Acerca del proyecto

El trabajo habla sobre principios de accesibilidad y ergonomía, para satisfacer las necesidades de pacientes con lesiones traumatológicas y ortopédicas en terapia acuática. Se exploran los antecedentes históricos y beneficios de la terapia acuática, así como la anatomía y antropometría mexicana relevantes para el diseño. Además, se detalla el diseño de un prototipo alfa y beta con análisis CAD y simulación computacional de fluidos, buscando optimizar la distribución del flujo de agua para tratamientos seguros y efectivos. Finalmente, se discuten los resultados de las simulaciones y el análisis de deformación, proponiendo un futuro de terapias personalizadas y accesibles en México.

Justificación

El trabajo de investigación radica en la necesidad de mejorar la rehabilitación de pacientes con problemas musculoesqueléticos, especialmente aquellos postquirúrgicos, buscando restaurar la función motora y prevenir nuevas lesiones mediante el uso de artefactos o dispositivos. Actualmente, la rehabilitación acuática no ha recibido un interés significativo en la investigación en México. A pesar de que la terapia acuática ofrece diversas disciplinas y ejercicios, y los datos del INEGI revelan que aproximadamente 124,376 personas reciben tratamientos de fisioterapia en establecimientos particulares, lo que subraya la importancia de este estudio. Lamentablemente, el acceso a dispositivos de monitoreo y otros artefactos especializados para terapia acuática en el país es limitado debido a la falta de presupuesto, lo que lleva a la población a recurrir a aparatos caseros que no cubren las necesidades adecuadas ni proporcionan funciones completas.

Objetivo

El objetivo principal es que los pacientes con lesiones de traumatología y ortopedia logren una recuperación más rápida y segura, aumentando principalmente la motricidad, y alcancen una vida autónoma, ya sea parcial o completa.

Adicionalmente, el estudio busca dar a conocer la relevancia de las distintas disciplinas de la terapia acuática en México y fomentar el desarrollo de albercas automatizadas con un costo de construcción y adquisición reducido, facilitando su adopción en diversos centros del país.

Diseño mecánico

El prototipo beta fue sometido a un análisis exhaustivo utilizando Diseño Asistido por Computadora (CAD) con el software SolidWorks (versión Student Edition 2023 SP2.1). Este análisis permitió visualizar la pieza en tres dimensiones, optimizar el proceso de diseño, disminuir errores en la fabricación y ensamble, y documentar el proceso. La configuración geométrica del sistema de ramificación del prototipo beta se compone de una tubería principal con múltiples derivaciones perpendiculares, distribuidas en una estructura matricial, pensadas para emitir chorros de agua controlados hacia una cámara de prueba. Específicamente, cuenta con 16 salidas circulares con un diámetro interno de 21 mm y externo de 28 mm. El material elegido para estas ramificaciones es PVC Industrial de la marca CRESCO, conocido por su resistencia a altas temperaturas (hasta 50°C) y su conformidad con la norma NMX-E-145. La pecera o tanque, que simula las condiciones de una piscina terapéutica a menor escala.

Se observó que la estructura de ramificación permitió distribuir el flujo a través de múltiples salidas. Esto resultó en un control más preciso sobre la dirección y velocidad del agua, lo cual es esencial en el contexto terapéutico. Las simulaciones mostraron que un diseño simétrico de las salidas contribuye a una distribución equilibrada del flujo, aunque este permitió la identificación de zonas críticas y la optimización del diseño para evitar incomodidades o lesiones al paciente.

Resultados

La ventaja del sistema fue la resistencia adicional de los vortices generados en la parte trasera de la extremidad afectada del paciente. Dicho sistema se aplico para brazos, codos, muñecas, pies en general y para infantes en casos como piernas o cadera para menores de 4 años.

Con el análisis GOM proporcionó mediciones detalladas que visualizan áreas con mayores o menores cambios (micro-deformaciones) en la superficie de la mano y parte del antebrazo.

El informe indicó que áreas como el puño y parte del antebrazo experimentaron mayores deformaciones. Este tipo de análisis es útil para comprender cómo las fuerzas del agua actúan sobre diferentes partes del cuerpo.

Los resultados son valiosos para ajustar los parámetros de la terapia (como la velocidad o dirección del flujo de agua) y maximizar sus beneficios, identificando qué áreas del cuerpo experimentan mayores deformaciones o tensiones.

M. C. Fidel Romero Martínez

AUTOR

Dr. Juan Alfonso Beltrán Fernández

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