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TREBAJO FINAL DE GRADO
TIacuteTULO
DISENtildeO DE PROacuteTESIS CANINA DE EXTREMIDAD TRASERA
AUTOR FRIacuteAS ZUacuteNtildeIGA GERALD NICOLAacuteS
FECHA DE PRESENTACIOacuteN Junio 2020
APELLIDO FRIacuteAS ZUacuteNtildeIGA NOMBRE GERALD NICOLAacuteS TITULACIOacuteN GRADO DE INGENIERIA EN DIESNtildeO INDUSTRIAL Y
DESARROLLO DEL PRODUCTO PLAN 2020 DIRECTOR ALIAU PONS JOAN JOSEP DEPARTAMENTO EXPRESIOacuteN GRAacuteFICA EN LA INGENIERIA
CALIFICACIOacuteN DEL TFG
FECHA DE LECTURA 13 de Julio de 2019
Siacute X No
Este Proyecto tiene en cuenta aspectos medioambientales
TRIBUNAL
PRESIDENTE SECRETARIA VOCAL
TREJO OMENtildeACA ALEXANDRE
TORRAS SENDRA
MARIA ALBA
FORTUNY SANROMA
AGUSTIN
RESUMEN
Este Trabajo de Fin de Grado tiene como propoacutesito disentildear una proacutetesis para perro que sea capaz de sustituir la extremidad trasera y que se pueda fabricar con una impresora 3D En la actualidad el mercado de proacutetesis para perro estaacute muy limitada y con precios muy elevados sin comentar que nadie utiliza impresioacuten 3D Esto se debe a que no hace mucho cuando un perro perdiacutea su extremidad normalmente se sacrificaba o se le dejaba con tres patas pero poco a poco se estaacute dando visibilidad y una nueva salida a este problema En este proyecto se haraacute un estudio detallado del mercado para saber doacutende posicionar el producto Despueacutes se haraacute un briefing para poner las bases de la proacutetesis y despueacutes se desarrollaraacute haciendo el disentildeo 3D con todas las justificaciones de formas materiales y caacutelculos Una vez terminado se haraacuten unos presupuestos donde se explicaraacuten todos los costes y cuanto valdriacutea la proacutetesis en el mercado Debido a la pandemia del COVID-19 algunos apartados del trabajo no se han podido realizar como se imaginaba pero se ha intentado hacer lo mejor posible con las herramientas de las que se disponiacutea
Palabras clave (maacuteximo 10)
Proacutetesis Canina Perro Disentildeo
Impresioacuten 3D Amputacioacuten Extremidad trasera
RESUM
Aquest Treball de Fi de Grau teacute com a propogravesit dissenyar una progravetesi per a gos que sigui capaccedil de substituir lrsquoextremitat darrera i que es pugui fabricar amb una impressora 3D Actualment el mercat de progravetesi per a gos estagrave molt limitat i amb preus molt elevats sense comentar que ninguacute utilitza la impressioacute 3D Aixograve es deu al fet que no fa molt quan un gos perdia la seva extremitat normalment se sacrificava o se li deixava amb tres potes perograve a poc a poc srsquoestagrave donant visibilitat i una nova sortida a aquest problema En aquest projecte es faragrave un estudi detallat del mercat per saber on posicionar el producte Despreacutes es faragrave un briefing per posar les bases de la progravetesi i despreacutes es desenvoluparagrave fent el disseny 3D amb totes les justificacions de formes materials i cagravelculs Un cop acabat es faran els pressupostos on srsquoexplicaran tots els costos i quant valdria la progravetesi al mercat A causa de la pandegravemia de la COVID-19 alguns apartats del treball no srsquohan pogut realitzar com srsquoimaginava perograve srsquoha intentat fer el millor possible amb les eines que disposagravevem
Paraules clau (10 magravexim)
Progravetesi Caniacute Gos Disseny
Impressioacute 3D Amputacioacute Extremitat darrera
ABSTRACT
The purpose of this End of Degree Project is to design a dog prosthesis that is capable of replacing the hind limb and that can be manufactured with a 3D printer Currently the dog prosthesis market is very limited and has very high prices not only that but also nobody uses 3D printing This is due to not long ago when a dog lost its limb it was usually sacrificed or left with three legs but little by little visibility and a new way out of this problem is being given In this project a detailed study of the market will be made to know where to position the product Then a briefing will be made to put the bases of the prosthesis and right after the 3D design will be created with all the justifications of forms materials and calculations Once it is finished we will make a budget where we will explain the costs and how much the prosthesis would be worth in the market Due to the COVID-19 pandemic there are some sections of the work that could not be done as desired but we have tried to do the best with the tools that were available
Keywords (10 maximum)
Prosthesis Canine Dog Design
3D impression Amputation Lower limb
SUMARIO
INTRODUCCIOacuteN 8
11 OBJETIVOS 9
2 ESTADO DEL ARTE 10
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10
211 ANTIGUO EGIPTO 10
212 IMPERIO ROMANO 10
213 ALTA EDAD MEDIA 11
214 ANtildeO 1500 11
215 SIGLO XVII Y XIX 12
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12
22 ATENTADO DE BOSTON 13
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14
24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15
3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16
31 MAPA IDEAS 16
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20
4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21
42 ANATOMIA CANINA 22
421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27
43 PROacuteTESIS 28
431 EXOPROacuteTESIS 29
432 ENDOPROacuteTESIS 29
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30
44 ESTUDIO DE MERCADO 30
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30
442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31
443 BETA IMPLANTS 31
444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35
45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36
5 BRIEFING 39
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39
512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41
513 CUADRO FUNCIONAL 43
514 PRECEDENTES 44
515 AGUJEROS Y VENTANAS 44
516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45
517 ELECCIOacuteN 45
518 TIPO DE DISENtildeO 46
6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47
611 PRIMER BOCETO 47
612 SEGUNDO BOCETO 48
613 TERCER BOCETO 48
62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49
63 PRIMER DISENtildeO 3D 49
64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50
643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51
644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51
645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52
647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54
651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55
66 DISENtildeO FINAL 60
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61
67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62
68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64
681 ALTURA DE LA PATA 64
682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66
69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67
691 PARTE INTERNA 67
692 PARTE EXTERNA 68
693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69
694 UNIONES 69
610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72
6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73
6103 MATERIAL DE LA PATA 75
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77
611 AMFE 79
7 CAacuteLCULOS 84
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88
8 PRESUPUESTOS 90
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90
82 TIPOS DE COSTES 91
821 COSTE DE LOS MATERIALES 91
822 COSTES DE MAQUINARIA 92
823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
83 COSTES DE PERSONAL 93
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93
85 VENTA AL PUacuteBLICO 95
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95
9 CONCLUSIONES 96
AGRADECIMIENTOS 97
WEBGRAFIA 98
SUMARIO DE FIGURAS
FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10
FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11
FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11
FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12
FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12
FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13
FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14
FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16
FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17
FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17
FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18
FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21
FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22
FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24
FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24
FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25
FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28
FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29
FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30
FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31
FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31
FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32
FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33
FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33
FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36
FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37
FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37
FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37
FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39
FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40
FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47
FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49
FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49
FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51
FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51
FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52
FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52
FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53
FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53
FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54
FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54
FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55
FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56
FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57
FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58
FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58
FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59
FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60
FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60
FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61
FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61
FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62
FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62
FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63
FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65
FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66
FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67
FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68
FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68
FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69
FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73
FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73
FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75
FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75
FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77
FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77
FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78
FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84
FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85
FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85
FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86
FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87
FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87
FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88
FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89
SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
88
En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
89
El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
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Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
101
Nylon PA12+CF15 175 mm (s f) 3DJake Espantildea Consultado el 03062020
httpswww3djakeesfiberlogynylon-pa12cf15
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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APELLIDO FRIacuteAS ZUacuteNtildeIGA NOMBRE GERALD NICOLAacuteS TITULACIOacuteN GRADO DE INGENIERIA EN DIESNtildeO INDUSTRIAL Y
DESARROLLO DEL PRODUCTO PLAN 2020 DIRECTOR ALIAU PONS JOAN JOSEP DEPARTAMENTO EXPRESIOacuteN GRAacuteFICA EN LA INGENIERIA
CALIFICACIOacuteN DEL TFG
FECHA DE LECTURA 13 de Julio de 2019
Siacute X No
Este Proyecto tiene en cuenta aspectos medioambientales
TRIBUNAL
PRESIDENTE SECRETARIA VOCAL
TREJO OMENtildeACA ALEXANDRE
TORRAS SENDRA
MARIA ALBA
FORTUNY SANROMA
AGUSTIN
RESUMEN
Este Trabajo de Fin de Grado tiene como propoacutesito disentildear una proacutetesis para perro que sea capaz de sustituir la extremidad trasera y que se pueda fabricar con una impresora 3D En la actualidad el mercado de proacutetesis para perro estaacute muy limitada y con precios muy elevados sin comentar que nadie utiliza impresioacuten 3D Esto se debe a que no hace mucho cuando un perro perdiacutea su extremidad normalmente se sacrificaba o se le dejaba con tres patas pero poco a poco se estaacute dando visibilidad y una nueva salida a este problema En este proyecto se haraacute un estudio detallado del mercado para saber doacutende posicionar el producto Despueacutes se haraacute un briefing para poner las bases de la proacutetesis y despueacutes se desarrollaraacute haciendo el disentildeo 3D con todas las justificaciones de formas materiales y caacutelculos Una vez terminado se haraacuten unos presupuestos donde se explicaraacuten todos los costes y cuanto valdriacutea la proacutetesis en el mercado Debido a la pandemia del COVID-19 algunos apartados del trabajo no se han podido realizar como se imaginaba pero se ha intentado hacer lo mejor posible con las herramientas de las que se disponiacutea
Palabras clave (maacuteximo 10)
Proacutetesis Canina Perro Disentildeo
Impresioacuten 3D Amputacioacuten Extremidad trasera
RESUM
Aquest Treball de Fi de Grau teacute com a propogravesit dissenyar una progravetesi per a gos que sigui capaccedil de substituir lrsquoextremitat darrera i que es pugui fabricar amb una impressora 3D Actualment el mercat de progravetesi per a gos estagrave molt limitat i amb preus molt elevats sense comentar que ninguacute utilitza la impressioacute 3D Aixograve es deu al fet que no fa molt quan un gos perdia la seva extremitat normalment se sacrificava o se li deixava amb tres potes perograve a poc a poc srsquoestagrave donant visibilitat i una nova sortida a aquest problema En aquest projecte es faragrave un estudi detallat del mercat per saber on posicionar el producte Despreacutes es faragrave un briefing per posar les bases de la progravetesi i despreacutes es desenvoluparagrave fent el disseny 3D amb totes les justificacions de formes materials i cagravelculs Un cop acabat es faran els pressupostos on srsquoexplicaran tots els costos i quant valdria la progravetesi al mercat A causa de la pandegravemia de la COVID-19 alguns apartats del treball no srsquohan pogut realitzar com srsquoimaginava perograve srsquoha intentat fer el millor possible amb les eines que disposagravevem
Paraules clau (10 magravexim)
Progravetesi Caniacute Gos Disseny
Impressioacute 3D Amputacioacute Extremitat darrera
ABSTRACT
The purpose of this End of Degree Project is to design a dog prosthesis that is capable of replacing the hind limb and that can be manufactured with a 3D printer Currently the dog prosthesis market is very limited and has very high prices not only that but also nobody uses 3D printing This is due to not long ago when a dog lost its limb it was usually sacrificed or left with three legs but little by little visibility and a new way out of this problem is being given In this project a detailed study of the market will be made to know where to position the product Then a briefing will be made to put the bases of the prosthesis and right after the 3D design will be created with all the justifications of forms materials and calculations Once it is finished we will make a budget where we will explain the costs and how much the prosthesis would be worth in the market Due to the COVID-19 pandemic there are some sections of the work that could not be done as desired but we have tried to do the best with the tools that were available
Keywords (10 maximum)
Prosthesis Canine Dog Design
3D impression Amputation Lower limb
SUMARIO
INTRODUCCIOacuteN 8
11 OBJETIVOS 9
2 ESTADO DEL ARTE 10
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10
211 ANTIGUO EGIPTO 10
212 IMPERIO ROMANO 10
213 ALTA EDAD MEDIA 11
214 ANtildeO 1500 11
215 SIGLO XVII Y XIX 12
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12
22 ATENTADO DE BOSTON 13
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14
24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15
3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16
31 MAPA IDEAS 16
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20
4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21
42 ANATOMIA CANINA 22
421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27
43 PROacuteTESIS 28
431 EXOPROacuteTESIS 29
432 ENDOPROacuteTESIS 29
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30
44 ESTUDIO DE MERCADO 30
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30
442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31
443 BETA IMPLANTS 31
444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35
45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36
5 BRIEFING 39
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39
512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41
513 CUADRO FUNCIONAL 43
514 PRECEDENTES 44
515 AGUJEROS Y VENTANAS 44
516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45
517 ELECCIOacuteN 45
518 TIPO DE DISENtildeO 46
6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47
611 PRIMER BOCETO 47
612 SEGUNDO BOCETO 48
613 TERCER BOCETO 48
62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49
63 PRIMER DISENtildeO 3D 49
64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50
643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51
644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51
645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52
647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54
651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55
66 DISENtildeO FINAL 60
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61
67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62
68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64
681 ALTURA DE LA PATA 64
682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66
69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67
691 PARTE INTERNA 67
692 PARTE EXTERNA 68
693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69
694 UNIONES 69
610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72
6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73
6103 MATERIAL DE LA PATA 75
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77
611 AMFE 79
7 CAacuteLCULOS 84
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88
8 PRESUPUESTOS 90
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90
82 TIPOS DE COSTES 91
821 COSTE DE LOS MATERIALES 91
822 COSTES DE MAQUINARIA 92
823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
83 COSTES DE PERSONAL 93
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93
85 VENTA AL PUacuteBLICO 95
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95
9 CONCLUSIONES 96
AGRADECIMIENTOS 97
WEBGRAFIA 98
SUMARIO DE FIGURAS
FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10
FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11
FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11
FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12
FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12
FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13
FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14
FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16
FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17
FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17
FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18
FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21
FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22
FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24
FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24
FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25
FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28
FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29
FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30
FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31
FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31
FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32
FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33
FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33
FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36
FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37
FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37
FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37
FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39
FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40
FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47
FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49
FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49
FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51
FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51
FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52
FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52
FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53
FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53
FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54
FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54
FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55
FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56
FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57
FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58
FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58
FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59
FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60
FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60
FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61
FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61
FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62
FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62
FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63
FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65
FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66
FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67
FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68
FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68
FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69
FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73
FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73
FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75
FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75
FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77
FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77
FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78
FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84
FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85
FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85
FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86
FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87
FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87
FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88
FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89
SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
88
En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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89
El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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91
82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
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httpsimpresiontresdecompresupuesto-de-un-proyecto-impresion-3d
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
101
Nylon PA12+CF15 175 mm (s f) 3DJake Espantildea Consultado el 03062020
httpswww3djakeesfiberlogynylon-pa12cf15
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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RESUMEN
Este Trabajo de Fin de Grado tiene como propoacutesito disentildear una proacutetesis para perro que sea capaz de sustituir la extremidad trasera y que se pueda fabricar con una impresora 3D En la actualidad el mercado de proacutetesis para perro estaacute muy limitada y con precios muy elevados sin comentar que nadie utiliza impresioacuten 3D Esto se debe a que no hace mucho cuando un perro perdiacutea su extremidad normalmente se sacrificaba o se le dejaba con tres patas pero poco a poco se estaacute dando visibilidad y una nueva salida a este problema En este proyecto se haraacute un estudio detallado del mercado para saber doacutende posicionar el producto Despueacutes se haraacute un briefing para poner las bases de la proacutetesis y despueacutes se desarrollaraacute haciendo el disentildeo 3D con todas las justificaciones de formas materiales y caacutelculos Una vez terminado se haraacuten unos presupuestos donde se explicaraacuten todos los costes y cuanto valdriacutea la proacutetesis en el mercado Debido a la pandemia del COVID-19 algunos apartados del trabajo no se han podido realizar como se imaginaba pero se ha intentado hacer lo mejor posible con las herramientas de las que se disponiacutea
Palabras clave (maacuteximo 10)
Proacutetesis Canina Perro Disentildeo
Impresioacuten 3D Amputacioacuten Extremidad trasera
RESUM
Aquest Treball de Fi de Grau teacute com a propogravesit dissenyar una progravetesi per a gos que sigui capaccedil de substituir lrsquoextremitat darrera i que es pugui fabricar amb una impressora 3D Actualment el mercat de progravetesi per a gos estagrave molt limitat i amb preus molt elevats sense comentar que ninguacute utilitza la impressioacute 3D Aixograve es deu al fet que no fa molt quan un gos perdia la seva extremitat normalment se sacrificava o se li deixava amb tres potes perograve a poc a poc srsquoestagrave donant visibilitat i una nova sortida a aquest problema En aquest projecte es faragrave un estudi detallat del mercat per saber on posicionar el producte Despreacutes es faragrave un briefing per posar les bases de la progravetesi i despreacutes es desenvoluparagrave fent el disseny 3D amb totes les justificacions de formes materials i cagravelculs Un cop acabat es faran els pressupostos on srsquoexplicaran tots els costos i quant valdria la progravetesi al mercat A causa de la pandegravemia de la COVID-19 alguns apartats del treball no srsquohan pogut realitzar com srsquoimaginava perograve srsquoha intentat fer el millor possible amb les eines que disposagravevem
Paraules clau (10 magravexim)
Progravetesi Caniacute Gos Disseny
Impressioacute 3D Amputacioacute Extremitat darrera
ABSTRACT
The purpose of this End of Degree Project is to design a dog prosthesis that is capable of replacing the hind limb and that can be manufactured with a 3D printer Currently the dog prosthesis market is very limited and has very high prices not only that but also nobody uses 3D printing This is due to not long ago when a dog lost its limb it was usually sacrificed or left with three legs but little by little visibility and a new way out of this problem is being given In this project a detailed study of the market will be made to know where to position the product Then a briefing will be made to put the bases of the prosthesis and right after the 3D design will be created with all the justifications of forms materials and calculations Once it is finished we will make a budget where we will explain the costs and how much the prosthesis would be worth in the market Due to the COVID-19 pandemic there are some sections of the work that could not be done as desired but we have tried to do the best with the tools that were available
Keywords (10 maximum)
Prosthesis Canine Dog Design
3D impression Amputation Lower limb
SUMARIO
INTRODUCCIOacuteN 8
11 OBJETIVOS 9
2 ESTADO DEL ARTE 10
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10
211 ANTIGUO EGIPTO 10
212 IMPERIO ROMANO 10
213 ALTA EDAD MEDIA 11
214 ANtildeO 1500 11
215 SIGLO XVII Y XIX 12
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12
22 ATENTADO DE BOSTON 13
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14
24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15
3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16
31 MAPA IDEAS 16
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20
4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21
42 ANATOMIA CANINA 22
421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27
43 PROacuteTESIS 28
431 EXOPROacuteTESIS 29
432 ENDOPROacuteTESIS 29
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30
44 ESTUDIO DE MERCADO 30
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30
442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31
443 BETA IMPLANTS 31
444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35
45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36
5 BRIEFING 39
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39
512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41
513 CUADRO FUNCIONAL 43
514 PRECEDENTES 44
515 AGUJEROS Y VENTANAS 44
516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45
517 ELECCIOacuteN 45
518 TIPO DE DISENtildeO 46
6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47
611 PRIMER BOCETO 47
612 SEGUNDO BOCETO 48
613 TERCER BOCETO 48
62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49
63 PRIMER DISENtildeO 3D 49
64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50
643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51
644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51
645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52
647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54
651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55
66 DISENtildeO FINAL 60
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61
67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62
68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64
681 ALTURA DE LA PATA 64
682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66
69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67
691 PARTE INTERNA 67
692 PARTE EXTERNA 68
693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69
694 UNIONES 69
610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72
6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73
6103 MATERIAL DE LA PATA 75
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77
611 AMFE 79
7 CAacuteLCULOS 84
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88
8 PRESUPUESTOS 90
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90
82 TIPOS DE COSTES 91
821 COSTE DE LOS MATERIALES 91
822 COSTES DE MAQUINARIA 92
823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
83 COSTES DE PERSONAL 93
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93
85 VENTA AL PUacuteBLICO 95
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95
9 CONCLUSIONES 96
AGRADECIMIENTOS 97
WEBGRAFIA 98
SUMARIO DE FIGURAS
FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10
FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11
FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11
FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12
FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12
FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13
FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14
FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16
FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17
FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17
FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18
FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21
FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22
FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24
FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24
FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25
FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28
FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29
FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30
FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31
FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31
FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32
FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33
FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33
FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36
FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37
FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37
FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37
FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39
FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40
FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47
FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49
FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49
FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51
FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51
FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52
FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52
FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53
FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53
FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54
FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54
FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55
FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56
FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57
FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58
FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58
FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59
FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60
FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60
FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61
FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61
FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62
FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62
FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63
FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65
FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66
FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67
FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68
FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68
FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69
FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73
FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73
FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75
FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75
FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77
FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77
FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78
FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84
FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85
FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85
FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86
FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87
FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87
FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88
FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89
SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
88
En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
89
El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
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Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
101
Nylon PA12+CF15 175 mm (s f) 3DJake Espantildea Consultado el 03062020
httpswww3djakeesfiberlogynylon-pa12cf15
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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RESUM
Aquest Treball de Fi de Grau teacute com a propogravesit dissenyar una progravetesi per a gos que sigui capaccedil de substituir lrsquoextremitat darrera i que es pugui fabricar amb una impressora 3D Actualment el mercat de progravetesi per a gos estagrave molt limitat i amb preus molt elevats sense comentar que ninguacute utilitza la impressioacute 3D Aixograve es deu al fet que no fa molt quan un gos perdia la seva extremitat normalment se sacrificava o se li deixava amb tres potes perograve a poc a poc srsquoestagrave donant visibilitat i una nova sortida a aquest problema En aquest projecte es faragrave un estudi detallat del mercat per saber on posicionar el producte Despreacutes es faragrave un briefing per posar les bases de la progravetesi i despreacutes es desenvoluparagrave fent el disseny 3D amb totes les justificacions de formes materials i cagravelculs Un cop acabat es faran els pressupostos on srsquoexplicaran tots els costos i quant valdria la progravetesi al mercat A causa de la pandegravemia de la COVID-19 alguns apartats del treball no srsquohan pogut realitzar com srsquoimaginava perograve srsquoha intentat fer el millor possible amb les eines que disposagravevem
Paraules clau (10 magravexim)
Progravetesi Caniacute Gos Disseny
Impressioacute 3D Amputacioacute Extremitat darrera
ABSTRACT
The purpose of this End of Degree Project is to design a dog prosthesis that is capable of replacing the hind limb and that can be manufactured with a 3D printer Currently the dog prosthesis market is very limited and has very high prices not only that but also nobody uses 3D printing This is due to not long ago when a dog lost its limb it was usually sacrificed or left with three legs but little by little visibility and a new way out of this problem is being given In this project a detailed study of the market will be made to know where to position the product Then a briefing will be made to put the bases of the prosthesis and right after the 3D design will be created with all the justifications of forms materials and calculations Once it is finished we will make a budget where we will explain the costs and how much the prosthesis would be worth in the market Due to the COVID-19 pandemic there are some sections of the work that could not be done as desired but we have tried to do the best with the tools that were available
Keywords (10 maximum)
Prosthesis Canine Dog Design
3D impression Amputation Lower limb
SUMARIO
INTRODUCCIOacuteN 8
11 OBJETIVOS 9
2 ESTADO DEL ARTE 10
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10
211 ANTIGUO EGIPTO 10
212 IMPERIO ROMANO 10
213 ALTA EDAD MEDIA 11
214 ANtildeO 1500 11
215 SIGLO XVII Y XIX 12
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12
22 ATENTADO DE BOSTON 13
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14
24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15
3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16
31 MAPA IDEAS 16
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20
4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21
42 ANATOMIA CANINA 22
421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27
43 PROacuteTESIS 28
431 EXOPROacuteTESIS 29
432 ENDOPROacuteTESIS 29
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30
44 ESTUDIO DE MERCADO 30
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30
442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31
443 BETA IMPLANTS 31
444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35
45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36
5 BRIEFING 39
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39
512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41
513 CUADRO FUNCIONAL 43
514 PRECEDENTES 44
515 AGUJEROS Y VENTANAS 44
516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45
517 ELECCIOacuteN 45
518 TIPO DE DISENtildeO 46
6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47
611 PRIMER BOCETO 47
612 SEGUNDO BOCETO 48
613 TERCER BOCETO 48
62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49
63 PRIMER DISENtildeO 3D 49
64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50
643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51
644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51
645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52
647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54
651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55
66 DISENtildeO FINAL 60
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61
67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62
68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64
681 ALTURA DE LA PATA 64
682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66
69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67
691 PARTE INTERNA 67
692 PARTE EXTERNA 68
693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69
694 UNIONES 69
610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72
6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73
6103 MATERIAL DE LA PATA 75
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77
611 AMFE 79
7 CAacuteLCULOS 84
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88
8 PRESUPUESTOS 90
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90
82 TIPOS DE COSTES 91
821 COSTE DE LOS MATERIALES 91
822 COSTES DE MAQUINARIA 92
823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
83 COSTES DE PERSONAL 93
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93
85 VENTA AL PUacuteBLICO 95
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95
9 CONCLUSIONES 96
AGRADECIMIENTOS 97
WEBGRAFIA 98
SUMARIO DE FIGURAS
FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10
FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11
FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11
FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12
FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12
FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13
FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14
FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16
FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17
FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17
FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18
FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21
FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22
FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24
FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24
FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25
FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28
FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29
FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30
FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31
FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31
FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32
FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33
FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33
FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36
FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37
FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37
FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37
FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39
FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40
FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47
FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49
FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49
FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51
FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51
FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52
FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52
FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53
FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53
FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54
FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54
FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55
FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56
FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57
FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58
FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58
FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59
FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60
FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60
FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61
FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61
FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62
FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62
FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63
FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65
FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66
FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67
FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68
FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68
FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69
FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73
FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73
FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75
FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75
FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77
FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77
FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78
FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84
FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85
FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85
FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86
FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87
FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87
FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88
FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89
SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
89
El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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ABSTRACT
The purpose of this End of Degree Project is to design a dog prosthesis that is capable of replacing the hind limb and that can be manufactured with a 3D printer Currently the dog prosthesis market is very limited and has very high prices not only that but also nobody uses 3D printing This is due to not long ago when a dog lost its limb it was usually sacrificed or left with three legs but little by little visibility and a new way out of this problem is being given In this project a detailed study of the market will be made to know where to position the product Then a briefing will be made to put the bases of the prosthesis and right after the 3D design will be created with all the justifications of forms materials and calculations Once it is finished we will make a budget where we will explain the costs and how much the prosthesis would be worth in the market Due to the COVID-19 pandemic there are some sections of the work that could not be done as desired but we have tried to do the best with the tools that were available
Keywords (10 maximum)
Prosthesis Canine Dog Design
3D impression Amputation Lower limb
SUMARIO
INTRODUCCIOacuteN 8
11 OBJETIVOS 9
2 ESTADO DEL ARTE 10
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10
211 ANTIGUO EGIPTO 10
212 IMPERIO ROMANO 10
213 ALTA EDAD MEDIA 11
214 ANtildeO 1500 11
215 SIGLO XVII Y XIX 12
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12
22 ATENTADO DE BOSTON 13
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14
24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15
3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16
31 MAPA IDEAS 16
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20
4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21
42 ANATOMIA CANINA 22
421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27
43 PROacuteTESIS 28
431 EXOPROacuteTESIS 29
432 ENDOPROacuteTESIS 29
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30
44 ESTUDIO DE MERCADO 30
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30
442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31
443 BETA IMPLANTS 31
444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35
45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36
5 BRIEFING 39
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39
512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41
513 CUADRO FUNCIONAL 43
514 PRECEDENTES 44
515 AGUJEROS Y VENTANAS 44
516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45
517 ELECCIOacuteN 45
518 TIPO DE DISENtildeO 46
6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47
611 PRIMER BOCETO 47
612 SEGUNDO BOCETO 48
613 TERCER BOCETO 48
62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49
63 PRIMER DISENtildeO 3D 49
64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50
643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51
644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51
645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52
647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54
651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55
66 DISENtildeO FINAL 60
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61
67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62
68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64
681 ALTURA DE LA PATA 64
682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66
69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67
691 PARTE INTERNA 67
692 PARTE EXTERNA 68
693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69
694 UNIONES 69
610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72
6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73
6103 MATERIAL DE LA PATA 75
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77
611 AMFE 79
7 CAacuteLCULOS 84
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88
8 PRESUPUESTOS 90
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90
82 TIPOS DE COSTES 91
821 COSTE DE LOS MATERIALES 91
822 COSTES DE MAQUINARIA 92
823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
83 COSTES DE PERSONAL 93
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93
85 VENTA AL PUacuteBLICO 95
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95
9 CONCLUSIONES 96
AGRADECIMIENTOS 97
WEBGRAFIA 98
SUMARIO DE FIGURAS
FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10
FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11
FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11
FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12
FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12
FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13
FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14
FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16
FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17
FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17
FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18
FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21
FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22
FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24
FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24
FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25
FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28
FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29
FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30
FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31
FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31
FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32
FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33
FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33
FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36
FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37
FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37
FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37
FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39
FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40
FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47
FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49
FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49
FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51
FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51
FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52
FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52
FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53
FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53
FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54
FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54
FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55
FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56
FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57
FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58
FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58
FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59
FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60
FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60
FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61
FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61
FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62
FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62
FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63
FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65
FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66
FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67
FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68
FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68
FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69
FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73
FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73
FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75
FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75
FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77
FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77
FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78
FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84
FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85
FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85
FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86
FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87
FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87
FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88
FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89
SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
11
Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
18
bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
19
bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
24
Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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92
822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
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SUMARIO
INTRODUCCIOacuteN 8
11 OBJETIVOS 9
2 ESTADO DEL ARTE 10
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10
211 ANTIGUO EGIPTO 10
212 IMPERIO ROMANO 10
213 ALTA EDAD MEDIA 11
214 ANtildeO 1500 11
215 SIGLO XVII Y XIX 12
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12
22 ATENTADO DE BOSTON 13
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14
24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15
3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16
31 MAPA IDEAS 16
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20
4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21
42 ANATOMIA CANINA 22
421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27
43 PROacuteTESIS 28
431 EXOPROacuteTESIS 29
432 ENDOPROacuteTESIS 29
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30
44 ESTUDIO DE MERCADO 30
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30
442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31
443 BETA IMPLANTS 31
444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35
45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36
5 BRIEFING 39
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39
512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41
513 CUADRO FUNCIONAL 43
514 PRECEDENTES 44
515 AGUJEROS Y VENTANAS 44
516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45
517 ELECCIOacuteN 45
518 TIPO DE DISENtildeO 46
6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47
611 PRIMER BOCETO 47
612 SEGUNDO BOCETO 48
613 TERCER BOCETO 48
62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49
63 PRIMER DISENtildeO 3D 49
64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50
643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51
644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51
645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52
647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54
651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55
66 DISENtildeO FINAL 60
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61
67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62
68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64
681 ALTURA DE LA PATA 64
682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66
69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67
691 PARTE INTERNA 67
692 PARTE EXTERNA 68
693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69
694 UNIONES 69
610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72
6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73
6103 MATERIAL DE LA PATA 75
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77
611 AMFE 79
7 CAacuteLCULOS 84
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88
8 PRESUPUESTOS 90
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90
82 TIPOS DE COSTES 91
821 COSTE DE LOS MATERIALES 91
822 COSTES DE MAQUINARIA 92
823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
83 COSTES DE PERSONAL 93
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93
85 VENTA AL PUacuteBLICO 95
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95
9 CONCLUSIONES 96
AGRADECIMIENTOS 97
WEBGRAFIA 98
SUMARIO DE FIGURAS
FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10
FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11
FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11
FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12
FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12
FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13
FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14
FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16
FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17
FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17
FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18
FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21
FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22
FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24
FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24
FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25
FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28
FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29
FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30
FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31
FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31
FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32
FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33
FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33
FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36
FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37
FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37
FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37
FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39
FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40
FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47
FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49
FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49
FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51
FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51
FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52
FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52
FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53
FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53
FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54
FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54
FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55
FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56
FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57
FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58
FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58
FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59
FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60
FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60
FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61
FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61
FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62
FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62
FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63
FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65
FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66
FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67
FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68
FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68
FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69
FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73
FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73
FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75
FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75
FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77
FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77
FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78
FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84
FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85
FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85
FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86
FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87
FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87
FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88
FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89
SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
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9
11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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11
Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
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14
Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
43
513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
44
514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
67
69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
93
Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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95
85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
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434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30
44 ESTUDIO DE MERCADO 30
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30
442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31
443 BETA IMPLANTS 31
444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35
45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36
5 BRIEFING 39
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39
512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41
513 CUADRO FUNCIONAL 43
514 PRECEDENTES 44
515 AGUJEROS Y VENTANAS 44
516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45
517 ELECCIOacuteN 45
518 TIPO DE DISENtildeO 46
6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47
611 PRIMER BOCETO 47
612 SEGUNDO BOCETO 48
613 TERCER BOCETO 48
62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49
63 PRIMER DISENtildeO 3D 49
64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50
643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51
644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51
645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52
647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54
651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55
66 DISENtildeO FINAL 60
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61
67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62
68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64
681 ALTURA DE LA PATA 64
682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66
69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67
691 PARTE INTERNA 67
692 PARTE EXTERNA 68
693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69
694 UNIONES 69
610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72
6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73
6103 MATERIAL DE LA PATA 75
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77
611 AMFE 79
7 CAacuteLCULOS 84
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88
8 PRESUPUESTOS 90
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90
82 TIPOS DE COSTES 91
821 COSTE DE LOS MATERIALES 91
822 COSTES DE MAQUINARIA 92
823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
83 COSTES DE PERSONAL 93
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93
85 VENTA AL PUacuteBLICO 95
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95
9 CONCLUSIONES 96
AGRADECIMIENTOS 97
WEBGRAFIA 98
SUMARIO DE FIGURAS
FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10
FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11
FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11
FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12
FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12
FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13
FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14
FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16
FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17
FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17
FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18
FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21
FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22
FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24
FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24
FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25
FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28
FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29
FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30
FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31
FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31
FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32
FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33
FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33
FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36
FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37
FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37
FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37
FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39
FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40
FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47
FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49
FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49
FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51
FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51
FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52
FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52
FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53
FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53
FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54
FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54
FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55
FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56
FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57
FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58
FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58
FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59
FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60
FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60
FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61
FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61
FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62
FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62
FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63
FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65
FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66
FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67
FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68
FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68
FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69
FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73
FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73
FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75
FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75
FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77
FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77
FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78
FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84
FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85
FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85
FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86
FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87
FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87
FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88
FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89
SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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11
Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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17
Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
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19
bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
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20
bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
23
Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51
644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51
645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52
647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54
651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55
66 DISENtildeO FINAL 60
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61
67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62
68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64
681 ALTURA DE LA PATA 64
682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66
69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67
691 PARTE INTERNA 67
692 PARTE EXTERNA 68
693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69
694 UNIONES 69
610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72
6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73
6103 MATERIAL DE LA PATA 75
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77
611 AMFE 79
7 CAacuteLCULOS 84
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88
8 PRESUPUESTOS 90
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90
82 TIPOS DE COSTES 91
821 COSTE DE LOS MATERIALES 91
822 COSTES DE MAQUINARIA 92
823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
83 COSTES DE PERSONAL 93
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93
85 VENTA AL PUacuteBLICO 95
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95
9 CONCLUSIONES 96
AGRADECIMIENTOS 97
WEBGRAFIA 98
SUMARIO DE FIGURAS
FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10
FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11
FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11
FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12
FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12
FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13
FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14
FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16
FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17
FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17
FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18
FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21
FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22
FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24
FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24
FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25
FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28
FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29
FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30
FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31
FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31
FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32
FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33
FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33
FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36
FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37
FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37
FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37
FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39
FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40
FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47
FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49
FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49
FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51
FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51
FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52
FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52
FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53
FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53
FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54
FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54
FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55
FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56
FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57
FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58
FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58
FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59
FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60
FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60
FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61
FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61
FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62
FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62
FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63
FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65
FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66
FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67
FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68
FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68
FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69
FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73
FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73
FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75
FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75
FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77
FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77
FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78
FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84
FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85
FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85
FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86
FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87
FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87
FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88
FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89
SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
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72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88
8 PRESUPUESTOS 90
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90
82 TIPOS DE COSTES 91
821 COSTE DE LOS MATERIALES 91
822 COSTES DE MAQUINARIA 92
823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
83 COSTES DE PERSONAL 93
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93
85 VENTA AL PUacuteBLICO 95
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95
9 CONCLUSIONES 96
AGRADECIMIENTOS 97
WEBGRAFIA 98
SUMARIO DE FIGURAS
FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10
FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11
FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11
FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12
FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12
FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13
FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14
FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16
FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17
FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17
FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18
FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21
FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22
FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24
FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24
FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25
FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28
FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29
FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30
FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31
FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31
FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32
FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33
FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33
FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36
FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37
FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37
FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37
FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39
FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40
FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47
FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49
FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49
FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51
FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51
FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52
FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52
FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53
FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53
FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54
FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54
FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55
FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56
FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57
FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58
FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58
FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59
FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60
FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60
FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61
FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61
FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62
FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62
FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63
FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65
FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66
FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67
FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68
FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68
FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69
FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73
FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73
FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75
FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75
FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77
FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77
FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78
FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84
FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85
FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85
FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86
FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87
FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87
FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88
FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89
SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
87
Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
88
En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
89
El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
91
82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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93
Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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SUMARIO DE FIGURAS
FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10
FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11
FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11
FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12
FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12
FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13
FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14
FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16
FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17
FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17
FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18
FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21
FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22
FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24
FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24
FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25
FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28
FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29
FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30
FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31
FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31
FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32
FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33
FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33
FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34
FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36
FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37
FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37
FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37
FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39
FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40
FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47
FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48
FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49
FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49
FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50
FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51
FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51
FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52
FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52
FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53
FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53
FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54
FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54
FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55
FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56
FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57
FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58
FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58
FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59
FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60
FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60
FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61
FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61
FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62
FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62
FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63
FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65
FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66
FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67
FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68
FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68
FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69
FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73
FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73
FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75
FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75
FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77
FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77
FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78
FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84
FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85
FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85
FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86
FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87
FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87
FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88
FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89
SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
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FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52
FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52
FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53
FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53
FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54
FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54
FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55
FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56
FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57
FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58
FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58
FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59
FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60
FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60
FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61
FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61
FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62
FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62
FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63
FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65
FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66
FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67
FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68
FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68
FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69
FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73
FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73
FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75
FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75
FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77
FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77
FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78
FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84
FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85
FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85
FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86
FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87
FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87
FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88
FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89
SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
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SUMARIO DE TABLAS
TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25
TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26
TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26
TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27
TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27
TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39
TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41
TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42
TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43
TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64
TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65
TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70
TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70
TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71
TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74
TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75
TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76
TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77
TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80
TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81
TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82
TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83
TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90
TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91
TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91
TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92
TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92
TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93
TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93
TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94
TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94
TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
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INTRODUCCIOacuteN
Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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12
215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
85
Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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11 OBJETIVOS
El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su
evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el
canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo
bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea
a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad
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2 ESTADO DEL ARTE
Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales
21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS
Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute
211 ANTIGUO EGIPTO
La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC
212 IMPERIO ROMANO
En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla
Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom
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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla
213 ALTA EDAD MEDIA
La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos
214 ANtildeO 1500
En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero
Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom
Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses
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215 SIGLO XVII Y XIX
En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo
En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano
216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO
La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones
Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom
Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes
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22 ATENTADO DE BOSTON
Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback
Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos
Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg
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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas
23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES
Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante
Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees
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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE
Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos
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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA
El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones
31 MAPA IDEAS
La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute
A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa
311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA
LA PROacuteTESIS
Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o
problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros
y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se
relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes
situaciones
Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia
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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan
ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras
especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis
bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter
Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute
perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la
primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la
capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear
maacutes proacutetesis como la suya
bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty
Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el
pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una
empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su
vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con
problemas en los picos
Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom
Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom
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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs
Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la
herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como
el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que
aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten
312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO
Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un
problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten
comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y
de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio
Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la
normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no
habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto
de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de
disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir
313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS
bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal
El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales
cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el
desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan
variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones
o no sea tan eficaz
Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom
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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal
Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta
que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los
perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o
dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda
estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten
bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada
Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se
adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus
funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades
que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo
de vida que pueda llevar
bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno
Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal
32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA
Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la
entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de
animales con discapacidad en las extremidades que conozco
Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o
molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema
complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran
mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos
resolver o simplemente no tendraacuten mascotas
Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso
que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas
razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten
se ha visto descartada
Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la
concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la
mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco
partes
bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes
de la operacioacuten
bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa
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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas
bull La experiencia del entrevistado
bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema
La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es
decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten
consolidada entre entrevistador y entrevistado
En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos
que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada
33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA
Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la
entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar
con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta
Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos
propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana
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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS
Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad
41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES
EN PERROS
Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos
bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip
bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo
bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable
bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por
bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)
Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes
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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo
branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento
20032004)
bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes
incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el
nacimiento (msdmanualscom)
Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro
42 ANATOMIA CANINA
A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la
proacutetesis y las zonas que afectariacutea
Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es
una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta
al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una
vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con
tres patas
Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una
amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga
pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino
pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades
restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y
muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo
esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce
en artritis u otros problemas articulares
Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom
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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos
problemas a la larga
Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el
movimiento que realiza al andar
421 BIOMECAacuteNICA CANINA
La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede
realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones
anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una
deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso
dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos
Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos
conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del
peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido
al peso de la cabeza y el 40 a la posterior
En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de
gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro
angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos
o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria
Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de
rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial
Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los
coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)
La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de
130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten
hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)
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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse
para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible
Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos
a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes
populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares
Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11
ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros
analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera
Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg
Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata
trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis
y que resistiraacuten las fuerzas
Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg
Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
27
Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar
422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS
Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros
Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680
Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400
Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50
Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg
Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas
bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier
bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino
bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano
bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador
bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes
La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro
43 PROacuteTESIS
La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro
del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del
cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la
extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y
propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis
(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)
Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad
Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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431 EXOPROacuteTESIS
Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser
proacutetesis dentales de extremidad etc
Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un
molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede
antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta
de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la
proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar
maacutes la fijacioacuten
432 ENDOPROacuteTESIS
Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer
Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al
hueso se puede hacer de diferentes formas
bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca
433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS
Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se
Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad
434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS
Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los
aspectos funcionales o estructurales del cuerpo
A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia
principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente
a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que
la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la
funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente
44 ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado
441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS
Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a
medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra
en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten
Precio 49091 euro
Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA
CANINA
Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni
Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea
Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de
miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de
miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza
correctamente
443 BETA IMPLANTS
Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales
con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de
valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h
Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden
proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos
de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos
disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber
queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten
Precio 76450 euro
Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom
Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom
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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA
La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo
coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato
arquitecto y ambientoacutelogo
Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un
limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber
impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la
elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este
tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias
instalaciones
445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS
Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa
sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una
mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son
felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas
Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una
proacutetesis
bull Arneacutes de soporte
Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el
ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional
cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de
mejorar la movilidad
Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom
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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al
arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un
soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas
bull Sillas de ruedas
Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o
se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres
extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten
bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada
Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute
sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las
dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que
el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por
desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o
en el suelo
bull Chalecos salvavidas
Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar
para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que
Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram
Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por
ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte
bull Calcetines antiderrapante para perros
Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar
maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la
abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo
446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER
Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente
bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales
bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien
Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos
bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse
bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo
bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada
447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER
Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten
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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS
Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos
bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y
que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades
Ortopegravediacaninacom
Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales
bull Perros con profesiones peligrosas
En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes
En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que
estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis
u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a
disentildear nuestra proacutetesis
En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos
estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo
de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten
se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos
encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes
compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo
Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom
Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom
Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom
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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es
relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos
conocidos
Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos
ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute
que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el
mercado
Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos
informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera
cual es el precio medio
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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5 BRIEFING
En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto
511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD
Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip
Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia
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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten
Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad
Fuente Elaboracioacuten propia
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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO
bull Cadena de usuario
Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten
Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto
Empleados tienda Menor Poco frecuente
Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento
Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis
ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado
bull Perro
Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten
Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten
Mayor
Mayor
Mayor
Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse
Cuanto mayor de edad es la
mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la
proacutetesis
Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis
Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro
Mayor
Mayor
Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el
modelo
Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma
de la extremidad tambieacuten
Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Agua cerca -Calentamiento
Criacutetico
Mayor
Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute
componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear
Dilatacioacuten de los materiales y los
efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la
Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales
Mayor
Criacutetico
Criacutetico
extremidad
Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe
de ser faacutecil de limpiar
Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones
a la mascota
Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar
el estilo de vida de la mascota
Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten
-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis
Menor
Criacutetico
Mayor
Mayor
Criacutetico
Mayor
El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo
Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis
Es importante pero con los
estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha
complicacioacuten
Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se
ajuste
Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien
Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga
Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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513 CUADRO FUNCIONAL
FUNCIONES
Proacutetesis
riacutegida
Proacutetesis
ecoloacutegica
Arneacutes de
soporte
Silla de
ruedas
PR
INC
IPA
L
Soporte para que el perro pueda
transportarse de forma autoacutenoma
CR SI SI NO SI
DE
RIV
AD
AS
Respecto al perro
Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO
Adaptabilidad raacutepida del perro a la
proacutetesis MA NO NO SI SI
Se hace un escaacutener a la extremidad
amputada para que el dispositivo se
acople lo mejor posible
MA NO NO NO NO
Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI
Ajustable para diferentes tamantildeos
de perros CR NO NO NO NO
Respecto al ldquoduentildeordquo del perro
Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI
Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO
Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO
CO
MP
LE
ME
NT
AR
IAS
Funciones esteacuteticas y sociales
Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO
Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI
Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO
Funciones ecoloacutegicas
Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO
ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica
Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis
Fuente Elaboracioacuten propia
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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514 PRECEDENTES
El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas
Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante
515 AGUJEROS Y VENTANAS
Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente
Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA
Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados
pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales
basadas en la ciencia y tecnologiacutea
A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya
bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos
las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual
Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se
realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto
podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado
elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico
deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos
de los componentes
Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con
su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la
proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el
buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos
517 ELECCIOacuteN
Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado
Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara
los siguientes beneficios
middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente
middot Personalizable para que sea uacutenica
middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil
Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga
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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo
modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten
de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis
Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando
esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban
las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto
generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos
puede tener una segunda oportunidad y una vida digna
518 TIPO DE DISENtildeO
La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final
1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel
2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas
posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible
3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal
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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING
En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas
61 ESTUDIO DE CONCEPTOS
Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas
611 PRIMER BOCETO
El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento
Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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612 SEGUNDO BOCETO
Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior
613 TERCER BOCETO
Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos
Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia
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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL
63 PRIMER DISENtildeO 3D
Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor
Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia
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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D
Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)
641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA
Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos
642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS
Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral
Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia
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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD
AMPUTADA
Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor
644 GUIacuteAS PARA LA PATA
Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona
Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA
Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior
646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA
En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea
Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia
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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN
En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas
648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN
Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata
649 MEJORA DE SUJECIOacuteN
Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis
Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia
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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro
En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar
65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS
En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal
Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia
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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA
Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo
Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos
Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis
bull Extremidad del perro
Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia
Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm
Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm
Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm
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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando
Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm
En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a
Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia
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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara
En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa
Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa
66 DISENtildeO FINAL
Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata
Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia
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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales
661 CONTEXTUALIZACIOacuteN
La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes
Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia
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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL
ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA
El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde
se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final
1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo
Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener
una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de
detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten
inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D
Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos
grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto
optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien
pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte
mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos
2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para
que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si
utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D
Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no
hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la
opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado
Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom
Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom
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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va
generar como archivo obj
3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl
4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos
5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa
6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png
Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son
bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos
bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)
bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales
Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom
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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA
Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa
Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes
Altura de Pata (mm) 100 150 190 230
Diaacutemetro (mm) A B C
Profundidad (mm) 1 2 3
El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta
681 ALTURA DE LA PATA
La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro
Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia
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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal
bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm
bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm
bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm
bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm
Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes
Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia
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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA
El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros
bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm
bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm
bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm
bull
683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS
Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura
bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm
bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm
bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm
Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho
Fuente Elaboracioacuten propia
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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES
Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos
691 PARTE INTERNA
La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis
Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia
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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis
692 PARTE EXTERNA
La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura
La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan
Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia
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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO
Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal
Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten
694 UNIONES
Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80
bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6
Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia
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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa
Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres
Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom
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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912
Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes
Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes
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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES
Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son
bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio
bull Resistente a los golpes
bull Coste econoacutemico
bull Adecuado para la impresioacuten 3D
bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos
6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D
De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son
bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad
bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis
bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata
bull Material reciclable
bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis
Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos
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6102 MATERIAL DE LA CARCASA
Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D
De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten
bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable
Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack
Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom
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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad
bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material
Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas
A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido
Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3
Precio 231 ndash 278 EURkg
Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa
Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa
Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa
Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa
Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan
Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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75
6103 MATERIAL DE LA PATA
Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir
bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes
Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3
Precio 297 ndash 329 EURkg
Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa
Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme
Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa
Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa
Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa
Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor
Mecanizabilidad 1 ndash 3
Reciclaje No
bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez
Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3
Precio 289 ndash 426 EURkg
Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa
Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa
Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa
Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa
Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa
iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante
iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante
Mecanizabilidad 3 ndash 4
Reciclaje Siacute
Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica
Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack
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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos
6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN
Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno
Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor
Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees
Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees
Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom
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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones
Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom
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79
611 AMFE
El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son
bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada
bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos
bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo
bull CAUSA Es aquello que produce el error
bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso
Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores
bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)
bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)
bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)
Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado
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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia
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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia
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7 CAacuteLCULOS
Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba
bull La forma de la proacutetesis
bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones
71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA
Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge
Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso
Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia
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85
Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del
programa
Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon
PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir
manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el
fabricante
Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de
datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido
Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de
la pata que estaraacute sujeto a la carcasa
Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas
bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse
bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se
flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada
72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE
Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata
Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro
reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el
40 restante
Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza
utilizada es para ese tamantildeo de perro
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873
Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto
con el suelo
Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error
ver los resultados
Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no
se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que
tambieacuten absorberaacute los golpes
Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un
liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195
MPa
73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO
Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado
en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre
La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente
119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899
119865119862119889119910119899 = 3
119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892
119892 = 981198981199042
119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873
Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en
pie pero entra en los paraacutemetros
Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten
dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza
Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia
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8 PRESUPUESTOS
En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas
81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA
Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad
Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)
Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000
Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400
Desarrollo del concepto 30 106 31800
Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000
Modelacioacuten 3D 30 108 32400
Simulaciones 30 27 8100
Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700
Total 578 173400
El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto
Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia
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91
82 TIPOS DE COSTES
A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc
821 COSTE DE LOS MATERIALES
El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar
Materiales Precio unitario (euro)
Unidades Precio (euro)
Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478
Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350
Tuerca DIN-934 M6
002710 2 00542
Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240
Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD
1118000 02 22360
Total 25970
Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912
bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno
bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una
Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar
Materiales Cantidad de material (g)
Cantidad de material para una proacutetesis
aprox (g)
Precio de cada rollo de filamento (euro)
Precio para una proacutetesis
(euro)
Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110
Filamentos de Flex X-920
600 60 164600 16460
Filamentos de Fiberlogy Nylon
500 100 529900 105980
Total + 2 de desechos 178041
Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D
Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia
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822 COSTES DE MAQUINARIA
Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten
Maquinas Precio (euro)
Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700
Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357
Herramientas 5000
Total 363057
Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral
119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904
119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =
15870000
220 times 8= 09017euro
La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro
823 COSTES DE ELECTRICIDAD
Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad
Coste de energiacutea (eurokWh) 0150
Consumo medio (kW) 0500
Coste por hora de la luz (euroh) 0075
Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten
Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)
Carcasa 8 0600
Adaptador 3 0225
Pata 13 0975
Total 1800
Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata
83 COSTES DE PERSONAL
Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten
Puesta en marcha de la impresora (h) 1
Postproduccioacuten (h) 1
Total de horas para 1 pieza (h) 2
Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000
2000= 20 euro
Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo
84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN
La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten
Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia
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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)
Coste del adaptador de la
proacutetesis (euro)
Coste de la pata (euro)
Coste de materiales
- Materiales 52110 16460 105980
- Electricidad 06000 02250 09750
Coste de operario
- Preparacioacuten 10 10 10
- Postproduccioacuten 10 10 10
Coste de fallos (10) 25811 21871 31573
Total 283921 240581 347303
Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro
Piezas de la proacutetesis Coste (euro)
Carcasa 283921
Adaptados 240581
Pata 347303
Amortizacioacuten 72136
Tornillos 03610
Epoxi 22360
Calcetiacuten 01184
Correas de sujecioacuten 09580
Total 980675
Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro
Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia
Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia
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85 VENTA AL PUacuteBLICO
Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30
119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro
86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904
119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900
Caacutelculo del punto de equilibrio
Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro
Materiales 9806euro
Precio del producto en venta 12750euro
Costes fijos 5760000euro + 1734000euro
119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940
12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904
Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se
trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer
tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta
Si
119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro
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44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904
Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218
unidades que siacute se puede contemplar producir
Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia
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9 CONCLUSIONES
Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito
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AGRADECIMIENTOS
Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo
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