relacionadas

    con los productos y servicios sociosanitarios enumerados, y dispone de centros deinvestigación y tecnológicos muy reputados a escala nacional e internacional, además de

    albergar algunas de las ferias monográficas más importantes centradas en la ortopedia y 

    ayudas técnicas, en la domótica, en la prevención de riesgos laborales, en los productos y 

    servicios dirigidos a las personas mayores y dependientes, etc.

    Para la Generalitat Valenciana esta acción representa una oportunidad para ser referente de

    desarrollo económico y bienestar de sus ciudadanos. Con este propósito ha sido necesario

    concitar los intereses empresariales y científicos, a través de la Conselleria de Empresa,

    Universidad y Ciencia, con las necesidades y prioridades en materia de salud, bienestar y 

    prevención, a través de las Consellerias de Sanidad, de Bienestar Social, de Economía,

    Hacienda y Empleo, de Turismo y de Infraestructuras y Transporte.

    Las empresas del sector, a través del estímulo que representa esta acción estratégica,

    apoyarán su desarrollo en los centros de I+D y constituirán el motor de generación de

    riqueza a través de los nuevos productos y servicios con los que atenderán la creciente

    demanda del mercado, irradiando una inequívoca imagen de innovación desde la 

    Comunidad Valenciana.

    Finalmente, los profesionales y, de forma especial, los usuarios, tendrán la oportunidad no

    sólo de manifestar sus necesidades y auditar la acción estratégica, sino de participar 

    activamente en la configuración y concepción de los nuevos productos y servicios,

    influyendo a su vez en la propia evolución del modelo de atención sociosanitario que

    depende, en buena medida, de dichos productos y servicios.

    La iniciativa ha requerido la participación de 96 entidades del Sector Sociosanitario,

    representadas por un total de 161 personas, además de la propia Conselleria de Empresa,

    Universidad y Ciencia, y del Instituto de Biomecánica de Valencia. Las conclusiones

    alcanzadas al culminar los trabajos de definición del mencionado Plan de Impulso y la puesta 

    en marcha de los primeros proyectos relacionados con las 48 actuaciones diseñadas, a 

    desarrollar entre 2005 y 2007, abren expectativas inéditas para el futuro de este sector en la 

    Comunidad Valenciana y el rol desempeñado en él por el IBV.

    4 editorial

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    proyectos de I+D5

    Procedimiento de

    rehabilitación del

    control posturalmediante el sistema

    NedSVE/IBV  María Francisca Peydro de Moya, María José Vivas Broseta,

     José David Garrido Jaén

    Instituto de Biomecánica de Valencia

    >

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    L A POSTUROGRAFÍA , TÉCNICA PARA LA VALORACIÓN OBJETIVA DEL CONTROL POSTURAL A TRAVÉSdel estudio del movimiento del centro de presiones del cuerpo humano, constituye una 

    herramienta útil tanto en el ámbito de la valoración como en el del tratamiento de la 

    inestabilidad postural. Presentamos el procedimiento de rehabilitación desarrollado medianteel sistema de valoración NedSVE/IBV para la reeducación del equilibrio orientado al déficitconcreto del control postural del paciente. Se han desarrollado dos líneas de rehabilitación,

    una basada en el resultado de la valoración de los diferentes sistemas sensoriales queparticipan en el mantenimiento del control postural y en el análisis de la marcha, y otra 

    basada en el déficit objetivado del paciente sobre sus límites de estabilidad. A través del

    seguimiento de este programa terapéutico por parte del paciente, y tras su control evolutivomediante el propio sistema de medida, se consigue mejorar su capacidad funcional. Así 

    mismo, los resultados registrados tanto de la valoración como de la rehabilitación, potencianla confianza del paciente inestable y fomentan la autosuperación.

    Rehabilitation procedure for the

    postural control based on the systemNedSVE/IBVThe posturography, a technique for the objectiveevaluation of postural control by means of the study of the centre of pressures movements, constitutes auseful tool in the area of the functional assessmentand during the treatment of postural instability. In thisarticle the rehabilitation process based on theNedSVE/IBV system for the re-education of thebalance disorders is presented. Two differentrehabilitation lines have been developed; the formeris based on the results of the assessment of thesensory systems which take part in balancemaintenance and gait analysis and the later, based on

     the objective balance deficits of the patient. Following this therapeutic program and after an evolutioncontrol of the patients by means of this measurementsystem, their functional capabilities are improved. Asa consequence, the registered results of theassessment and the rehabilitation program allow theunstable patient to become self-confident and tobetter themselves.

    >

    INTRODUCCIÓN

    La inestabilidad ocasiona importantes limitaciones en la salud,

    calidad de vida y en el ámbito social del paciente, por lo que

    es imprescindible llevar a cabo un tratamiento eficaz. La

    rehabilitación individualizada mediante posturografía ofrece

    unos resultados satisfactorios en alrededor del 85% de los

    casos. El interés de la posturografía en el tratamiento

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    6   proyectos de  I+D>

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    rehabilitador de las alteraciones del equilibrio

    se basa fundamentalmente en la información

    objetiva que proporciona, lo que es de gran

    utilidad para el diseño de un programa de

    rehabilitación ajustado al déficit concreto del

    paciente. Al mismo tiempo, los resultados

    registrados de la valoración y la rehabilitación

    potencian la confianza del paciente inestable y

    fomentan su autosuperación.

    Los objetivos que permite conseguir la

    rehabilitación con el sistema NedSVE/IBV son

    los siguientes:

    -· Potenciar la estabilidad postural en

    aquellas condiciones de medida que se han

    mostrado deficitarias.

    -· Corregir el tipo de estrategia de control

    postural mal utilizada por el paciente.

    -· Corregir la mala alineación del centro de

    gravedad y aumentar los límites de

    estabilidad.

    METODOLOGÍA EMPLEADA 

    La posturografía permite conocer el estado funcional del

    paciente en el control del equilibrio a través de información

    cuantificada sobre el funcionamiento de diferentes sistemas

    sensoriales (visual, somatosensorial y vestibular) que

    participan en el control del equilibrio, estrategias de

    movimiento para el mantenimiento del mismo, límites de

    estabilidad de la persona y capacidad de control voluntario en

    el desplazamiento de su centro de gravedad.

    Para cumplir los objetivos terapéuticos de un sistema de

    rehabilitación del equilibrio se ha desarrollado, a través delsistema de medida NedSVE/IBV, un programa de

    rehabilitación basado en el déficit funcional cuantificado del

    paciente valorado. La información esencial con la que este

    sistema trabaja es la que se deriva de la valoración del control

    postural del paciente. Esta valoración permite conocer el

    estado del paciente, estableciendo y cuantificando su déficit y

    ayudando al equipo de medida a programar un procedimiento

    de rehabilitación íntimamente ligado a estos resultados.

    Una vez valorado y conocido el estado funcional del paciente,

    se da paso al proceso de rehabilitación, que consta de dos

    programas: rehabilitación sensorial y dinámica, y

    rehabilitación de los límites de estabilidad. El propio sistema

    de medida propone automáticamente una batería de

    ejercicios cuyo orden y nivel de dificultad dependeestrechamente de las puntuaciones obtenidas por el paciente.

    El primer programa se puede realizar en casa o en el

    gimnasio, mientras que para el segundo es necesario la

    utilización del software NedSVE/IBV.

    El objetivo de la rehabilitación sensorial y dinámica es

    potenciar el control postural a través del sistema sensorial

    deficitario y fomentar el control postural utilizando la

    estrategia de mantenimiento del mismo más adecuada para

    conseguir la estabilidad en un momento determinado. Así,

    ante el registro de un patrón de disfunción vestibular (Figura 1),

    la rehabilitación se centra en hacer que el paciente utilice al

    máximo los estímulos vestibulares sobre superficies

    irregulares, plataforma móvil, ojos cerrados o con conflicto

    visual. La dificultad de los ejercicios planteados depende del

    déficit de control postural registrado; a mayor déficit, menor

    dificultad en los ejercicios pautados automáticamente. A

    medida que el paciente mejora en su control postural, el

    sistema propone aumentar la dificultad de los mismos. El

    control de la evolución del paciente tras este tratamiento se

    realiza con el propio equipo de medida, ofreciendo al mismo

    tiempo información para aumentar el nivel de dificultad de los

    ejercicios o para finalizar el tratamiento específico de ese

    sistema (Figura 2

    ).

    En el programa de rehabilitación del control del centro de

    gravedad y límites de estabilidad, se potencia el control

    voluntario del desplazamiento máximo del centro de gravedad

    por parte del paciente en todas las direcciones. Si en la

    persona valorada se objetiva un déficit en alguna dirección

    (Figura 3), el sistema define automáticamente un programa de

    ejercicios que, basándose en técnicas de feedback visual,

    potencian el desplazamiento del centro de gravedad del

    paciente en las direcciones deficitarias. En todo momento, a

    través de la pantalla situada frente a él, el paciente es

    consciente de la localización y desplazamiento de su centro de

    gravedad. Al igual que el programa de rehabilitación sensorial

    Figura 1. Resultados de la valoración sensorial y dinámica de un paciente con patología vestibular. En la última fila

    aparece la valoración final obtenida tras realizar dos repeticiones de cada test de Romberg, la repetibilidad de la

    prueba y el tipo de estrategia utilizada. El resultado se expresa en %. En la última columna están los resultados delos índices sensoriales. Resultado: Se objetiva un patrón de disfunción vestibular (índice vestibular: 69%) que

    dirige la rehabilitación a superar este déficit para mejorar, de forma global el control postural.

    Figura 2. Tras el proceso de valoración,

    rehabilitación y control del paciente con

    problemas de estabilidad utilizado por el

    sistema NedSVE/IBV, el resultado final

    registrado asiste en la toma de una

    decisión sobre el tratamiento.

     Valoración Rehabilitación Control

    1. Aumentar nivel de dificultad

    2. Cambiar tratamiento

    3. Finalizar tratamiento

    RHB

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    y dinámica, el propio equipo permite una sesión de control del

    tratamiento para registrar y objetivar el progreso del paciente

    (Figura 4). El grado de dificultad de esta prueba vuelve a

    depender del déficit objetivado en el paciente.

    Este procedimiento de rehabilitación está siendo utilizado,

    entre otros, en el Servicio de Rehabilitación de la Mutua de

    accidentes de trabajo IBERMUTUAMUR (Murcia) con el fin de

    analizar la mejora de la capacidad de equilibrio en pacientes

    que refieren síntomas de inestabilidad. Los resultados

    obtenidos hasta ahora han ayudado a confirmar que un

    tratamiento de rehabilitación dirigido al déficit concreto del

    paciente tiene una influencia positiva en su control postural

    global, lo que ayuda a confirmar la necesidad de una

    rehabilitación completa y dirigida para una mejora del estado

    funcional del enfermo.

    CONCLUSIONES

    La posturografía constituye una herramienta útil tanto en el

    ámbito de la valoración como en el de la rehabilitación del

    equilibrio. Al permitir conocer mejor el nivel de adaptación del

    paciente a su patología, sus resultados contribuyen a orientary seleccionar mejor y de forma más personalizada un

    tratamiento de reeducación del equilibrio, permitiendo realizar

    al mismo tiempo un control de la eficacia del mismo. Los

    resultados registrados de la valoración y rehabilitación

    potencian la confianza del paciente inestable y fomentan su

    autosuperación. Asimismo, el conocimiento de un déficit

    concreto en el control postural, puede contribuir al desarrollo

    de planes de prevención de riesgo de caídas. ·

     A GRADECIMIENTOS Al servicio de Rehabilitación de la Mutua IBERMUTUAMUR de Murcia por su inestimable ayuda en la

    aportación de resultados tras la utilización de este sistema de valoración y rehabilitación en sus

    pacientes.

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    proyectos de  I+D

    Figura 3. Resultado de la valoración de los límites de estabilidad de un paciente con patología vestibular. Existe un claro déficit (83%) en su lado derecho. Elsistema de rehabilitación NedSVE/IBV programa automáticamente un plan de ejercicios de dificultad creciente que mediante técnicas de feedback visual

    potencian el desplazamiento del centro de gravedad del paciente hacia el lado deficitario.

    Figura 4. Límites de estabilidad en paciente con cuadro de inestabilidad tras TCE. A . Valoración límites de estabilidad pretratamiento rehabilitador mediante

    posturografía. Resultado: 75%. Limitación izquierda. B. Test de ejercicios de rehabilitación mediante feedback visual planteado por el sistema NedSVE/IBV,

    potenciando el desplazamiento del cdg hacia el lado deficitario. C. Valoración post tratamiento. Resultado: 88%. Se objetiva una importante mejoría.

     A B C

    RHB

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    proyectos de I+D9

    Diseño y desarrollo de

    un nuevo implante para

    la cirugía de columna

    por vía posterior, el

    Omega 21 TOP Alfonso Oltra Pastor, Carlos Atienza Vicente,

    Fernando Mollá Domenech, Carolina Ávila CarrascoInstituto de Biomecánica de Valencia

    >

    b omecánica¡ Revista de45

    L A EMPRESA BIOMET SPAIN ORTHOPAEDICS S.L.  Y EL INSTITUTO DE BIOMECÁNICA DE

     Valencia (IBV) han diseñado y desarrollado un sistema de fijación, el Omega 21 TOP,que ofrece la máxima cobertura de indicaciones quirúrgicas asociadas a la cirugía 

    por vía posterior de columna a partir de una amplia gama de implantes e

    instrumental quirúrgico.

    Biomet Spain Orthopaedics S.L. andInstituto de Biomecánica de Valencia (IBV) havedesigned and developed the Omega 21 TOP fixationsystem, covering the most usual medical indicationsrelated to posterior spine surgery. The Omega 21 TOPspinal system offers a wide range of products andsurgical instruments as pedicular screws, hooks,sacrum plates or persuaders and impactors.

    INTRODUCCIÓN

    Uno de los implantes más característicos y versátiles en la

    cirugía de columna es el sistema de fijación posterior cuyo

    objetivo es inmovilizar las unidades vertebrales funcionales

    afectadas por distintas patologías con una vía quirúrgica de

    acceso posterior.

    Bajo esta premisa se pueden intervenir multitud de patologías

    y deformidades para las cuales es necesario diseñar una

    amplia gama de implantes que se ajusten a las características

    de cada intervención. De esta forma, en las lesiones asociadas

    a la columna lumbar es habitual utilizar sistemas de fijaciónbasados en tornillos transpediculares, mientras que en la

    corrección de deformidades y fracturas traumáticas asociadas

    a la columna torácica es más común utilizar sistemas de

    fijación basados en ganchos laminares o pediculares.

    Por tanto, con el fin de completar la gama de implantes del

    sistema de fijación Omega 21, la empresa Biomet Spain

    Orthopaedics S.L. y el Instituto de Biomecánica de Valencia

    han desarrollado un novedoso sistema completo de fijación

    posterior de columna, el Omega 21 TOP (Figura 1), a partir delos siguientes requisitos de diseño:

    -· Obtener la máxima cobertura de las indicaciones quirúrgicas

    asociadas a la cirugía por vía posterior de la columna.Figura 1. Sistema de fijación Omega 21 TOP.

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    0   proyectos de  I+D

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    -· Desarrollar un sistema de fijación basado en ganchos y

    tornillos transpediculares de carga superior, con un perfil lo

    más bajo posible.

    -· Diseñar el instrumental quirúrgico necesario para la

    implantación del producto.

    El sistema de fijación desarrollado presenta el siguientecatálogo de nuevos componentes e instrumental (Tabla 1):

    PRINCIPALES C ARACTERÍSTICAS DEDISEÑO DE LOS IMPLANTES

     Tornillos Transpediculares

    El diseño de los tornillos transpediculares se planteó según las

    siguientes condiciones:

    -· Todos los tornillos debían mantener una estética fijada por

    Biomet Spain Orthopaedics S.L.-· La barra longitudinal debía montarse por la parte superior

    de la tulipa (TOP LOADING).

    -· El perfil del tornillo debía ser lo más bajo

    posible (no superior a 16 mm).

    -· La angulación del tornillo poliaxial sería

    de ± 20º en todas las direcciones.

    -· Sus características biomecánicas debían

    ser equivalentes o superiores a la de otrostornillos transpediculares comerciales.

    Los diseños de tornillos transpediculares

    cumplen todas las condiciones citadas

    (Figura 2). La altura del perfil para el tornillopoliaxial es de 15 mm desde la base de la

    tulipa hasta la superficie superior del

    tornillo de apriete y la poliaxialidad del

    tornillo transpedicular es de ± 20º en todas

    las direcciones (Figura 3), mientras que parael tornillo monoaxial la altura del perfil es

    de 12 mm desde la base de la tulipa hasta

    la superficie superior del tornillo de apriete.

    La evaluación de las característicasmecánicas tanto de los tornillos como de los sistemas

    completos se realizó siguiendo las indicaciones de las normas

    ASTM F1798 y ASTM F1717. Algunos de los ensayos

    realizados a los tornillos transpediculares fueron:

    -· Resistencia de los tornillos ante los modos de carga de

    deslizamiento, giro transversal y giro sagital.

    -· Rigidez y resistencia de sistema completos ante los modos

    de carga de flexo-compresión, flexo-extensión y torsión.

    -· Ensayos de fatiga a vida infinita ante cargas de flexo-

    compresión.

    -· En todos los casos el comportamiento del sistema OMEGA

    21 TOP superó los requerimientos biomecánicos exigidos en

    las etapas de definición del producto.

    Ganchos Laminares y Pediculares

    En el diseño de los ganchos se respetó la geometría de las

    palas de los ganchos del sistema Omega 21 clásico, mientras

    que la conexión a la barra longitudinal se realizó a partir de la

    geometría de la tulipa de los tornillos transpediculares, de

    forma que el sistema completo mantuviese una estética

    equivalente (Figura 4). El conjunto de modelos y tallas de

    0

    IMPLANTES INSTRUMENTAL

    Tornillos Transpediculares Monoaxiales

    Llaves introductoras de tornillos y ganchosTornillos Transpediculares Poliaxiales

    Tornillos Transpediculares de Espondilolistesis

    Ganchos LaminaresImpactadores de ganchos

    Ganchos Pediculares

    Placa para Sacro  Aproximador de barras

    Conector Transversal  Abrazadera distractora

    Tabla 1. Catálogo de componentes e instrumentaldesarrollado durante el proyecto.

    >

    Figura 2. Tornillos transpediculares. A: Monoaxial. B: Poliaxial. C: Espondilolistesis.Figura 4. Ganchos laminares y pediculares

    del sistema Omega 21 TOP.

    Figura 3. Rango demovilidad del

    tornillo poliaxial.

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    1

    ganchos que se han desarrollado se muestra en la siguiente

    tabla (Tabla 2).

    Los ensayos realizados sobre las uñas, siguiendo la normativa

    ASTM F1798, demuestran que soportan cargas superiores a

    las requeridas para la validación del producto.

    Placa Sacro

    El criterio fundamental de diseño de la placa sacro consistió

    en crear una fijación al hueso sacro de gran solidez de forma

    que se eliminase el riesgo de arrancamiento de la placa en las

    correcciones de la zona lumbo-sacra. El diseño definitivo de la

    placa sacro orienta los tornillos de forma que uno de ellos secoloque a través del pedículo de la vértebra S1, mientras el

    otro se coloca con una inclinación craneal y lateral de 60º,

    provocando una triangulación que asegure la fijación.

    Además, la barra longitudinal de corrección se coloca por

    encima de los tornillos de fijación al sacro de forma que se

    imposibilita el fenómeno conocido como “pull-out”.

    También la placa sacro superó los ensayos realizados con

    valores de resistencia al deslizamiento superiores a los

    establecidos en las etapas de definición del producto.

    Instrumental

    Debido a las especiales características de los tornillos

    transpediculares diseñados, fue necesario desarrollar un

    conjunto de instrumentos que permitiesen tanto el montaje

    como el desmontaje, si fuese necesario, de estos tornillos, un

    aproximador de barras para facilitar la tarea del cirujano al

    realizar las correcciones y, finalmente, impactadores de

    ganchos para simplificar su introducción bajo la lámina.

    CONCLUSIONESA partir de la colaboración entre la empresa Biomet Spain

    Orthopaedics S.L. y el Instituto de Biomecánica de Valencia se

    ha diseñado y desarrollado un sistema de fijación posterior de

    columna, el Omega 21 TOP, que completa la cobertura de

    indicaciones quirúrgicas del Omega 21 clásico (Figura 5).

    El nuevo implante desarrollado cumple con todos los

    requisitos establecidos en la etapa de concepción del

    producto, tanto en aspectos relacionados con su

    comportamiento biomecánico como aspectos de diseño y

    funcionalidad. ·

     A GRADECIMIENTOS A Biomet Spain Orthopaedics S.L. por su participación en el desarrollo y la fabricación del nuevo

    sistema de fijación de columna.

    b omecánica¡ Revista de45

    proyectos de  I+D

    Figura 5. Sistema de fijación Omega 21 TOP junto con Omega 21 de carga lateral.

    Tabla 2. Catálogo de ganchos delsistema de fijación Omega 21 TOP.

    Pedicular X

     Angulado X X X

    Offset X X X

    Laminar Ancho X X X X

    Laminar Ancho

    ReducidoX X X X

    Laminar Estrecho X X X X

    Laminar Estrecho

    ReducidoX X X X

    GANCHO

    TIPOLOGÍA TALLAJE

    Simétrico Derecho Izquierdo Talla 6 Talla 8 Talla 10

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

    14/68

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    proyectos de I+D1

    Desarrollo de una

    nueva metodología para

    la evaluación mecánica

    de cartílago articular Ignacio Bermejo Bosch*, José Luis Peris Serra*,

    Carlos M. Atienza Vicente*, José María Carrillo Poveda**,

     Iván Serra Aguado**, Carme Soler Canet**,

     Ramón Cugat Bertomeu***

    *Instituto de Biomecánica de Valencia

    ** Departamento de Medicina y Cirugía Animal de la

    Universidad Cardenal Herrera-CEU

    ***Artroscopia G.C.

    >

    b omecánica¡ Revista de45

    EL INSTITUTO DE BIOMECÁNICA DE V  ALENCIA (IBV) HA DESARROLLADO Y PUESTO ENpráctica una nueva metodología para la evaluación mecánica de cartílago articular.

    El protocolo diseñado ha permitido comparar las características mecánicas del

    cartílago articular sano con las del cartílago tratado con plasma rico en factores de

    crecimiento y con suero salino fisiológico.

    Development of a new methodology forarticular cartilage’s mechanicalevaluation

    Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) developedand updated a new method for assessing the

    biomechanical properties of knee articular cartilage.The designed protocol has allowed to comparemechanical behaviour of healthy cartilage witharticular cartilage treated by plasma rich in growth factors and physiological saline serum.

    INTRODUCCIÓN

    El cartílago articular, pese a ser un tejido metabólicamente

    activo, posee una limitada capacidad de reparación. Algunas

    lesiones traumáticas y osteoartríticas degenerativas provocan

    la degradación del cartílago y la destrucción de la superficie

    articular, requiriendo en la mayoría de casos un reemplazo

    total o parcial de la articulación para eliminar el dolor y

    restaurar la movilidad.

    La aplicación de los factores de crecimiento abre expectativas

    muy esperanzadoras para el tratamiento de las patologías del

    cartílago articular. Dichos factores de crecimiento, también

    conocidos como citoquinas, son proteínas que regulan

    procesos celulares fundamentales para la regeneración tisular,

    son obtenidos de la sangre del propio individuo, son

    autólogos, no provocan reacciones inmunológicas y favorecen

    la regeneración tisular.

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

    16/68

    4   proyectos de  I+D

    b omecánica¡ Revista de45

    Hasta el momento no se han realizado estudios capaces de

    medir cuantitativamente el comportamiento del cartílago

    regenerado con estas novedosas técnicas y, por tanto, no se

    conocen datos objetivos que evalúen la calidad de estos

     “nuevos” tejidos. Por ese motivo, el Instituto de Biomecánica

    de Valencia (IBV) junto con el Departamento de Medicina y

    Cirugía Animal de la Universidad Cardenal Herrera-CEU

    (encargado de la definición, puesta a punto y realización de la

    fase clínica y diseño de experiencias) han desarrollado y

    puesto en práctica una metodología capaz de evaluar el

    comportamiento mecánico del cartílago articular de conejo

    regenerado mediante el uso de plasma rico en factores de

    crecimiento (PRFC) y suero salino fisiológico (PCB)comparando su comportamiento con el cartílago articular sano

    (Figura 1).

    METODOLOGÍA EMPLEADA 

    El objeto del estudio fue obtener valores cuantificables de

    cartílagos sanos y regenerados mediante diferentes

    tratamientos, que permitiesen comparar de forma objetiva

    sus diferentes características mecánicas. El problema de

    evaluar mecánicamente un cartílago estriba en el hecho de

    que es un material viscoelástico, es decir, es un tejido en el

    que la tensión inicial para producir una deformación constante

    disminuye a lo largo del tiempo. En el presente estudio, se

    obtuvo la respuesta instantánea y en equilibrio de materialesviscoelásticos, y para representar su comportamiento se

    seleccionó el modelo homogéneo elástico-lineal. Este modelo

    queda caracterizado con el coeficiente de Poisson ( ν), el

    módulo de Young (E) y el módulo a cortante (G) del material,

    parámetros que fueron determinados en el estudio.

    El módulo de Young o el coeficiente a cortante de materiales

    viscoelásticos pueden ser evaluados, siempre y cuando, el

    coeficiente de Poisson sea asumido o calculado mediante

    técnicas experimentales. Hasta el año 2004, en los estudios

    relacionados con este tema se realizaban ensayos de

    compresión y/o torsión para el cálculo del coeficiente de

    Poisson y ensayos de indentación para el cálculo del resto de

    parámetros. Fueron Jin y Lewis (2004) quienes desarrollaron

    una metodología que permite obtener los tres parámetros

    anteriormente citados sin necesidad de realizar ensayos de

    compresión ni torsión. La metodología seguida por el IBV se

    basa en la utilizada por Jin y Lewis (2004), que requiere la

    realización de dos ensayos de indentación sobre la misma

    muestra y zona, donde los indentadores utilizados fueron de

    distinto diámetro. Con los registros de carga obtenidos es

    posible calcular las diferentes características mecánicas de los

    cartílagos ensayados.

    Descripción de la muestra

    El Departamento de Medicina y Cirugía Animal de la

    Universidad Cardenal Herrera-CEU fue el centro encargado de

    la definición del grupo experimental, del diseño de la

    experiencia (periodos de sacrificio) y de la realización de la

    cirugía.

    El animal experimental seleccionado fue el conejo de Nueva

    Zelanda. A todas las muestras, exceptuando a las del grupo

    de control, se les produjo una lesión de 5 mm de diámetro por

    4 mm de profundidad en el cóndilo femoral medial que

    posteriormente fue tratada con PRFC o PCB.

    Las muestras ensayadas fueron 35 cóndilos femorales de

    conejo sacrificados a las 5 y 8 semanas, 12 de ellos sanos

    (control), 12 tratados con PRFC y 11 tratados con PCB.

    Pasos para la realización del ensayo

    -· Inicialmente se fijó cada muestra en un recipiente cilíndrico

    mediante polimetil metacrilato (PMMA).

    -· Se realizaron dos ensayos de indentación con indentadores

    de distinto radio sobre cada muestra (Figura 2), registrando

    la disminución de la carga de compresión necesaria para

    producir una deformación constante a lo largo del tiempo.

    Este comportamiento típicamente viscoelástico se puede

    observar en el gráfico de la figura 3.

    -· Seguidamente, se midió el espesor del cartílago de la zona

    adyacente al defecto mediante técnicas de análisis de

    imagen.

    4

    >

    Figura 1. Detalle de las zonas de estudio.A: Cartílago articular sano; B: Zona del cartílago articular en el que se observa el defecto provocado.

     A B

    Defecto

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

    17/68

    1

    -· A partir de los resultados obtenidos y mediante un proceso

    iterativo, se calculó el coeficiente de Poisson en cada

    instante de tiempo (1200 s).

    -· Finalmente, se calculó el módulo de Young y el módulo a

    cortante a partir de las ecuaciones que regulan el modelo

    homogéneo lineal-elástico.

    RESULTADOS

    De las cargas registradas en los ensayos de indentación se

    obtiene una importante información del comportamiento

    biomecánico de los cartílagos ensayados. En el gráfico de la

    figura 4 se muestra el efecto de relajación de la carga de los

    distintos materiales ensayados para un periodo de 8 semanas

    de evolución y se puede observar el comportamiento

    típicamente viscoelástico de todos los tejidos, así como sus

    diferentes valores de rigidez, y los valores de carga máxima

    para cada uno de ellos. Sin embargo, la información obtenida

    de las cargas registradas no permite hacer una exhaustiva

    evaluación mecánica de los tejidos ensayados, para lo que es

    necesaria la comparación entre los parámetros mecánicos que

    caracterizan el modelo elástico-lineal utilizado.

    La metodología explicada anteriormente ha permitido obtener

    valores del coeficiente de Poisson, del módulo de Young y del

    módulo a cortante de cada una de las muestras en cada

    instante de tiempo. La comparación de estos parámetros en

    respuesta instantánea y en equilibrio es suficiente para poder

    evaluar las diferencias de comportamiento entre el cartílago

    articular sano y los tratados.

    b omecánica¡ Revista de45

    proyectos de  I+D

    Figura 2. Configuración de un ensayo de indentación.

    Figura 3. Resultados de un ensayo de indentación realizado enel IBV en el que se registra la carga de compresión aplicada para

    obtener un desplazamiento constante a lo largo del tiempo.

    Figura 4. Rangos de las cargas aplicadas

    frente al tiempo de los diferentes grupos

    para el periodo de sacrificio de 8 semanas.

    >

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

    18/68

    6   proyectos de  I+DComo ejemplo de los resultados obtenidos, en la figura 5 se

    presentan los valores del módulo de Young en respuesta

    instantánea, observándose como aparecen diferencias

    estadísticamente significativas entre los diferentes grupos de

    estudio y los periodos de sacrificio.

    CONCLUSIONES

    Se ha desarrollado una metodología capaz de obtener lascaracterísticas mecánicas de tejidos viscoelásticos (cartílago

    articular).

    Estas características mecánicas nos permiten comparar

    diferentes tratamientos utilizados para regenerar tejidos

    blandos no homogéneos, como es el caso del cartílago

    articular, y así evaluar sus diferencias de comportamiento.

    Se ha demostrado que el procedimiento de ensayo es lo

    suficientemente sensible como para evaluar las características

    mecánicas de muestras con espesores de cartílago inferiores

    a un milímetro. ·

     A GRADECIMIENTOS A la empresa Artroscopia G.C. por financiar el estudio.

    >

    Figura 5. Diagrama de cajas y arbotantes del Módulo de Young (MPa) instantáneo.

    (*) 0.1≥p>0.05

    (**) p

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

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    proyectos de I+D1

    Desarrollo de un

    nuevo concepto de

    articulación ortésica

    de rodilla José María Baydal Bertomeu, Juan Manuel Belda Lois,

     Ricard Barberà i Guillem

    Instituto de Biomecánica de Valencia

    >

    b omecánica¡ Revista de45

    EL INSTITUTO DE BIOMECÁNICA DE V  ALENCIA (IBV) HA DESARROLLADO UN NUEVO CONCEPTO DE

    articulación ortésica de rodilla, basada en un mecanismo de cuatro barras cruzado,

    diseñada especialmente para mejorar la comodidad y la protección de los ligamentos de la rodilla. La nueva articulación se ha diseñado para reproducir la trayectoria del eje

    instantáneo de rotación (EIR) de la rodilla humana, en el lugar donde ésta irá situada. La 

    metodología de algoritmos genéticos se ha aplicado como herramienta matemática para 

    solucionar este complejo problema de optimización. Esta metodología permite determinar 

    el mecanismo de cuatro barras óptimo para cumplir con los requisitos particulares del

    diseño de forma personalizada. Esta investigación se ha desarrollado en el marco del

    proyecto europeo GAIT, oferta Nº: IST-2001-37751, cuyo objetivo es desarrollar un nuevo

    sistema de ortesis activa para la evaluación biomecánica y la compensación de problemas

    musculares del cuadriceps.

    Development of a new concept oforthotic knee joint

    The Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) hasdeveloped a new concept of an orthotic knee jointbased on a crossed four-bar mechanism, specially designed to improve the comfort and the kneeligament protection. This knee joint tries to followaccurately the pathway performed by the InstantHelical Axis (IHA) of the knee, at the place in which the knee hinge will be located. Genetic AlgorithmsMethodology has been applied, as a newmathematical tool to solve this complex optimizationproblem. This methodology enables manufacturingcustomized optimal hinges. This research has beendeveloped in the frame of the European project,proposal Nº: IST-2001-37751, with the acronym of GAIT. The aim of this project is to provide a newapproach to active orthotic functional compensationand biomechanical evaluation of quadricepsweakness.

    >

    INTRODUCCIÓN

    Aunque el propósito principal de cualquier ortesis de miembro

    inferior es proporcionar estabilidad, corregir y descargar la

    extremidad durante la realización de tareas funcionales, las

    articulaciones externas se deben diseñar para ser

    razonablemente compatibles con el movimiento fisiológico de

    la articulación que protegen. Existen estudios publicados con

    el propósito de evaluar la compatibilidad cinemática de

    diversas articulaciones ortésicas de rodilla. De estos trabajos

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

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    8   proyectos de  I+D>

    b omecánica¡ Revista de45

    se puede concluir que las articulaciones ortésicas,

    actualmente disponibles en el mercado mundial, no desa-

    rrollan un movimiento fisiológico y no siguen correctamente el

    movimiento humano de la rodilla. Por lo tanto, se hace

    evidente que es necesario mejorar el concepto mecánico de

    las articulaciones ortésicas para mejorar la compatibilidad

    cinemática con las articulaciones humanas que protegen. Este

    proyecto se ha desarrollado en el marco del proyecto europeo

    GAIT, cuyo objetivo es desarrollar una ortesis inteligente de

    miembro inferior que consiga compensar los efectos de

    debilidad muscular en el cuadriceps. En este proyecto se ha

    colaborado con los siguientes socios:

    -· Instituto de Automática Industrial, (Arganda del Rey,

    Madrid).

    -· Roessing Research and Development (Enschede, Holanda).

    -· Ossür (Reykjavick, Islandia).

    METODOLOGÍA EMPLEADA 

    En el desarrollo de la articulación ortésica de rodilla ha sidonecesario definir el movimiento de la rodilla humana, para lo

    que se ha utilizado el modelo cinemático de “Walter et al ”, a

    partir del cual se puede determinar el eje instantáneo de

    rotación en el rango completo de flexo-extensión de la rodilla.

    Una vez determinado el eje instantáneo de rotación de la

    rodilla, se ha obtenido la trayectoria que debería seguir una

    articulación ortésica que fuese situada en un plano localizado

    a 6 cm de distancia del centro de la misma (Figura 1).

    A partir de la trayectoria deseada, se ha utilizado la

    metodología de los algoritmos genéticos para dimensionar

    óptimamente un mecanismo de cuatro barras cruzado con el

    objetivo de que reprodujese dicha trayectoria. Los

    mecanismos de cuatro barras tienen la propiedad de que el

    punto donde se cruzan las barras es justamente el eje

    instantáneo de rotación. De este modo se facilita la obtención

    del desarrollo matemático que describe su movimiento. Los

    algoritmos matemáticos de optimización se han imple-

    mentado en el entorno de programación de Matlab® y se han

    dejado como variables del sistema la probabilidad de

    mutación y el tamaño inicial de la muestra. Como

    restricciones se ha utilizado el tamaño máximo que podría

    tener la articulación, así como las posibles posiciones

    imposibles del mecanismo, para lo que se le ha hecho cumplir

    la condición de Grasshoff. Después de ejecutar dichos

    algoritmos durante varias sesiones, se ha obtenido un

    mecanismo de cuatro barras que consigue reproducir de

    forma óptima la curva deseada.

    La figura 2 muestra una comparación gráfica entre el movi-

    miento de rodilla humano, descrito con el modelo “Walter et 

    al ”, y el movimiento reproducido por diversas articulaciones

    ortésicas: una monocéntrica, una policéntrica y la articulación

    desarrollada en este proyecto. Se puede apreciar cómo la

    articulación del proyecto GAIT se ajusta más al movimiento de

    la rodilla humana.

    La figura 3 muestra el intervalo de confianza para la media delerror acumulado en todo el rango de movimiento de cada una

    8

    Figura 1. Eje instantáneo de

    rotación del movimiento de la rodilla

    humana, modelo Walter et al .

    Figura 2. Comparación del movimiento descrito por la

    rodilla humana y diversas articulaciones.

    Figura 3. Desplazamiento relativo acumulado de tres

    tipos de articulaciones respecto a la rodilla humana.

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

    21/68

    1

    de las articulaciones y el movimiento real de la rodilla

    humana. Se puede apreciar como el error acumulado de la

    articulación del proyecto GAIT es inferior a 3 cm, mientras que

    los errores acumulados de las otras articulaciones son

    superiores a 12 cm.

    CONCLUSIONES

    La articulación GAIT mejora la compatibilidad cinemática y

    consigue reproducir mejor el movimiento de la rodilla humana

    que las articulaciones existentes actualmente en el mercado.

    Una mejor reproducción del movimiento humano de la rodilla

    comporta dos mejoras claras:

    -· Reducción de los desalineamientos entre la ortesis y la

    extremidad. La reproducción del movimiento fisiológico

    humano reduce los desajustes entre articulación humana y

    ortésica y de este modo se reducen los desplazamientos

    relativos entre la ortesis y la pierna, lo que contribuye a

    aumentar el confort del usuario de la ortesis.

    -· Protección de los ligamentos. La mejora de la compa-tibilidad cinemática reduce también la aparición de fuerzas

    internas en la rodilla humana, garantizando una mejor

    protección de los ligamentos y del resto de los tejidos

    blandos de la estructura interna de la misma.

    Además, la metodología seguida en el diseño de esta

    articulación va a permitir en el futuro el desarrollo de

    articulaciones ortésicas personalizadas, logrando así una

    continua mejora del confort y de la seguridad de los usuarios

    de dispositivos ortésicos. La articulación ortésica concebida en

    el presente proyecto ha sido patentada con el número de

    solicitud 200302322. ·

     A GRADECIMIENTOSExpresamos nuestra gratitud a las entidades participantes en el proyecto GAIT (Instituto de Automática

    Industrial, Ossür y Roessing Research and Development), por su buena disposición y ayuda prestada

    en la realización de la presente articulación de rodilla.

    b omecánica¡ Revista de45

    proyectos de  I+D

    Figura 4. Diseño de la articulación del proyecto GAIT.

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

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    proyectos de I+D2

    Textiles inteligentes

    para aplicaciones

    médicas Juan Manuel Belda Lois, José Solaz Sanahuja

    Instituto de Biomecánica de Valencia

    b omecánica¡ Revista de45

    EL SECTOR SANITARIO ES UN MERCADO CLAVE Y EN ALZA PARA LA INDUSTRIA TEXTIL CON

    un gran margen para la incorporación de productos avanzados. La fabricación de

     textiles que sean capaces de medir, actuar y liberar sustancias al organismo ofrece

    un amplio abanico de posibilidades en el ámbito médico abarcando la diagnosis, la 

    prevención y el tratamiento. En la actualidad se están desarrollando las primerasaplicaciones que deberían empezar a alcanzar el mercado en los próximos años.

    Intelligent Textiles for Medical Applications

    Healthcare is a key and growing market for textile

    industry and with wide possibilities for incorporation

    of advanced products. Manufacturing textiles that

    sense, act and deliver substances to the body offer a

    wide range of possibilities for healthcare applications.

     Applications cover diagnosis, prevention and

     treatment domains. Nowadays the first applications

    are under development and should reach the market

    in the coming years.

    INTRODUCCIÓN

    El sector sanitario es un mercado clave y en alza para la

    industria textil. En el año 2000 se fabricaron a nivel mundial

    más de 1,5 millones de toneladas de productos textiles para

    aplicaciones médicas o de higiene, con un valor superior a los

    4.300 millones de euros. Se estima que para el año 2010

    alcance los 2,4 millones de toneladas. Así pues, el sector

    sanitario ofrece muy buenas oportunidades de desarrollo de

    textiles inteligentes para aplicaciones especializadas, lo que

    ofrece nuevas posibilidades de mercado para un sectoreuropeo que se encuentra amenazado por la competencia de

    los países asiáticos.

    Los textiles inteligentes pueden definirse como materiales

    textiles que son capaces de medir un estímulo externo y

    reaccionar en función de él. Combinan tecnologías

    provenientes de distintos ámbitos y, a su vez, están

    condicionando las posibilidades de desarrollo de nuevos

    sectores de interés en el ámbito de la I+D. Entre otros:

    -· Los sistemas vestibles (Wearable systems), que integran

    tecnologías de la información y la comunicación en las

    prendas y cuyo objetivo principal es conseguir esta

    integración en la ropa del usuario.

    -· La inteligencia ambiental, que trata de ser un avance

    sustancial de la domótica tal como la conocemos hoy en día,

    en la que los sistemas automáticos del hogar son

    transparentes para el usuario. Es decir, no existe un interfaz

    de ordenador con el que el usuario dirige los distintos

    aspectos del hogar, sino que el entorno ‘siente’ al usuario y

    se adapta a sus gustos y preferencias.

    La incorporación de interfaces y sensores en las prendas de

    vestir es una opción muy atractiva para las aplicaciones

    médicas, dado que facilita la sensorización automática de la

    Figura 1. Incorporación de elementosconductores en un textil elástico.

    >

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    2   proyectos de  I+D>

    b omecánica¡ Revista de45

    actividad. Si los sensores están incluidos en las prendas,

    vestirse equivale a sensorizarse y no se requieren

    conocimientos específicos para la colocación de los sensores.

    Una de las ventajas más importantes de los tejidos

    inteligentes se debe a que la ropa está en contacto con la piel

    y sigue los movimientos del usuario, lo que permite pensar ensensores para la medición de señales fisiológicas y

    biomecánicas. Sin embargo, la medida plantea dos dificul-

    tades. Por un lado, las condiciones eléctricas del contacto con

    la piel no suelen ser las idóneas para el registro de señales

    fisiológicas. Por otro, los movimientos relativos de la ropa

    respecto de la piel reducen la precisión de los parámetros

    biomecánicos que se pretenden medir. Todo ello condiciona la

    aplicación de los textiles inteligentes y obliga al desarrollo de

    nuevas metodologías de análisis de los datos registrados que

    tengan en cuenta las características inherentes a la realización

    de medidas mediante textiles.

     A PLICACIONES POTENCIALES

    El ámbito de aplicaciones potenciales de los textiles

    inteligentes es muy amplio y puede clasificarse de acuerdo

    con los siguientes criterios:

    -· Diagnóstico/exploraciones complementarias. Consiste

    en la monitorización y el registro de señales. Dentro de este

    ámbito, la monitorización del ritmo cardiaco tiene una

    importancia relevante. La importancia del registro durante

    largos periodos de tiempo del ritmo cardiaco para el

    diagnóstico de determinadas patologías, como la

    cardiomiopatía isquémica o la insuficiencia cardiacacongestiva, ha conducido, entre otras cosas, al desarrollo de

    Holters, sistemas que permiten la monitorización durante

    24 h del ritmo cardiaco. Sin embargo, estos sistemas no son

    adecuados cuando es necesario realizar el registro de la

    señal cardiaca en periodos tan prolongados como semanas

    o meses. Las capacidades de los textiles los hacen ideales

    para este tipo de aplicaciones. Otras aplicaciones de interés

    son el registro de la presión arterial en pacientes

    hipertensos que pueden estar en riesgo de ictus, o la

    valoración de tratamientos que pueden producir altera-

    ciones del movimiento, como los asociados en algunos

    casos a los tratamientos con Dopamina en pacientes con

    enfermedad de Parkinson.

    -· Prevención secundaria. Consiste en la detección de

    riesgos potenciales y su comunicación al usuario o sus

    cuidadores para evitar problemas de salud. Por ejemplo, el

    registro del ritmo respiratorio y cardiaco del bebé es una de

    las soluciones sugeridas para prevenir el síndrome de la

    muerte súbita del lactante. Para ello, se han desarrollado

    pijamas que permiten la monitorización de estos

    parámetros en bebés. La integración de sistemas de

    biofeedback es otro de los ámbitos de interés en prevención

    secundaria. El biofeedback es una técnica terapéutica en la

    que el usuario aprende a controlar conscientemente

    respuestas involuntarias como cargas excesivas para la

    prevención de lesiones en el ámbito laboral y del deporte o

    el control de trastornos de hiperactividad.

    -· Tratamiento. Consiste en la actuación terapéutica en

    problemas existentes modulando la respuesta del textil. Las

    aplicaciones abarcan tanto la liberación de sustancias

    microencapsuladas en los textiles al organismo como la

    realización de ortesis textiles que apliquen cargas efectivas

    a los distintos segmentos corporales para compensardéficits musculoesqueléticos.

    CONCLUSIONES

    Los textiles inteligentes ofrecen un amplio rango de

    aplicaciones al ámbito médico. Estas posibilidades dependen

    del desarrollo tecnológico, pero se están haciendo realidad de

    manera rápida. Las primeras aplicaciones están ya preparadas

    para aparecer en el mercado en forma de productos

    especializados, pero en un futuro el número de usuarios

    potenciales aumentará sensiblemente a medida que nuevastécnicas se apliquen en los textiles. Los ciudadanos y los

    sistemas de salud serán los principales beneficiarios de esta

    tendencia: Los pacientes mejorarán su grado de

    independencia y su calidad de vida gracias al uso de textiles

    inteligentes y los sistemas de salud dispondrán de nuevas

    herramientas para asegurar un cuidado sostenible a los

    ciudadanos. ·

     A GRADECIMIENTOS A Heikki Mattila del SmartWearLab de la Universidad de Tampere (Finlandia) por su apoyo en el ámbito

    de los textiles inteligentes.

    2

    Figura 2. Giroscopios para integrar en un textil conductor.

    Figura 3. Diseño conceptual de una ortesis textil para la supresión del temblor.

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

    25/68

    proyectos de I+D2

    FAL Calzado de

    Seguridad S.A.

    desarrolla una gama

    innovadora de suelas

    antideslizantes para

    calzado de seguridad Sergio Puigcerver Palau, Juan Carlos González

    Instituto de Biomecánica de Valencia

    >

    b omecánica¡ Revista de45

    UN ESTUDIO DE CAMPO REALIZADO POR EL INSTITUTO DE BIOMECÁNICA DE V  ALENCIA (IBV) pone de manifiesto que, pese a la normativa vigente, se producen numerosas

    caídas en el ámbito laboral debidas a la inadecuada fricción del calzado de

    seguridad. En este sentido, la empresa FAL Calzado de Seguridad S.A. ha 

    colaborado con el IBV para el desarrollo de una nueva gama de suelas

    antideslizantes que proporcionen una fricción adecuada a los usuarios aun en las

    condiciones más desfavorables de uso.

    Development of a new range of non-slip soles for safety footwear with thefirma FAL

     A study developed by the Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) demonstrates that, despite the currentstandards, many falls occur on the industrialenvironment due to inadequate friction of safety  footwear. In this sense, the company FAL Calzado deSeguridad S.A. has collaborated with the IBV fordeveloping a new range of anti-slipping soles, inorder to provide an adequate friction to the userseven on the most unfavourable use conditions.

    >

    INTRODUCCIÓN

    El calzado de trabajo es uno de los más especializados del

    mercado debido a que se requiere que posea adecuadas

    prestaciones de protección y funcionalidad dado que se

    emplea para la realización de actividades laborales durante

    una media de 7 horas diarias y, en general, con unas altas

    exigencias de esfuerzo en condiciones de riesgos relacionados

    directa o indirectamente con el calzado.

    La mayoría de puestos de trabajo necesitan una adaptación

    ergonómica que considere tanto el ambiente de trabajo y las

    actividades que realiza como las características del usuario. El

    calzado de trabajo es un elemento importante en esta

    adaptación dado que afecta en gran medida a la protección

    del trabajador y también al confort general y, por tanto, a su

    rendimiento en el trabajo.

    La legislación vigente en la Unión Europea recoge las

    condiciones que deben reunir los equipos de protección

    individual, estableciendo claramente los requisitos de

    seguridad del calzado de protección. Sin embargo, aunque

    existe un apartado específico para la medida y control de las

    propiedades de antideslizamiento del calzado, siguen

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

    26/68

    4   proyectos de  I+D>

    b omecánica¡ Revista de45

    ocurriendo numerosos accidentes en el ámbito laboral

    relacionados con caídas por resbalamiento.

    Un estudio de campo realizado recientemente por el Instituto

    de Biomecánica de Valencia (IBV) sobre el confort y

    funcionalidad en el calzado de seguridad en 9 sectores

    industriales (cerámico, cárnico, mecánico, metalúrgico,químico, distribución, construcción, envasado y aeronáutico)

    con más de 500 trabajadores encuestados, pone de

    manifiesto algunos datos significativos:

    -· El accidente laboral más frecuente relacionado con el

    calzado es el de caídas al mismo nivel, con un 96,8% de

    trabajadores afectados durante el último año. De estos, el

    64,7% tuvo únicamente una caída y el restante 32,1% dos

    o más caídas (Figura 1).

    -· Las causas más frecuentes fueron resbalones (sufridos por

    el 44,2% de los encuestados), tropiezos (por el 41,4%) y

    torceduras (por el 14,4%). Causas relacionadas

    directamente con el diseño funcional del calzado (Figura 2).

    Estos resultados indican que, aunque una gran parte del

    calzado utilizado cumple con la normativa en cuanto a

    protección y seguridad, ésta resulta insuficiente en algunos

    casos. Así, un estudio en profundidad sobre las condiciones de

    las superficies de trabajo ha mostrado la existencia de

    numerosas combinaciones de suelos y contaminantes frente a

    los que el calzado de seguridad actual podría no estar

    preparado (Figuras 3 y 4).

    Frente a esta problemática, la empresa FAL Calzado de

    Seguridad S.A. ha colaborado con el IBV en el desarrollo de

    un ambicioso proyecto dirigido a la generación de criterios de

    diseño de suelas de calzado de seguridad para distintos

    ámbitos laborales y el desarrollo de una nueva gama de

    suelas antideslizantes que proporcionen una fricción adecuada

    a los usuarios aun en las condiciones más desfavorables de

    uso. El proyecto ha contado con el apoyo del Ministerio de

    Industria, Comercio y Turismo a través del Programa de

    Fomento de la Investigación Técnica (PROFIT).

    METODOLOGÍA EMPLEADA 

    En una primera etapa se ha recogido información acerca de

    los requisitos que se tienen en las industrias de los distintos

    sectores analizados mediante la realización de paneles de

    expertos y el estudio de la opinión de los usuarios a través de

    encuestas.

    Además, se analizaron las posibilidades de modificar las

    propiedades de las suelas dadas por el sistema de fabricación

    y los materiales de los que dispone la empresa FAL.

    Para la generación de criterios de diseño de la suela, se ha

    procedido a la realización de una batería de ensayos defricción. Dichos ensayos se han efectuado con la máquina de

    ensayos de fricción LECFRI/IBV©, que permite reproducir la

    fuerza vertical y horizontal, simulando las fuerzas actuantes y

    la posición que adopta el pie durante los deslizamientos

    4

    Figura 1. Porcentaje de caídas en el trabajo durante el año anterior.

    Figura 2. Causas de las caídas en el trabajo durante el año anterior.

    Figura 3. Porcentaje de encuestados que trabajan sobre

    diferentes tipos de materiales de pavimentos.

    Figura 4. Porcentaje de encuestados que manifiestan

    la aparición de contaminantes en el calzado.

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

    27/68

    2

    longitudinales. De esta forma es posible determinar el

    coeficiente de rozamiento o de fricción del calzado (COF)

    como la relación entre la fuerza de reacción horizontal y la

    fuerza vertical.

    Mediante la realización de estos ensayos mecánicos, se ha

    estudiado el efecto de la variación de distintos factores en lafricción del calzado, el diseño del dibujo de la suela, la

    velocidad de la marcha, el ángulo durante el contacto inicial

    entre el suelo y el zapato, el pavimento utilizado y el

    contaminante aplicado, que se detallan brevemente a

    continuación:

    -· Material de la suela. Se ha procedido a la evaluación dela fricción de cuatro prototipos de calzado de seguridad

    fabricados por la empresa FAL. Estos prototipos han sido

    construidos combinando materiales de alta y baja densidad

    tanto para la entresuela como para la suela exterior.

    -· Pavimentos. Los pavimentos a emplear en los ensayos hansido seleccionados a partir del estudio de campo

    mencionado. Se han seleccionado los más habituales y losque a priori pueden provocar una menor fricción con el

    calzado. Los pavimentos elegidos han sido tres: terrazo,

    acero y cemento con tratamiento superficial.

    -· Contaminantes. Además de realizar ensayos en seco (sincontaminantes), se han realizado ensayos con diferentes

    tipos de contaminantes (agua, agua con jabón, glicerina,

    pequeñas partículas simulando arena o polvo). Los

    contaminantes han sido seleccionados teniendo en cuenta

    las condiciones más desfavorables que se dan en las

    industrias de los sectores analizados.

    -· Ángulo de inclinación del calzado. Se ha analizado endos estados, a 0º y a 10º.

    -· Velocidad de deslizamiento. Se han realizado losensayos a dos velocidades, a 0.2 m/s y 0.4 m/s.

    Cada uno de los cuatro prototipos de calzado de seguridad

    fabricados por FAL han sido ensayados combinando todos los

    factores entre sí. Para cada combinación en concreto, se han

    realizado tres repeticiones, lo que ha supuesto la realización

    de un total de 720 ensayos.

    Por último, se ha realizado el tratamiento estadístico de los

    resultados obtenidos de los ensayos que ha permitido generar

    los criterios de diseño adecuados para cada una de las

    diferentes condiciones.

    RESULTADOS

    Tras la realización de este proyecto de

    colaboración entre el IBV y la empresa

    FAL, se han generado criterios de diseño,

    como el empleo de distintos materiales o

    geometrías, que permiten adaptar losdiferentes diseños de suela a las

    condiciones de trabajo específicas que se

    dan en un determinado ámbito laboral.

    Estos criterios permitirán a FAL fabricar

    un calzado de seguridad antideslizante

    específicamente adecuado para su uso

    sobre algún tipo de pavimento o

    contaminante determinado. En esta línea

    de trabajo, el IBV ha diseñado una nueva

    gama de productos de FAL de suelas

    antideslizantes (Figura 5).

    CONCLUSIONES

    Como refleja un estudio realizado por el Instituto de

    Biomecánica de Valencia, las caídas producidas por una

    fricción inadecuada del calzado en el ámbito laboral es uno de

    los problemas más importantes de seguridad atribuibles al

    calzado. El desarrollo de calzado de seguridad adecuado a

    unas condiciones de trabajo muy variables es un reto para las

    empresas del sector.

    Este proyecto ha permitido al IBV mejorar los criterios de

    diseño de calzado de seguridad antideslizante, profundizando

    en el conocimiento de las distintas condiciones de uso de este

    tipo de calzado. Por otra parte, la empresa FAL ha

    desarrollado una nueva gama de suelas antideslizantes en

    colaboración con el IBV. ·

     A GRADECIMIENTOS A FAL Calzado de Seguridad S.A.

     Al Ministerio de Industria, Comercio y Turismo por su apoyo a FAL Calzado de Seguridad S.A. a través

    del Programa de Fomento de la Investigación Técnica (PROFIT).

    b omecánica¡ Revista de45

    proyectos de  I+D

    Figura 5. Ejemplo de

    diseño de suela

    antideslizante para la

    empresa FAL.

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    proyectos de I+D2

    Efecto de las

    operaciones de

    mantenimiento sobre las

    propiedades de campos

    de hierba artificial David Rosa Máñez, Mercedes Sanchis Almenara,

     Enrique Alcántara Alcover 

    Instituto de Biomecánica de Valencia

    >

    b omecánica¡ Revista de45

    EN LA ACTUALIDAD LA EXPERIENCIA INDICA QUE LOS CAMPOS DE HIERBA ARTIFICIAL VENalteradas sus propiedades debido al uso y al paso del tiempo, aunque no se

    conoce con exactitud el efecto que tiene sobre el pavimento cada uno de ellos.

    Con el fin de devolver a los campos las propiedades iniciales, son sometidos a una 

    serie de operaciones de mantenimiento cuyo efecto no ha sido estudiado a fondo

    hasta ahora por una entidad independiente. Este artículo trata de dar a conocer el

    efecto que sobre las propiedades mecánicas del pavimento tienen estas

    operaciones de mantenimiento.

    Effect of maintenance on properties of

    artificial turf pitchesNowadays it is known that properties of artificial turf 

    pitches are lost due to use and the course of time;

    but this lost is not exactly known. Maintenance tries

     to return them to their original properties, but the

    effect of maintenance operations is not known. This

    article studies the effect of this maintenance on

    properties of artificial turf pitches.

    >

    INTRODUCCIÓN

    Ventajas tales como un menor mantenimiento y un mayornúmero de horas de uso del césped artificial frente al naturalhan provocado un aumento considerable del número decampos de hierba artificial instalados en los últimos años. Esteaumento ha provocado una mayor actividad investigadora conel fin de conseguir las propiedades exigidas por losorganismos reguladores y seguir avanzando en aspectos quefavorezcan el aumento de la espectacularidad en el juego y lareducción de las lesiones de los jugadores. Por ello, en elInstituto de Biomecánica de Valencia (IBV) se han llevado a

    cabo con anterioridad estudios que muestran la influencia dela morfología del grano de caucho y de la estructura delcampo en las propiedades mecánicas de los campos de hierbaartificial.

    Por otra parte, es sabido que tanto el paso del tiempo comolas condiciones de uso de los pavimentos de césped artificialafectan a las propiedades mecánicas de los mismos. Paraevitar el efecto negativo de ambos, se realizan una serie deoperaciones de mantenimiento que tratan de devolver alcampo sus condiciones iniciales, pero el efecto de estas

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    b omecánica¡ Revista de45

    proyectos de  I+D>

    8

    operaciones no ha sido estudiado a fondo hasta ahora por unaentidad independiente.

    Este artículo está basado en el estudio realizado con laempresa SportCare, S.L., centrado en avanzar en elconocimiento del efecto que sobre las propiedades mecánicas

    de distintos pavimentos de hierba artificial tienen lasoperaciones de mantenimiento realizadas con dos de susmáquinas.

    DESARROLLO DEL TRABAJO

    Para el estudio se seleccionaron tres campos con distintaestructura (espesor de la capa de relleno, tipo de relleno ytipo de fibra), como se detalla en la siguiente tabla:

    De cada uno de los campos se seleccionaron a su vez doszonas, de forma que cada una de ellas fue tratada con unamáquina de mantenimiento diferente (SportChamp y CareMaxdel fabricante alemán SMG). Ambas máquinas realizan untratamiento similar: descompactan la capa de relleno me-diante una unidad especial de peinado flexible, separan losresiduos a través de tamices vibrantes y aspiran micropar-

    tículas con una turbina integrada. Posteriormente, filtran ydevuelven la carga, redistribuyéndola y realizando un peinadomúltiple (información suministrada por la empresa SportCare,S.L.).

    El procedimiento llevado a cabo en el estudio ha sido elsiguiente:

    1.Selección de las zonas de estudio. Las dos zonasseleccionadas han sido las dos áreas en torno a las porteríaspor ser éstas las partes del campo más utilizadas durante lapráctica del fútbol y porque facilita la identificación y lamedición del área de estudio.

    2.Realización de ensayos mecánicos con el fin de conocer elestado del campo previo al mantenimiento.

    3.Realización de las operaciones de mantenimiento portécnicos de la empresa SportCare, S.L.

    4.Realización de ensayos mecánicos con el fin de conocer elestado del campo después del mantenimiento.

    5.Finalmente se extrajeron los residuos recogidos por lasmáquinas para su posterior análisis.

    Los ensayos realizados sobre los tres campos seleccionadoshan sido los siguientes:

    1.Análisis mecánico basado en ensayos normativosLos protocolos de ensayo de los ensayos normativos y elposterior tratamiento de datos se han realizado según elprocedimiento expuesto en la normativa de la FIFA.

    · Absorción de impactos: reducción de fuerzas (RF%) ydeformación vertical estándar (Stv).

    · Bote vertical de balón.· Rodadura de balón.

    2.Análisis mecánico basado en ensayos no normativos

    Se utilizó el procedimiento de ensayo desarrollado por elIBV para el estudio de la tracción longitudinal. Éste consisteen una máquina capaz de reproducir los desplazamientoslongitudinales laterales que los deportistas realizan en susgestos naturales durante los encuentros. La informaciónaportada por este ensayo es la máxima tracción capaz deaportar el terreno antes de deslizar (CFDpico) y el tiempode respuesta del terreno para un ángulo de apoyo de lapierna de 20º (Figura 1).

    3.Análisis de los residuos

    Las máquinas realizan la limpieza de las zonas del terrenode juego seleccionadas extrayendo residuos comodesfibrilado, basura, etc. Habiéndose distinguido entre elresiduo fino y el grueso, se ha procedido a la determinaciónde sus componentes (basura, fibra y material de relleno) ysu fracción en peso sobre el total de residuo extraído.

    Una vez obtenidos los resultados de los ensayos, se estudió elefecto que las operaciones de mantenimiento tienen sobre lainteracción balón-pavimento (bote vertical y rodadura), por

    CAMPO CARACTERÍSTICAS DEL CAMPOTIPO DE TIPO DE

    RELLENO FIBRA  

    CAMPO 1Longitud media del césped: 42mm

    Espesor medio de la capa de relleno: 31 mmSBR Fibrilado

    CAMPO 2Longitud media del césped: 50mm

    Espesor medio de la capa de relleno: 25 mmEPDM Monofilamento

    CAMPO 3Longitud media del césped: 50mm

    Espesor medio de la capa de relleno: 39 mmECOFILL Fibrilado

    Figura 1. Representación gráfica de la obtención deCFDpico y conversión en ángulo de apoyo.

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

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    b omecánica¡ Revista de45

    proyectos de  I+D

    un lado, y sobre la interacción jugador-pavimento (reducciónde fuerzas, deformación vertical estándar y tracción longitu-

    dinal), por otro. Además, estos efectos se estudian tanto en eleje vertical (bote vertical y absorción de impactos) como en eleje horizontal (rodadura de balón y tracción longitudinal).

    La figura 2 muestra de forma esquemática el procedimientollevado a cabo en la realización de este trabajo.

    Los resultados se muestran distinguiendo entre dos zonas,cada una de las cuales ha sido tratada, como se hacomentado, con una máquina distinta.

    CONCLUSIONES

    El análisis de los resultados de este trabajo permite afirmarque las operaciones de mantenimiento tienen efecto

    beneficioso sobre las propiedades de los campos, en funcióndel tipo de campo y del estado inicial del mismo. No obstante,de forma general la interacción balón-pavimento se vemejorada tras el tratamiento con ambas máquinas mientrasque la interacción jugador-pavimento muestra una mejoratanto en el eje vertical (amortiguación de impactos) como enel eje horizontal (tracción longitudinal) tras el tratamiento conla máquina SportChamp y presenta diferencias menossignificativas después del mantenimiento con la máquinaCareMax.

    En cuanto al análisis de los residuos debe tenerse encuenta que la estructura o tipología de los campos influye deforma importante, debiendo prestar atención al tipo de relleno

    y tipo de fibra que se ha utilizado en la instalación del mismo.De todas formas, se puede afirmar que en los tres campos lacantidad de basura extraída no es despreciable si bien lacantidad de caucho extraído por metro cuadrado de terrenosobre el que se ha actuado es muy pequeña.   ·

     A GRADECIMIENTOS Agradecemos la colaboración de la empresa SPORTCARE S.L.

    Figura 2. Esquema delprocedimiento de trabajo.

    Procedimientos normativos Procedimientos propios IBV

    Realización de ensayos

    Operaciones de mantenimiento

    Tratamiento estadístico de los resultados

    Selección de las zonas

    Procedimientos normativos Procedimientos propios IBV Recogida de residuos

    Realización de ensayos y recogida de residuos

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    proyectos de I+D3

    Auditoría virtual de

    diseño sobre planos y

    figuras CAD de una

    instalación deportiva Javier Gámez Payá, Enrique Alcántara Alcover,

     María Valero Herrero

    Instituto de Biomecánica de Valencia

    >b omecánica¡ Revista de

    45

    EN LA ACTUALIDAD LA CALIDAD DE LOS PRODUCTOS Y LAS ESTRATEGIAS DE OBTENCIÓN DE

    la calidad son dos aspectos fundamentales para las empresas. El procedimiento de

    auditoría sobre el diseño de productos deportivos puesto a punto por el Instituto de

    Biomecánica de Valencia (IBV) pretende evaluar la seguridad, funcionalidad y calidad

    de los productos, así como determinar las mejoras necesarias en sus

    especificaciones técnicas. Este artículo describe una evaluación virtual de producto

    sobre planos y figuras CAD. Esta metodología, al reducir la necesidad de construir 

    prototipos reales, permite un ahorro considerable en el tiempo de lanzamiento al

    mercado de productos adecuados a los criterios normativos de calidad y seguridad,

     y por lo tanto de los costes de desarrollo.

     Virtual evaluation over plans and CADfiles of a sport facility 

     At present, product quality is one of the main targets for enterprises. The Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) has developed a procedure to evaluate the safety, functionality and quality of sports productsas well as to determine the improvements required.This paper describes a virtual evaluation procedurewhich is performed over drawings and CAD files of asport facility. This methodology allows a reduction in time to market and development costs as far as theneed for building physical prototypes is drastically reduced.

    >

    INTRODUCCIÓNCon el paso de los años, los consumidores han ido

    demandando más calidad en los productos comercializados.

    No basta únicamente con competir en el precio, también se

    necesita competir en calidad. En este sentido los fabricantes

    de productos deportivos deben cuidar del mismo modo todos

    los aspectos referentes a la mejora de la calidad. Una de las

    estrategias a seguir para preservar la calidad de los productos

    es el cumplimiento de la normativa específica del

    equipamiento deportivo. Los documentos normativos, aunque

    no sean de obligado cumplimiento, establecen estos mínimos

    que deben aplicarse para que los equipamientos deportivos

    sean seguros y tengan unas mínimas garantías de uso. Por

    este motivo es interesante conocer el estado normativo de losproductos y de qué estrategias se deben seguir para mejorar

    dicho producto.

    Sin embargo, en ocasiones la normativa específica de un

    producto no recoge en su totalidad aspectos de seguridad,

    funcionalidad y confort que deberían tenerse en cuenta para

    aumentar así la calidad del producto. Una forma de cubrir

    estos aspectos que la normativa no considera, es la

    realización de un análisis de riesgos para detectar y priorizar

    los más relevantes. En ocasiones, estos aspectos pueden ser

    subsanados con el cumplimiento de normativa no específica,

    es decir, aplicable a un producto que presente cierta

    similitud con el producto a evaluar.

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    b omecánica¡ Revista de45

    proyectos de  I+D>

    2

    Teniendo en cuenta lo anterior, el Instituto de Biomecánica

    de Valencia ha puesto a punto un proceso de auditoría de

    diseño de productos deportivos que viene siendo aplicada en

    colaboración con diferentes fabricantes. Hasta el momento,

    este tipo de análisis se ha realizado sobre productos

    materiales. En el continuo afán del IBV por mejorar los

    servicios ofrecidos a sus clientes, se ha puesto a punto un

    procedimiento para la evaluación virtual sobre planos y

    figuras CAD. De este modo, al minimizar la construcción de

    prototipos físicos, se reducen tanto el tiempo como el coste

    necesario para lanzar al mercado productos adecuados a la

    normativa existente.

    Este artículo describe el trabajo realizado siguiendo este

    procedimiento para analizar una instalación deportiva sobre

    planos, figuras CAD y datos facilitados por la empresa

    mediante la metodología de auditoría de productos

    deportivos puesta a punto por el IBV, lo que permite

    comprobar, previamente a su fabricación, el grado de

    cumplimiento de la normativa y conocer los posibles riesgos

    derivados su uso, así como proponer posibles modificacionespara adaptar o corregir dicha instalación.

    PLANTEAMIENTO Y DESARROLLO DEL TRABAJO

    El proceso de auditoría de productos deportivos puesto a

    punto por el IBV y aplicado con éxito a gran diversidad de

    productos ha sido la metodología empleada para el análisis

    virtual de esta instalación deportiva con la única diferencia

    de que, al no trabajar sobre un producto físico, no es posible

    estudiar todos los aspectos. En este procedimiento se

    diferencian tres fases:

    -· Fase 1. Revisión normativa. Una vez concretado el

    producto que va a ser sometido a la auditoría de diseño, seprocede a realizar una revisión de la normativa específica

    del producto elegido. En este caso

    se aplicó la norma prEN 15312:

    Free access multi-sports equipment 

    – Requirements, including safety,

    and test methods.

    -· Fase 2. Análisis del producto.

    El análisis del producto se lleva a

    cabo en tres niveles. Por un lado,

    se realiza el análisis normativo

    específico en el que se aplican

    los resultados de la fase anterior.

    A continuación, se realiza un

    análisis de riesgos mediante lametodología FMEA para estudiar

    los aspectos no considerados en la

    normativa y, por último, se lleva a

    cabo el análisis normativo no

    específico. En el caso que nos

    ocupa, se ha empleado la norma

    UNE-EN 1176-1:1999, correspon-

    diente a equipos de áreas de

     juego – Parte 1: Requisitos generales de seguridad y

    métodos de ensayo.

    -· Fase 3. Recomendaciones de mejora. Finalmente, se

    apuntan unas recomendaciones para resolver todos los

    posibles riesgos identificados en fases anteriores así como

    para adecuar el producto a los requerimientos normativosespecíficos. Dichas recomendaciones se centran en

    determinar las dimensiones adecuadas sobre la base de

    los criterios normativos, proponer modificaciones de

    acabados, etc.

    Este trabajo aporta un aspecto innovador y muy interesante,

    puesto que la auditoría del producto ha sido realizada

    analizando los planos, las figuras CAD y la documentación

    aportada por la empresa.

    De este modo se han evitado costes innecesarios destinados

    al desarrollo y análisis de prototipos que serán modificados

    en el futuro para respetar los criterios normativos y

    adaptarlos a las necesidades del usuario. Así, se agiliza y

    optimiza el proceso de desarrollo de producto, puesto que seidentifican los posibles fallos de forma anticipada.

    Mediante esta metodología se ha analizado los elementos

    que componen esta instalación polideportiva destinada a la

    práctica de deportes como el baloncesto o el fútbol sala,

    compuesta por porterías, vallas y canastas.

    En lo que se refiere a los apartados normativos analizados,

    cabe destacar que mediante un análisis virtual es imposible

    considerar todos los requerimientos normativos, puesto que

    en los análisis estructurales y de estabilidad es

    imprescindible analizar un producto físico. Sin embargo, este

    método ofrece información muy valiosa que agiliza el

    desarrollo del producto en lo que atañe a aspectos

    dimensionales como, por ejemplo, atrapamientos medianteanálisis y medición de huecos sobre planos o figuras CAD,

    PROCESO

    TRADICIONAL

    Rediseño

    Evaluación

    física

    No correcto

    PROCESO

    PROPUESTO

    PARA AGILIZAR

    EL DESARROLLO

    DE PRODUCTO Rediseño   No correcto

    TIEMPO

    Prototipado

    físicoDiseño

    conceptual

    Evaluación

    virtualDiseño conceptual

    MODELOS DE DESARROLLO DE PRODUCTOS

    Figura 1. Modelos dedesarrollo de producto.

  • 8/19/2019 Revista Biomecanica IBV 45

    35/68

    3

    b omecánica¡ Revista de45

    proyectos de  I+Dacabado del equipo analizando, por ejemplo, cantos,

    materiales empleados para la fabricación, e información al

    usuario.

    El proceso de desarrollo de producto planteado en este

    trabajo supone un ahorro considerable de costes y trabajo,

    así como una respuesta más rápida hacia el merca