Diseño de prótesis de rodilla policéntrica con incremento de estabilidad en fase de apoyo

La pérdida de miembros es un evento traumático, desde el punto de vista físico como psicológico. Durante la post-operación y rehabilitación, el paciente va recuperando el movimiento articular, para poder hacer uso de una o un sistema de prótesis, las cuales se diseñan para restaurar el movimiento de la manera más natural posible, el requisito principal es que el paciente logre llevar una vida lo más normal posible, proporcionada por un mecanismo que pueda reemplazar la extremidad perdida de la manera más natural posible, tanto en funcionalidad como en eficiencia. El desarrollo basado en el conocimiento de la anatomía, y de distintos materiales permite diseñar prótesis de rodilla que reemplazan a las mismas de manera más eficiente a las convencionales, permitiendo a los pacientes recuperar en la mayor medida posible, los movimientos reales de la articulación perdida. En el presente trabajo se realizó el diseño, simulación y construcción de un prototipo de prótesis total de rodilla policéntrica con incremento de estabilidad en fase de apoyo. El diseño se basó en la facilidad de incorporarse a prótesis modulares, partiendo de la filosofía de generar un sistema mecánico de sencilla construcción y bajo costo. A partir de las investigaciones y análisis realizados, haciendo uso de software de diseño y de elementos finitos, se diseñó y simulo lo propuesto, para luego materializarlo en un prototipo.Facultad de Ingenierí

Diseño y construcción de prototipo funcional de prótesis total de rodilla policéntrica y pie

La discapacidad física de miembro inferior, afecta a miles de personas entre las cuales están los amputados transfemorales, quienes no tienen la articulación femoro-tibial móvil y a quienes se les dificulta la movilidad, y en general las actividades cotidianas, debido a la utilización de muletas para moverse. En nuestro país, las prótesis que se utilizan de miembro inferior, son importadas, dependiendo de las características y ventajas modernas de las mismas, entre más modernas, más caras, así como más cómoda y funcional El costo monetario es alto para personas que desean recuperar parte de las acciones cotidianas de su vida, y por ello este no debe ser un impedimento para acceder a esa oportunidad. Cada ser humano que necesite una prótesis, es diferente, con necesidades distintas, por ello que el diseño debe ser de gran versatilidad a la hora de adaptarse de manera eficiente a los distintos usuarios. Por lo expuesto anteriormente se infiere que la necesidad de una prótesis es un problema que ha existido desde mucho tiempo atrás, el cual a través de los años ha tenido la responsabilidad de proponer una solución que permita al paciente realizar sus actividades cotidianas de la forma más natural posible, con el menor costo y al alcance de quien lo necesite. La respuesta a dicha problemática que representa una amputación del miembro inferior que contemple la solución más confiable, es un mecanismo policéntrico de cuatro barras el cual se integrara al pie, para dar a lugar a una prótesis total de rodilla y pie que es lo que se realizó. En este contexto se reconoció la necesidad de potenciar el desarrollo de este tipo de prótesis, a fin de poder por un lado evitar los elevados costos de las prótesis importadas, pero quizás más importante aún, contar con la soberanía de dichos dispositivos y que los mismos estén al alcance de quienes los necesiten, sin importar clase social. El desarrollo realizado, consistió en el diseño y construcción de un prototipo funcional de una prótesis de rodilla de tipo policéntrico, y un pie flexible en materiales compuestos, el cual tiene la ventaja de poseer gran flexibilidad y resistencia proporcionada por estos materiales. Ambos diseños se basaron en la facilidad de incorporarse a prótesis modulares y a ponerlos al alcance de quien requiera estos dispositivos, en forma conjunta o separada.Publicado en Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión. La Plata : Universidad Nacional de La Plata, 2015.Facultad de Ingenierí

Protesis de rodilla policentrica imprimible

El ser humano ha logrado a través de su creatividad y de los nuevos descubrimientos tecnológicos, cubrir las necesidades que se le presentan, logrando materializar herramientas que le hacen la vida más sencilla. Estas necesidades no sólo involucran las que son externas a él, como el crear distintos dispositivos o herramientas de trabajo, también se le han presentado necesidades que afectan su propio cuerpo. Una de ellas es la falta de una o varias de sus extremidades. La discapacidad física de miembro inferior afecta a miles de personas, entre las cuales están los amputados transfemorales, quienes no tienen la articulación femorotibial móvil y a quienes se les dificulta la movilidad, y en general las actividades cotidianas, debido a la utilización de muletas para moverse. En Argentina las prótesis que se utilizan de miembro inferior son importadas, dependiendo de las características y ventajas de las mismas, cuanto más modernas, más caras, así como cómoda y funcional. Cada ser humano que necesite una prótesis, es diferente, con necesidades distintas, por ello el diseño debe ser de gran versatilidad a la hora de adaptarse de manera eficiente a los distintos usuarios. La necesidad de una prótesis es un problema que ha existido desde mucho tiempo atrás, el cual a través de los años ha tenido la responsabilidad de proponer una solución que permita al paciente reincorporarse a sus actividades cotidianas lo más rápido posible, sin tiempo de espera, desde que el mismo está apto para poder comenzar a usar una prótesis. Para personas de bajos recursos sin cobertura médica la espera es de 12 a 18 meses aproximadamente para obtener una prótesis, periodo en el cual, dependiendo de la edad y actividad que realiza, comienza a perder el interés y se le dificulta el aprendizaje para la correcta utilización de la prótesis, lo que conlleva al mal o escaso uso una vez entregada la misma. La respuesta a dicha problemática que representa una amputación del miembro inferior que contemple la solución más confiable, es una prótesis de rodilla, con un mecanismo policéntrico de cuatro barras imprimible mediante una impresora 3D convencional de bajo costo, bajo la tecnología (FDM) Fused Deposition Modeling. El desarrollo, consistió en el diseño y construcción y prueba de una prótesis total de rodilla policéntrica imprimible de bajo costo.Sección: Ingeniería Aeronáutica.Facultad de Ingenierí

Diseño y construcción de prototipo funcional de prótesis total de rodilla policéntrica y pie

La discapacidad física de miembro inferior, afecta a miles de personas entre las cuales están los amputados transfemorales, quienes no tienen la articulación femoro-tibial móvil y a quienes se les dificulta la movilidad, y en general las actividades cotidianas, debido a la utilización de muletas para moverse. En nuestro país, las prótesis que se utilizan de miembro inferior, son importadas, dependiendo de las características y ventajas modernas de las mismas, entre más modernas, más caras, así como más cómoda y funcional El costo monetario es alto para personas que desean recuperar parte de las acciones cotidianas de su vida, y por ello este no debe ser un impedimento para acceder a esa oportunidad. Cada ser humano que necesite una prótesis, es diferente, con necesidades distintas, por ello que el diseño debe ser de gran versatilidad a la hora de adaptarse de manera eficiente a los distintos usuarios. Por lo expuesto anteriormente se infiere que la necesidad de una prótesis es un problema que ha existido desde mucho tiempo atrás, el cual a través de los años ha tenido la responsabilidad de proponer una solución que permita al paciente realizar sus actividades cotidianas de la forma más natural posible, con el menor costo y al alcance de quien lo necesite. La respuesta a dicha problemática que representa una amputación del miembro inferior que contemple la solución más confiable, es un mecanismo policéntrico de cuatro barras el cual se integrara al pie, para dar a lugar a una prótesis total de rodilla y pie que es lo que se realizó. En este contexto se reconoció la necesidad de potenciar el desarrollo de este tipo de prótesis, a fin de poder por un lado evitar los elevados costos de las prótesis importadas, pero quizás más importante aún, contar con la soberanía de dichos dispositivos y que los mismos estén al alcance de quienes los necesiten, sin importar clase social. El desarrollo realizado, consistió en el diseño y construcción de un prototipo funcional de una prótesis de rodilla de tipo policéntrico, y un pie flexible en materiales compuestos, el cual tiene la ventaja de poseer gran flexibilidad y resistencia proporcionada por estos materiales. Ambos diseños se basaron en la facilidad de incorporarse a prótesis modulares y a ponerlos al alcance de quien requiera estos dispositivos, en forma conjunta o separada.Publicado en Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión. La Plata : Universidad Nacional de La Plata, 2015.Facultad de Ingenierí

Diseño y validación de sistema de atenuación de impacto mediante estructura colapsable

En los últimos años, se han propuesto muchos diseños exitosos de atenuador de impactos utilizando diferentes materiales y geometrías. Los cuales son diseñados con el propósito de absorber la mayor cantidad de energía en un choque mediante una combinación entre deformación plástica y colapso, disminuyendo los esfuerzos que son trasmitidos a la estructura principal del vehículo y las consecuentes aceleraciones sobre el piloto. Los materiales y geometrías utilizadas para este tipo de estructuras abarcan un amplio espectro, desde estructuras realizadas en materiales ferrosos y no ferrosos, hasta materiales compuestos de altas prestaciones como fibra de carbono y Kevlar, siendo las geometrías de gran variedad y complejidad, dependiendo de los materiales utilizados y la tecnología para su correspondiente construcción. Por consiguiente en este trabajo se estudiará una estructura colapsable construida en aluminio y de geometrías sencillas, ya que lo que se busca es obtener resultados de simulaciones y ensayos los cuales permitan validar las simulaciones realizadas. Para ello inicialmente se establecerá cual es el diseño más adecuado desde el punto de vista de la performance del mismo así como de su complejidad constructiva. Definida la estructura, se procederá a abarcar dos ramas principales, de las cuales inicialmente se establecerá un diseño numérico con sus correspondientes simulaciones utilizando el software de elementos finitos Abaqus, para posteriormente realizar, la construcción y ensayo de la estructura en estudio.Publicado en Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión. La Plata : Universidad Nacional de La Plata, 2015.Facultad de Ingenierí

Diseño y validación de sistema de atenuación de impacto mediante estructura colapsable

En los últimos años, se han propuesto muchos diseños exitosos de atenuador de impactos utilizando diferentes materiales y geometrías. Los cuales son diseñados con el propósito de absorber la mayor cantidad de energía en un choque mediante una combinación entre deformación plástica y colapso, disminuyendo los esfuerzos que son trasmitidos a la estructura principal del vehículo y las consecuentes aceleraciones sobre el piloto. Los materiales y geometrías utilizadas para este tipo de estructuras abarcan un amplio espectro, desde estructuras realizadas en materiales ferrosos y no ferrosos, hasta materiales compuestos de altas prestaciones como fibra de carbono y Kevlar, siendo las geometrías de gran variedad y complejidad, dependiendo de los materiales utilizados y la tecnología para su correspondiente construcción. Por consiguiente en este trabajo se estudiará una estructura colapsable construida en aluminio y de geometrías sencillas, ya que lo que se busca es obtener resultados de simulaciones y ensayos los cuales permitan validar las simulaciones realizadas. Para ello inicialmente se establecerá cual es el diseño más adecuado desde el punto de vista de la performance del mismo así como de su complejidad constructiva. Definida la estructura, se procederá a abarcar dos ramas principales, de las cuales inicialmente se establecerá un diseño numérico con sus correspondientes simulaciones utilizando el software de elementos finitos Abaqus, para posteriormente realizar, la construcción y ensayo de la estructura en estudio.Publicado en Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión. La Plata : Universidad Nacional de La Plata, 2015.Facultad de Ingenierí

Diseño estructural y sistema de suspensión y articulación de vehículo unipersonal de tres ruedas, con motores eléctricos con tecnología Brushless

Durante décadas vehículos de ruedas con diferentes diseños y portes han sido el medio más importante de transporte de personas y objetos; en estos últimos años el incremento del tráfico en ciudades y rutas ha generado problemas de espacio de circulación cada día más graves y difíciles de solucionar. Con la idea de encontrar ayudas con la utilización de nuevos conceptos y recursos nos hemos propuesto un trabajo que contenga alguna de las soluciones necesarias sobre todo aquellas que mejoren las del medio ambiente. Contando con recursos propios en lo que hace a materiales y desarrollos en energías alternativas, particularmente motores eléctricos de última generación, y baterías de Litio- Polímero utilizadas en un scooter, el proyecto ha concluido con éxito en la Facultad de Ingeniería de la UNLP donde se decidió ir por más. El camino que nos pareció que debíamos intentar era el de relacionar el diseño de una moto y el de un coche de cuatro ruedas. Los coches son más voluminosos y costosos, en la actualidad más del 80% de ellos en la circulación de ciudades llevan solo uno o dos pasajeros despreciando una gran cantidad de energía y produciendo gases y ruidos que perturban el ambiente. En este marco, el mercado de vehículos parece estar listo para un nuevo tipo de diseño que sea útil como un coche, pero pequeño como una moto, que pueda transportar una o dos personas en todo tipo de tráfico y situaciones ambientales con energía limpia. Este trabajo se concentra en la idea de un diseño que abarque estos objetivos, como conclusión del desafío; esta propuesta se centra en un concepto de vehículo de tres ruedas, que se propone, constituirse en una síntesis fina de la maniobrabilidad de una moto y la capacidad de carga de un vehículo de cuatro ruedas, su dinámica y protección de los pasajeros. (Párrafo extraído del texto a modo de resumen)Facultad de Ingenierí

Determinación numérica y experimental del incremento en las frecuencias naturales de una pala de generador eólico debido a su rotación

En el presente trabajo, utilizando el software de Elementos Finitos Abaqus, que permite incorporar el efecto de la rotación y las características del material compuesto de la pala. Se realizó una primera estimación de las frecuencias naturales a flexión cuando la pala está bajo la acción de las cargas centrífugas debidas a la rotación de la turbina. Posteriormente se aplica una técnica experimental en la cual la pala, de 1,50 m de longitud y cuerda variable entre 0,15 m y 0,05 m fue discretizada en tres estaciones para someter la misma a cargas de tracción puntuales que simulan la fuerza centrífuga y en estas condiciones se la somete a vibraciones por la técnica de “barrido en frecuencia” en el vibrador electrodinámico (shaker) del Departamento Aeronáutica. (Párrafo extraído del texto a modo de resumen)Facultad de Ingenierí

Determinación de frecuencias naturales de una pala de aerogenerador en materiales compuestos

En el presente trabajo se describe la determinación numérica y experimental de las frecuencias naturales de una pala de generador eólico de 1.5 kW de potencia nominal, diseñado y construido en el Área Departamental Aeronáutica de la Facultad de Ingeniería de la UNLP. Se realizó una primera estimación numérica, con el software de Elementos Finitos Abaqus, de las propiedades mecánicas y estructurales de una pala hueca de un material compuesto estándar, específicamente fibra de vidrio y resina epoxi-vinylester con la forma determinada por el modelo aerodinámico. Las frecuencias naturales en los primeros modos se midieron por dos metodologías experimentales: con barrido en frecuencia en vibrador electrodinámico (shaker), y por el método de impacto, en el que la vibración ante un impacto localizado se mide con acelerómetros y la señal obtenida brinda la frecuencia natural y el amortiguamiento. Los resultados experimentales pertenecientes a la pala real, se contrastaron con los correspondientes a dos modelos numéricos, por un lado con un modelo de prediseño (sin relleno de espuma), y el definitivo con un relleno de resina y esferas de fibra de vidrio. Los resultados demostraron que el modelo final propuesto reproduce aceptablemente los resultados experimentales.Facultad de Ingenierí

Diseño y construcción de un aerogenerador de 1,5 kW

En este trabajo se describen las distintas etapas de diseño y construcción de un generador eólico de eje horizontal, de 3.4 m. de diámetro y 1.5 kW de potencia, concebido para investigación y transferencia tecnológica. Todas las partes, incluyendo el generador eléctrico multipolo de imán permanente, las palas de materiales compuestos y el sistema de control por paso variable, fueron diseñadas y construidas en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata, con el objetivo de lograr un producto con las tecnologías del estado del arte en cada subsistema, apto para la investigación en distintas disciplinas (aerodinámica, estructuras, mecánica, control), plausible de certificación según normas internacionales y transferible, en conjunto o en partes, a la industria nacional. Se describen en particular el generador eléctrico y los ensayos de caracterización del mismo, el cálculo aerodinámico y estructural de las palas y el diseño del sistema de cambio de paso de las mismas.This work reports the different stages of design and construction of a 1.5 kW horizontal axis wind turbine, conceived for research and technological development. All parts, including the multipole permanent magnet electrical generator, the composite blades and the variable pitch control system were designed and constructed at the School of Engineering, National University of La Plata, Argentina, with the purpose of having a state-of-the-art product in each of its subsystems (Aerodynamics, Structures, Mechanisms, Control), able to certificate under international standards, and trasferable, as a whole or partially, to industry. The work describes the generator and its characterization tests, the blade structure and the variable pitch system.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES