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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA EN DISEÑO INDUSTRIAL
Diseño de una Órtesis estática de extremidad superior (mano) para los casos de rehabilitación
Traumatológica o de Hemiplejía, aplicando el proceso de Impresión 3D en el Taller del
Centro de Rehabilitación Integral Especializado N°1.
Trabajo de titulación modalidad Proyecto Integrador, previo a la obtención del
Título de Ingeniero en Diseño Industrial.
AUTOR: Cali Álvarez Carlos Omar
TUTOR: Ing. Flavio Roberto Arroyo Morocho MSc.
Quito, 2019
ii
DERECHOS DE AUTOR
Yo, Carlos Omar Cali Alvarez en calidad de autor y titular de los derechos morales y
patrimoniales del trabajo de titulación DISEÑO DE UNA ÓRTESIS ESTÁTICA DE
EXTREMIDAD SUPERIOR (MANO) PARA LOS CASOS DE REHABILITACIÓN
TRAUMATOLÓGICA O DE HEMIPLEJÍA, APLICANDO EL PROCESO DE IMPRESIÓN
3D EN EL TALLER DEL CENTRO DE REHABILITACIÓN INTEGRAL
ESPECIALIZADO N°1, modalidad proyecto integrador , de conformidad con el Art. 114
del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS,
CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, concedo a favor de la Universidad Central del Ecuador
una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la obra, con
fines estrictamente académicos. Conservando a mi favor todos los derechos de autor sobre la
obra, establecidos en la normativa citada.
Así mismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la digitalización y
publicación de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, de conformidad a lo
dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.
El autor declara que la obra objeto de la presente autorización es original en su forma de
expresión y no infringe el derecho de autor de terceros, asumiendo la responsabilidad por
cualquier reclamación que pudiera presentarse por esta causa y liberando a la Universidad de
toda responsabilidad.
________________________
Carlos Omar Cali Álvarez
CC. 0202286548
Correo electrónico: [email protected], [email protected]
iii
APROBACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, presentado por CARLOS OMAR CALI
ALVAREZ, para optar por el grado de Ingeniero en Diseño Industrial; cuyo título es:
DISEÑO DE UNA ÓRTESIS ESTÁTICA DE EXTREMIDAD SUPERIOR (MANO)
PARA LOS CASOS DE REHABILITACIÓN TRAUMATOLÓGICA O DE
HEMIPLEJÍA, APLICANDO EL PROCESO DE IMPRESIÓN 3D EN EL TALLER
DEL CENTRO DE REHABILITACIÓN INTEGRAL ESPECIALIZADO N°1,
considero que dicho trabajo reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la
presentación pública y evaluación por parte del tribunal examinador que se designe.
En la ciudad de Quito, a los 14 días del mes de enero de 2019.
____________________
Ing. Flavio Roberto Arroyo Morocho MSc.
DOCENTE-TUTOR
CC. 1712019288
iv
DEDICATORIA
Dedico el proyecto en primer lugar a Dios por la bendición de tener la oportunidad de crecer
en sabiduría y dedicación para alcanzar las metas.
A mi Madre Guadalupe Álvarez por su sacrificio, amor y dedicación en todo momento. De
igual manera a mis Mamás, Victoria Mena, Pilar Álvarez y a mi Papá Pedro Álvarez por su
apoyo fundamental lleno de sacrificio y amor en cada etapa de mi vida. En conjunto son el
pilar de la familia.
De manera especial a mi hermano Franklin Daniel Cali a quien dedico con su presencia y su
promesa el hecho de seguir adelante en el duro camino juntos y no darse por vencido. De
igual manera a mi Padre Luis Marcelo Cali por su fe y cariño hacia mí. Para ellos donde
quiera que estén sé que están junto a mí.
A mis familiares, amigos y mascota, las personas especiales que influenciaron en cada
momento; de manera especial a Carito quien inesperada y oportunamente con su energía y
amor está presente.
Carlos Cali Alvarez
v
AGRADECIMIENTOS
Un profundo agradecimiento a la Universidad Central del Ecuador. Es una experiencia
inolvidable crecer en tan noble Institución del saber.
Agradecer a la carrera de Ingeniería en Diseño Industrial impartiendo respeto,
responsabilidad y sabiduría, combatiendo los obstáculos del fracaso y creciendo cada vez
más.
Un especial agradecimiento al Ingeniero Flavio Arroyo por su colaboración, paciencia, fe y
dedicación en la colaboración del proyecto y dar un significado grande a la carrera.
Mis más sinceros agradecimientos a mis profesores por su dedicación y empeño que se
esforzaron para que la carrera y nosotros sigamos adelante.
Carlos Cali Alvarez
vi
CONTENIDO
DERECHOS DE AUTOR ..................................................................................................... ii
APROBACIÓN DEL TUTOR .............................................................................................. iii
DEDICATORIA................................................................................................................... iv
AGRADECIMIENTOS ..........................................................................................................v
CONTENIDO ..................................................................................................................... vii
LISTA DE FIGURAS ......................................................................................................... vii
LISTA DE TABLAS .......................................................................................................... viii
RESUMEN .......................................................................................................................... ix
ABSTRACT ...........................................................................................................................x
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................1
CAPÍTULO I – DEFINICIÓN DEL PROBLEMA .................................................................3
1.1 Antecedentes.................................................................................................................3
1.2 Planteamiento del Problema ..........................................................................................7
1.3 Formulación del Problema ............................................................................................9
1.4 Objetivos del Proyecto ..................................................................................................9
1.4.1 Objetivo General. .......................................................................................................9
1.4.2 Objetivo Específicos. ............................................................................................... 10
1.5 Justificación ................................................................................................................ 10
1.6 Alcances y Limitaciones de la Propuesta ..................................................................... 11
CAPITULO II – MARCO GENERAL ................................................................................ 13
2.1 Marco Teórico ............................................................................................................ 13
2.1.1 Traumatología ...................................................................................................... 13
2.1.1.1 Fractura extremidad superior (mano) ................................................................. 13
2.1.2 Hemiplejía y espasticidad ..................................................................................... 14
2.1.3 La Rehabilitación integral .................................................................................... 15
2.1.4 Órtesis .................................................................................................................. 18
2.1.4.1 Órtesis de Miembro Superior ............................................................................. 18
2.1.4.2 Clasificación Órtesis Miembro Superior ............................................................ 19
2.1.4.2.1 Anatomía Funcional ....................................................................................... 20
2.1.4.2.2 La Biomecánica .............................................................................................. 27
2.1.4.2.3 Ergonomía ...................................................................................................... 32
2.1.4.2.4 1 Antropometría ............................................................................................. 32
2.1.5 Diseño .................................................................................................................. 35
2.1.5.1 Diseño Industrial ............................................................................................... 35
2.1.5.2 Diseño de producto............................................................................................ 36
2.1.5.3 Funciones del producto...................................................................................... 36
2.2.1 Herramienta QFD ................................................................................................. 37
2.2.2 Establecer la especificación .................................................................................. 37
2.2.3 Herramienta AMEF-D .......................................................................................... 38
2.2.3 Herramienta PPAP ............................................................................................... 38
2.2.4 Tabla ad-hoc ........................................................................................................ 38
2.2.5 Diseño para el Usuario y Design Thinking ........................................................... 38
2.2.6 Brainstorming ...................................................................................................... 39
2.2.7 Diseño en la rehabilitación y Mapeo del Paciente ................................................. 40
2.3 Tecnología .............................................................................................................. 41
2.3.1 Computer Aided Design (CAD) Diseño asistido por computadora........................ 41
2.3.2 Impresión 3D ....................................................................................................... 41
2.3.2.1 Manufactura aditiva: Modelado por deposición fundida..................................... 42
2.4 Estado del Arte ........................................................................................................... 42
2.5 Marco ético y legal ..................................................................................................... 43
2.6 Marco Referencial....................................................................................................... 44
2.7 Diagnóstico ................................................................................................................. 44
2.7.1 Área de estudio .................................................................................................... 44
2.7.2 Diagnostico del Taller de Órtesis y Prótesis del Centro de Rehabilitación Integral
Especializado N°1 ......................................................................................................... 46
CAPITULO III - METODOLOGÍA ..................................................................................... 53
3.1. Metodología Proyectual del proceso de diseño de productos del Instituto Nacional de
Tecnología Industrial (INTI) ............................................................................................. 54
CAPITULO IV - DISEÑO DE LA PROPUESTA ................................................................ 57
4.1 Definición Estratégica ................................................................................................. 57
4.1.1 Identificación de los Usuarios .............................................................................. 57
4.1.1.1 Caracterización de los Usuarios ......................................................................... 63
4.1.1.2 Interacción con el Usuario y secuencia de uso ................................................... 66
4.1.2 Análisis de Producto (Análisis Tipológico) .......................................................... 66
4.1.2.1 Observación en Uso .......................................................................................... 71
4.1.2.2 Aspectos Ergonómicos ...................................................................................... 72
4.1.3 Necesidad de los Usuarios .................................................................................... 73
4.1.3.1 Jerarquización de necesidades (Entrada de la voz del cliente) ............................ 73
4.1.3.2 Matriz QFD ....................................................................................................... 75
4.1.3.2.1 Dificultad de elaboración ................................................................................ 77
4.1.3.2.2 Diagnostico QFD ........................................................................................... 78
4.1.3.2.2.1 Punto Crítico ............................................................................................... 78
4.1.3.2.2.2 Conflicto ..................................................................................................... 80
4.1.3.2.2.3 Importancia Técnica .................................................................................... 81
4.1.3.2.2.4 Análisis y Ventaja Competitiva ................................................................... 82
4.1.3.2.2.5 Área de Oportunidad ................................................................................... 83
4.1.3.2.2.6 Indispensable Mejorar ................................................................................. 84
4.1.3.2.2.7 Matriz de Diagnóstico ................................................................................. 85
4.1.4.2 Estrategias de Ecodiseño ................................................................................... 87
4.1.5 Especificaciones de Diseño del producto (PDS) ................................................... 88
4.2 Diseño de Concepto .................................................................................................... 91
4.2.1.1 Análisis funcional.............................................................................................. 91
4.2.1.1.1 Matriz Morfológica ........................................................................................ 93
4.2.1.2 Selección del material ....................................................................................... 96
4.2.1.3 Análisis de dimensiones .................................................................................. 101
4.2.1.3.1Análisis estático ............................................................................................ 103
4.2.1.6 Análisis de la Función Estética ........................................................................ 105
4.2.1.7 Análisis del diseño centrado en el Usuario; Función Simbólica........................ 106
4.2.2 Generación y selección de conceptos de la forma ............................................... 107
4.2.2.1 Resultados ....................................................................................................... 108
4.3 Diseño en Detalle ...................................................................................................... 111
4.3.1 Arquitectura del producto ................................................................................... 112
4.3.2 Modelado en 3D ................................................................................................. 113
4.4 Verificación y Testeo ................................................................................................ 114
4.4.1 Simulación del Análisis Estático ........................................................................ 114
4.4.2 Factor de diseño o de seguridad .......................................................................... 114
4.4.3 Prototipado ............................................................................................................ 116
4.4.4 Evaluación de la propuesta ..................................................................................... 117
4.5 Producción ................................................................................................................ 119
4.5.1 Aprobación de Partes para impresión 3d ............................................................. 119
4.5.2 Análisis de Modo a prueba de fallas ................................................................... 124
5.1 Análisis de Costo y elaboración ................................................................................ 126
CAPITULO V – CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................ 128
CONCLUSIONES.............................................................................................................. 128
RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 131
Referencias ......................................................................................................................... 132
Anexos……………………………………………………………………………...……….142
vii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Huesos de la mano ................................................................................................ 21
Figura 2. Dirección de las falanges en la inmovilización ...................................................... 22
Figura 3. Posición de reposo de la mano .............................................................................. 22
Figura 4. Posición de reposo de la muñeca y ángulo cubital ................................................. 23
Figura 5. Ángulo de reposo funcional de las falanges .......................................................... 23
Figura 6. Elementos que considerar en la posición funcional reposo mano muñeca .............. 24
Figura 7. Postura de inmovilización prolongada................................................................... 24
Figura 8. Pliegues y arcos transversal y proximal de la mano ............................................... 25
Figura 9. Marcas superficiales en la superficie palmar de la muñeca .................................... 25
Figura 10. Circulación arterial de la mano ........................................................................... 26
Figura 11. Articulaciones de la mano ................................................................................... 27
Figura 12. Músculos extrínsecos de la mano ........................................................................ 28
Figura 13. Movimiento de abducción del pulgar .................................................................. 29
Figura 14. Movimiento de flexión y lateral de falanges ........................................................ 30
Figura 15. Dirección de los dedos ........................................................................................ 31
Figura 16. Arcos de la mano ................................................................................................ 31
Figura 17. Percentiles de la mano Norma DIN 33 402-2 ...................................................... 33
Figura 18. Percentiles de la mano Norma DIN 33 402-2 (continuación) ............................... 34
Figura 19. Flujograma Proceso Brainstorming ..................................................................... 40
Figura 20. Diseño en la Rehabilitación ................................................................................ 41
Figura 21. Diagnóstico de Satisfacción de elementos actuales. ............................................. 46
Figura 22. Diagnostico general del Diseño en el taller ......................................................... 47
Figura 23. Proceso de solicitud de órtesis y prótesis en el taller ........................................... 49
Figura 24. Proceso interno de entrega del elemento en el taller ............................................ 49
Figura 25. Estadística de elementos requeridos en el taller durante el 2017 hasta febrero 2018
............................................................................................................................................. 50
Figura 26. Tiempos de elaboración de los elementos............................................................ 50
Figura 27. Layout del Taller ................................................................................................ 52
Figura 28. Taller del Centro de Rehabilitación Integral Especializado N°1 .......................... 57
Figura 29. Entrevista con Usuarios líderes del Taller del Centro de Rehabilitación Integral
N°1 ....................................................................................................................................... 59
Figura 30. Actores que intervienen en el paciente ................................................................ 64
Figura 31. Focus Group entre usuarios pacientes y médicos ................................................. 64
Figura 32. Casos de pacientes por patologías en el miembro superior .................................. 65
Figura 33. Área Problemática .............................................................................................. 66
Figura 34. Interacción con el paciente con el producto de acuerdo el Desing Thinking ........ 66
Figura 35. Mapeo del viaje del paciente ............................................................................... 68
Figura 36. Ergonomía para herramientas de contacto con la mano ....................................... 72
Figura 37. Matriz QFD. ....................................................................................................... 76
Figura 38. Dificultad de Elaboración. .................................................................................. 77
Figura 39. Punto Crítico QFD .............................................................................................. 79
Figura 40. Conflicto QFD. ................................................................................................... 80
Figura 41. Importancia Técnica QFD. .................................................................................. 81
Figura 42. Ventaja Competitiva QFD. ................................................................................. 82
Figura 43. Análisis de la competencia .................................................................................. 83
Figura 44. Área de Oportunidad QFD. ................................................................................. 84
Figura 45. Indispensable Mejorar QFD. ............................................................................... 85
Figura 46. Matriz de Diagnóstico QFD. ............................................................................... 86
Figura 47. Función Principal................................................................................................ 92
Figura 48. Subfunciones del elemento ................................................................................. 92
Figura 49. Identificación del conjunto de materiales. ........................................................... 98
Figura 50. Criterio de selección de material ......................................................................... 99
Figura 51. Curvas de tensión-tensión de tracción para ABS y PLA ..................................... 99
Figura 52. Carta de precio-densidad................................................................................... 100
Figura 53. Diagrama de cuerpo libre sección transversal .................................................... 104
Figura 54. Tabla de cualidades táctiles de los materiales. ................................................... 106
Figura 55. Empatizar con el paciente ................................................................................. 107
Figura 56. Idea de empatizar con el paciente ...................................................................... 107
Figura57. Lista de lluvia de ideas para concepto ................................................................ 108
Figura 58. Selección de la idea por ponderación Dr. Tapia ................................................. 111
Figura 59. Arquitectura de las partes de la órtesis estática mano completa ......................... 112
Figura 60. Proceso de modelado 3D. ................................................................................. 113
Figura 61. Simulación Factor de Seguridad........................................................................ 115
Figura 62. Desarrollo de prueba. Capas del prototipo. ........................................................ 117
Figura 63. Pruebas con el prototipo funcional a pacientes .................................................. 117
Figura 64. Resultados de la evaluación AD-HOC .............................................................. 118
Figura 65. Evaluación por parte Profesional ...................................................................... 119
Figura 66. Proceso Analítico de la manufactura aditiva ...................................................... 123
Figura 67. Modelado del Layout simulación del Proceso de Manufactura aditiva .............. 123
Figura 68. Pruebas de prototipo rápido .............................................................................. 124
Figura 69. Análisis de modo y efecto de la falla del Diseño ............................................... 125
LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Producción de Órtesis en los tres talleres de Quito, Guayaquil y Loja. .....................5
Tabla 2. Puntos que considerar y preguntas a plantearse durante el diseño y construcción de
un Órtesis. ............................................................................................................................ 16
Tabla 3. Puntos que considerar y preguntas a plantearse durante el diseño y construcción de
un Órtesis. (continuación) .................................................................................................... 17
Tabla 4. Músculos Extrínsecos e intrínsecos de la mano ...................................................... 28
Tabla 5. Fuerza de movimiento del pulgar. .......................................................................... 29
Tabla 6. Parámetros Inerciales para peso y centro de gravedad .......................................... 34
Tabla 7. Parámetros longitudinales de segmentos de la extremidad superior ....................... 34
Tabla 8. Algunos atributos estéticos de los materiales ......................................................... 37
Tabla 9. Tabla ad-hoc evaluación de satisfacción de elementos ortopédicos ........................ 39
Tabla 10. Estado del Equipo de impresión 3d del Taller ...................................................... 51
Tabla 11. Resumen informativo del taller............................................................................. 58
Tabla 12. Acciones vinculadas con la gestión de Diseño del taller........................................ 60
Tabla 13. Estrategias del FODA .......................................................................................... 61
Tabla 14. Aportes adicionales de la estrategia ..................................................................... 62
Tabla 15. Análisis Tipológico 1 ............................................................................................ 69
Tabla 16. Análisis Tipológico 2 ............................................................................................ 69
Tabla 17. Análisis Tipológico 3 ............................................................................................ 70
Tabla 18. Análisis Tipológico 4 ............................................................................................ 70
Tabla 19. Análisis Tipológico 5 ............................................................................................ 71
Tabla 20. Resultados de la interacción con los usuarios. ..................................................... 73
Tabla 21. Agrupación y Priorización la Voz del Cliente “Ques” metodología QFD ............. 74
Tabla 22. Priorización de las Demandas .............................................................................. 75
Tabla 23. Traducción a Metas del Diseño ............................................................................ 86
Tabla 24. Propuestas de estrategias para ecodiseño ............................................................ 87
Tabla 25. Especificaciones Generales PDS .......................................................................... 88
Tabla 26. Especificaciones Generales PDS (Continuación) ................................................. 89
Tabla 27. Especificaciones Generales PDS (Continuación) ................................................. 90
Tabla 28. Descripción General de la función del elemento del Producto .............................. 93
Tabla 29. Matriz Morfológica de las propuestas órtesis estática .......................................... 94
Tabla 30. Ponderación función de inmovilización ................................................................ 95
Tabla 31. Ponderación dificultad de elaboración del diseño ................................................ 95
Tabla 32. Ponderación complejidad del proceso .................................................................. 95
Tabla 33. Ponderación optimización de recursos ................................................................. 95
Tabla 34. Ponderación límites anatómicos y sistema de sujeción ......................................... 96
Tabla 35. Selección conclusión ponderación ........................................................................ 96
Tabla 36. Parámetros de la Órtesis estática para la selección del material .......................... 97
Tabla 37. Lista de materiales seleccionados ........................................................................ 98
Tabla 38. Medidas promedio para el proyecto (5% percentil Norma Din 33 402-2) ........... 103
Tabla 39. Medidas promedio para el proyecto (5% percentil Norma Din 33 402-2)
(continuación) .................................................................................................................... 103
Tabla 40. Características formales del Producto. .............................................................. 105
Tabla 41. Bocetos Finalista reposo muñeca ....................................................................... 109
Tabla 42. Bocetos Finalistas reposo completo ................................................................... 110
Tabla 43. Selección de la Idea reposo muñeca ................................................................... 110
Tabla 44. Lista Preliminar de Materiales ........................................................................... 111
Tabla 45 Información general de prototipado por impresión 3D ........................................ 116
Tabla 46. Aprobación de piezas de producción - Resultados dimensionales 1 .................... 120
Tabla 47. Aprobación de piezas de producción - Resultados dimensionales 2 .................... 120
Tabla 48. Aprobación de piezas de producción - Resultados de las pruebas 1 .................... 121
Tabla 49. Aprobación de piezas de producción - Resultados de las pruebas 2 ................... 122
Tabla 50. Análisis de Costo y elaboración .......................................................................... 126
ix
TEMA: Diseño de una Órtesis estática de extremidad superior (mano) para los casos de
rehabilitación Traumatológica o de Hemiplejía, aplicando el proceso de Impresión 3D
en el Taller del Centro de Rehabilitación Integral Especializado N°1
Autor: Cali Alvarez Carlos Omar
Tutor: Ing. Flavio Roberto Arroyo Morocho MSc.
RESUMEN
En el presente proyecto se diseña una órtesis estática para apoyo en la
rehabilitación de las extremidades superiores; especialmente de la mano, a causa de una
patología traumatológica o neurológica como la hemiplejía, a fin de presentarse como
elemento de recuperación que se pueda elaborar en el Taller del Centro de
Rehabilitación Integral Especializado Nº1 en su proceso de impresión 3D. En su
elaboración se aplican herramientas de diseño, generando una gran importancia en la
traducción de los requerimientos enfocados en el paciente y profesionales del campo de
la fisioterapia y terapia ocupacional. El diseño asistido por computadora (CAD) permite
la personalización de formas una vez definido el concepto en función a los objetivos de
la órtesis. El proceso de impresión 3D con el que cuenta el Centro de Rehabilitación
Integral Especializado Nº1 es de suma importancia debido a su potencial y
características de versatilidad e integración de modelos personalizados. En conjunto con
el campo de la rehabilitación y principios biomecánicos, el presente proyecto muestra
una propuesta para sus múltiples usos que mejoren la calidad de vida del paciente.
PALABRAS CLAVE: ÓRTESIS/ MANO/ IMPRESIÓN 3D/ TRAUMATOLOGÍA/
HEMIPLEJÍA/ MANUFACTURA ADITIVA
x
TITLE: Design of a static upper limb orthosis (hand) for cases of Trauma or
Hemiplegia rehabilitation, applying the 3D Printing process in the Workshop of the
Center for Specialized Integral Rehabilitation N°1
Author: Carlos Omar Cali Alvarez
Tutor: Ing. Flavio Roberto Arroyo Morocho MSc.
ABSTRACT
In this project, a static orthosis is designed to support the rehabilitation of the
upper extremities; especially in the hand, cause of a trauma or neurological pathology
such as hemiplegia, in order to present itself as an element of recovery that can be
developed in the Workshop of the Specialized Integral Rehabilitation Center No. 1 in its
3D printing process. Its development applies design tools generating great importance
in the translation of the requirements focused on the patient and professionals in the
field of physiotherapy and occupational therapy. Computer-aided design (CAD) allows
customization and selection of materials, shapes and concepts according to the
objectives of the orthosis. The additive manufacturing process of the Specialized
Integral Rehabilitation Center No. 1 is of utmost importance due to its potential and
characteristics because of the versatility of the integration of personalized models
together with the field of recovery and biomechanical principles, for which the present
project shows a proposal for its multiple uses that improve the quality of life of the
patient.
KEY WORDS: ORTHOSIS / HAND/ 3D PRINTING/ TRAUMATOLOGY/ HEMIPLEGIA /
ADDITIVE MANUFACTURE
1
INTRODUCCIÓN
De acuerdo con el Protocolo del Taller Órtesis y Prótesis del Centro de
Rehabilitación Integral Especializado N°1 (2018), ubicado en la parroquia rural de
Conocoto del Distrito Metropolitano de Quito, en su objetivo de proporcionar elementos
para las disfunciones e incapacidades de los pacientes, resultado de accidentes o
enfermedades, necesita contar con elementos de rehabilitación adecuados para tratar las
capacidades funcionales de movilidad del paciente y mejorar su estilo de vida. Para
lograrlo, es necesario que se aporte con estudios adecuados, dirigidos directamente a
resolver las necesidades de un mejor tratamiento y elaboración de los elementos que
ayudarán en la recuperación del paciente.
Según el informe de las Políticas de las Discapacidades en el Ecuador, el suministro
para elementos ortopédicos y prótesis es muy limitado, debido al costo de importación
de elementos y materiales; motivo por el cual, la vicepresidencia del Ecuador en el 2013
decidió presentar un salto en el desarrollo de elementos ortopédicos, al incorporar
talleres en el país con tecnología del Diseño Asistido por Computadora (CAD). (Banco
Mundial, 2013)
La aplicación de la tecnología CAD y el proceso de manufactura aditiva, encaminada
a elaborar elementos de rehabilitación, debe estar sujeta a los requerimientos y
condiciones del fisioterapista y terapia ocupacional, cuya traducción de sus
especificaciones debe ser la adecuada tomando en cuenta la condición del paciente.
Con referencia a lo anterior, un importante medio de traducción de las necesidades
para cumplir con las expectativas del cliente es el diseño considerado durante todo el
proceso del desarrollo del producto con la finalidad de cumplir con las especificaciones
2
y satisfacción del usuario. Aplicando el diseño y con la tecnología que se ha otorgado
para uso en el taller de órtesis y prótesis del Centro de Rehabilitación Integral N°1, se
toma como caso el diseño de una órtesis estática para el uso en las lesiones, sean
traumatológicas o neurológicas, tomando como estudio, en miembros superiores de la
mano debido a que es una de las necesidades de la demanda de la elaboración del Taller.
Con este propósito, en fin, de emplear la tecnología disponible en el Centro de
Rehabilitación Integral N°1, se pretende aplicar esta propuesta para que pueda ser
fabricada en su proceso de manufactura aditiva de modelado por deposición fundida,
para la entrega gratuita a sus pacientes.
3
CAPÍTULO I – DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
1.1 Antecedentes
El Boletín de la Organización Mundial de la Salud (WHO) (2009), determina
que las lesiones que se generan en países en desarrollo se convierten en un problema
para la sociedad, como el contexto socioeconómico. Añade también la idea de que esto
genera incapacidades por traumatismo que se multiplican en los países con ingresos
bajos con sistemas poco desarrollados para el cuidado y la rehabilitación
postraumáticos. Adicionalmente el boletín recalca que, en 1990, más del 15% de los
problemas de salud en el mundo fueron por lesiones y se prevé que la cifra aumentará
hasta el 20% para 2020. (Gosselin, Spiegel, Coughlin, & Zirkle, 2009)
Con referencia a lo anterior, la WHO (2009) señala que las lesiones contribuyen
a la pobreza y producen consecuencias económicas y sociales que afectan a la
colectividad. Adicionalmente las discapacidades funcionales, son un resultado de
accidentes o enfermedades que generan un problema humano de salud en el entorno de
la sociedad. A esta idea, los doctores Haverbeck, Arenas, & Palma mencionan a la
traumatología como aquella que se ocupa de todas estas lesiones del aparato locomotor
fracturas, dolencias y tratamientos terapéuticos (Haverbeck, Arenas, & Palma, 2005,
p.9).
La World Confederation for Physical Therapy (2011) define a la fisioterapia
como el área responsable de rehabilitar la función locomotora de las extremidades y su
funcionalidad de los pacientes, ya sea que se hayan visto afectados por: dolor,
incapacidad, envejecimiento, enfermedades, lesiones o largos periodos de inactividad;
lográndolo con elementos que potencien el movimiento de ser necesario.
4
En relación con esto último, entre los elementos de rehabilitación de las
capacidades de movilidad y funcionalidad está la órtesis; la International Santandard
Organization (ISO) (1980) la destaca como un dispositivo aplicado externamente para
modificar las características estructurales y funcionales del sistema neuromuscular y
aparato locomotor esquelético que se acopla a la parte afectada de una extremidad del
cuerpo. La Terapista Ocupacional Rowe, añade que el término órtesis puede emplearse
como sinónimo de férula para referirse a estos mismos dispositivos que se sitúan en el
miembro superior (Turner, Rowe, Doman, Tipping, & White, 2003, p.173).
De igual manera, en el manual de órtesis que presenta el Hospital del Trabajador
(2018) recalcan que las órtesis no siempre son accesibles, por lo que el paciente tiene
que recurrir a elementos estandarizados que se ofertan en el mercado, con medidas
antropométricas irreales; en otros casos recurren a artesanos para que las confeccionen
sin el debido análisis y especificaciones, y por último, acuden a los mismos terapeutas
ocupacionales encargados de su confección.
Por tanto, es importante señalar que la aportación de la ciencia y la tecnología se
encuentran a disposición con el fin de mejorar la condición de discapacidad en algunos
individuos y renovar los procesos de elaboración de elementos ortopédicos, a lo que
Szeto (2005) lo denomina en su publicación como “ingeniería de rehabilitación y
tecnología asistencial”. Es indudable reconocer el aporte que la tecnología ha
presentado al área de la medicina. El Instituto de Biomecánica de Valencia, en conjunto
con el Ministerio de trabajo y asuntos sociales de España (2001), resaltan el uso de la
tecnología en la rehabilitación, al servicio de las personas con discapacidad en órtesis y
exoprótesis como aporte del desarrollo social y mejora de la calidad de vida.
5
Para satisfacer la demanda de prótesis y órtesis en Ecuador, a través de un
estudio de sistema CAD en la producción de piezas; en 2012, el vicepresidente Lenin
Moreno inauguró el Programa de Prótesis y Órtesis, como parte de la Misión “Manuela
Espejo”, establecidos en talleres, los cuales se encuentran en el Centro de Rehabilitación
Integral Especializado (CRIE) de Quito, en el Hospital Isidro Ayora en Loja y en el
Hospital Abel Gilbert Pontón de Guayaquil. Actualmente el Ministerio de Salud Pública
está a cargo de ejecutar todos los programas de la Misión Manuela Espejo desde el
2013. (Banco Mundial, 2013) (SENPLADES Vicepresidencia del Ecuador, 2013)
Adicionalmente, el paciente requiere de un elemento de rehabilitación que tenga
un proceso evaluativo, colaborativo y continuo donde el terapeuta ocupacional y el
diseñador deben ser criteriosos aceptando el que mejor se acople en un diálogo de
trabajo conjunto. Es importante recalcar que la órtesis son de dos tipos: estáticas y
dinámicas (Cailliet, 1999), con una considerable demanda de producción en los talleres
instalados en Ecuador tal como resume Terán (2013) en la Tabla 1.
Tabla 1 Producción de Órtesis en los tres talleres de Quito, Guayaquil y Loja.
PROD.
SEMANAL
AL 60%
TOTAL
PROD.ÓRTESIS
ANUALES AL
60%
PROD.
SEMANAL
AL 80%
TOTAL
PROD.
ÓRTESIS
ANUALES
AL 80%
PROD.
SEMANA
AL 100%
TOTAL
PROD.
ÓRTESIS
ANUALES
AL 100%
QUITO 20 1040 27 1387 33 1733
GYE 24 1248 32 1664 40 2080
LOJA 14 728 19 971 23 1213
TOTAL 58 3016 77 4021 97 5027
6
Fuente: (Terán, 2013)
Desde la instalación de los talleres, la producción de elementos de prótesis y
órtesis no es a gran escala, pero alcanza para atender al grupo objetivo ecuatoriano y
comenzar un desarrollo en miras de apoyo, esfuerzo e investigación. La demanda en
Ecuador desde diciembre 2012, de acuerdo con las prescripciones de los médicos del
Programa Misión Solidaria Manuela Espejo es de 5100 órtesis al año (Terán, 2013).
En base a las consideraciones anteriores y señalando que en la etapa de
antecedentes que “incluye la recogida de información de los usuarios, clientes y otras
personas implicadas en la creación del producto” (Rodgers y Milton, 2012, p.56); se
presenta la información de que en el Taller del Centro de Rehabilitación Integral
Especializado N° 1 de Conocoto (CRIE), se evidencia la realización de prótesis y órtesis
de una forma manual y con tecnología para personas que presentan incapacidades
funcionales. Según datos proporcionados, en la entrevista, al Ing. Jiménez; responsable
del Taller de Órtesis y Prótesis del mismo Centro, durante el año 2017 se realizaron 38
órtesis para miembro superior de manera manual a base de yeso y poliuretano. Hecha la
observación anterior cabe señalar que el taller cuenta con la tecnología para la
fabricación de órtesis con impresión 3D, la cual no ha sido aprovechado en su uso y
capacidad. Como primeros indicios de la utilización de este proceso, se lo ha empleado
para órtesis de miembro inferior para niños debido a la limitación dimensional de
impresión. Según el entrevistado, el Ing. Jimenez, a este taller no se le ha dado el uso
correspondiente de impresión 3d para solventar la necesidad como en el caso de
miembro superior, advirtiendo que es un quebranto de tiempo y una forma de no
mejorar los procesos industriales, ya que se lograría producir piezas en menor tiempo y
de mejor calidad.
7
De los datos proporcionados por el entrevistado, dentro de las órtesis que se
realizan en el taller, destacan las de miembro inferior debido a su demanda, ya que no
han existido proyectos para miembros superiores adecuados que se puedan presentar y
se los pueda realizar aprovechando el proceso de impresión 3D. Durante la entrevista,
(Jimenez, 2017) afirma que el proceso para órtesis tarda entre 10 a 12 horas en horario
de trabajo.
1.2 Planteamiento del Problema
De acuerdo a lo mencionado en antecedes, es evidente señalar que las
discapacidades funcionales, son un resultado de accidentes o enfermedades que genera
un problema humano de salud en el entorno de la sociedad. Problema que va en
aumento en países en desarrollo por el contexto económico, como la accesibilidad de los
pacientes a elementos ortopédicos tales como son las órtesis o prótesis, de acuerdo con
el boletín de la WHO (2009).
Es oportuno mencionar que, ante la falta de accesibilidad, el diseño de órtesis
que se realizan artesanalmente no siempre cumplen los requerimientos y sugerencias de
la opinión médica, debido a que en la mayoría de quienes lo elaboran no realizan el
análisis de especificaciones requeridas, basándose en la intuición y experiencia de
quienes lo elaboran. Por otro lado, el diseño de órtesis que se realizan en el área de
terapia Ocupacional se basan en las sugerencias y requerimientos médicos adecuados al
paciente, pero no siempre cumple con la elaboración por el problema de la cantidad de
casos de pacientes, tiempos, recursos y durante proceso de elaboración. En el mercado y
8
las artesanales la mayoría de las veces son órtesis estandarizadas, con medidas
antropométricas irreales o de alto costo adquisitivo lo que afecta el proceso de
rehabilitación.
Rowe añade que “es importante que el terapeuta tenga conocimiento básico de
los principios de diseño de órtesis centrándose en primer lugar en las estáticas” ya que
un mal diseño de una órtesis estática es un problema al proceso de rehabilitación para
pacientes con patología traumatológica o de hemiplejía (Turner, Rowe, Doman,
Tipping, & White, 2003, p.173). De esta manera se resalta que en el proceso de
elaboración es indispensable el trabajo colaborativo entre el diseñador y el terapeuta
ocupacional; traducir el conocimiento clínico del diagnóstico de sus características en
especificaciones técnicas, se convierten en el beneficio concreto como parte de la
rehabilitación y bienestar del paciente.
Para ser frente a estos problemas antes mencionados, el Taller del Centro de
Rehabilitación Integral Especializado N° 1 elabora dispositivos de movilidad y
fisioterapia en forma manual, contando con la aplicación de tecnología apropiada para
su fabricación y calidad; los cuales estarán a disposición del paciente de manera gratuita
para su rehabilitación física adecuada.
De acuerdo con el Protocolo del Taller (2018), establece que la mayor demanda
de elementos fabricados son las prótesis para miembros inferiores teniendo al personal
con experiencia para fabricarlo. Sin embargo, el personal no es suficiente para cubrir la
demanda para el resto de elementos de órtesis como el caso para miembro superior, que
se solicitan en el taller, ni tampoco la capacitación adecuada para realizarlo (Jiménez,
2017). El protocolo establece que en el caso de que no se cubran los cupos de órtesis en
el día se debe agendar una prótesis adicional por funcionario para los cual se convierte
9
en un problema.
Adicionalmente, no se ha aprovechado el uso del proceso de impresión 3D a
pesar de que el taller ha sido instalado con tecnología CAD, debido a que no cuenta con
un estudio de diseño para la fabricación de órtesis, como la de miembro superior,
generando un problema de desaprovechamiento de recursos. Esta tecnología de
manufactura aditiva por modelado de deposición fundida, persigue el objetivo de crear
elementos de buena calidad o reforzarlos, así como lograr producir piezas con el menor
número de recursos.
1.3 Formulación del Problema
¿Cómo diseñar una órtesis estática para miembro superior aprovechando el
recurso de fabricación en impresión 3d cuya propuesta para su aplicación y prototipo
sea funcional para los casos como traumatológía o hemiplejía, interpretando las
especificaciones de los especialistas, interactuando con el paciente y validando su
proceso de desarrollo para el uso en la rehabilitación?
1.4 Objetivos del Proyecto
1.4.1 Objetivo General.
Diseñar una Órtesis estática de extremidad superior (mano) para los casos de
Rehabilitación Traumatológica o de Hemiplejía, con la aplicación del proceso de
Impresión 3D en el Taller del Centro de Rehabilitación Integral Especializado N°1.
10
1.4.2 Objetivo Específicos.
Estudiar el proceso y elementos teóricos para la rehabilitación en patología
traumatológica o lesión neurológica como la hemiplejía en miembro superior
(mano) para el aporte y soporte estratégico de la propuesta.
Diagnosticar la gestión de Diseño en el Taller y el análisis tipológico de los
elementos actuales para el proceso de desarrollo y direccionamiento estratégico
de la propuesta.
Desarrollar el prototipo de la propuesta de diseño correspondiente a la órtesis
estática de miembro superior utilizando el proceso de manufactura aditiva por
modelado de deposición fundida.
Validar el prototipo como elemento funcional que puede ser fabricado en el
taller del Centro de Rehabilitación Integral Especializado N°1 y con los
pacientes a través de una evaluación de satisfacción.
1.5 Justificación
La WHO en asociación con la Sociedad Internacional de Prótesis y Órtesis
(ISPO) y la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID),
en su publicación de Estándares para Prótesis y aparatos Ortopédicos definen a la
Órtesis como un elemento que puede ser aplicado en un miembro inferior o superior de
forma externa con el fin de modificar su estructura y funcionalidad dentro de los
sistemas neuromusculares y esqueléticos para mejorar la calidad de vida en el
tratamiento de rehabilitación. (World Health Organization, 2018)
Para solucionar las necesidades de la población del Ecuador, en el sector de la
salud y la rehabilitación de pacientes, el Plan Nacional del Buen Vivir manifiesta dentro
11
de su objetivo número 3 la importancia de: “Mejorar la Calidad de Vida de la
Población” (SENPLADES, 2013) Esto implica toda la integridad del paciente
incluyendo los elementos terapéuticos para la rehabilitación.
Adicionalmente, es importante recalcar que los “elementos terapéuticos no
escapan a las modas y a los afectos de las propuestas comerciales (…) se
presentan ofertas de Órtesis que a primera instancia son algo atractivo y
accesible, sin embargo, sin una evaluación clínica rigurosa pueden cometer
errores como la complejidad de la situación del paciente (…) tan importante
como el buen diseño y confección de la Órtesis, es lograr que el usuario
interiorice y siga las indicaciones de uso y cuidados” (Departamento de
Rehabilitación del Hospital del Trabajador, 2018, p.19).
Ante la situación planteada, el Taller del Centro de Rehabilitación Integral
Especializado N° 1, es encargado de realizar prótesis y órtesis como elementos de
rehabilitación, mejorando la elaboración de diseños para un excelente manejo y
tratamiento de los pacientes a nivel nacional, ya que de acuerdo con su Protocolo (2018)
su meta como parte de los tres talleres existentes en el país, es lograr mejorar el trabajo,
satisfacer las necesidades de los usuarios o pacientes, siendo factible recomendar el
manejo de la impresora que posee el Taller, en la elaboración y puesta en acción de
elementos ortopédicos con tecnología CAD.
1.6 Alcances y Limitaciones de la Propuesta
El proyecto presenta el diseño de una órtesis estática para el caso específico
de lesiones del tipo traumatológica o neurológica como la hemiplejía en el miembro
12
superior de la mano. Dicho diseño tomará en cuenta para los casos con una interacción
con el paciente y su desarrollo se aplicará al proceso de impresión 3d con el que cuenta
el Taller del Centro de Rehabilitación Integral Especializado N°1. El trabajo que se
realizará hasta la entrega de la propuesta y su posterior validación mediante un prototipo
impreso mediante registro de satisfacción del paciente. Adicionalmente se considerará:
La cantidad de datos actuales sobre el caso.
Herramientas de medición y modelación CAD con el que cuenta el taller.
El equipo de manufactura aditiva por modelado de deposición fundida con su
software correspondiente.
El área de estudio de satisfacción del paciente se lo realizará exclusivamente en
centros de rehabilitación públicos, con pacientes que tengan relación con la
patología y con profesionales del área.
Se presentará el prototipo de acuerdo a las condiciones del equipo de impresión
del Taller a fin de validar la propuesta.
Diagnóstico del taller con respecto al diseño de nuevos elementos o
procedimientos de elaboración.
Se presentará su modelo CAD, el proceso de elaboración e impresión 3d, la
animación digital del layout del taller incluyendo el proceso de la propuesta.
13
CAPITULO II – MARCO GENERAL
2.1 Marco Teórico
2.1.1 Traumatología
Aportando la idea presentada anteriormente sobre la traumatología, esta es una
especialidad médica que realiza la valoración clínica, el diagnóstico, prevención,
tratamiento y rehabilitación del paciente con enfermedades funcionales del aparato
locomotor, deformidades y alteraciones funcionales que pueden ser congénitas o
adquiridas (Haverbeck, Arenas, & Palma, 2005). Las más habituales son de hombro,
codo, muñeca, cadera y dedos. Según las fisioterapeutas, Sánchez y Sánchez (2016), las
patologías traumatológicas más comunes son por: cervicales, dorsalgias, lumbalgias,
luxaciones, fracturas, esguinces, roturas musculares, tendinitis y en la recuperación
postoperatoria.
2.1.1.1 Fractura extremidad superior (mano)
Dentro de una extremidad superior, la mano es el elemento complejo de
múltiples movimientos con habilidad y destreza que no deben ser desentendido cuando
se lesiona de igual manera afirman que “Los problemas que presentan las lesiones de la
mano no son simples de manera alguna (...) requieren de la colaboración de un equipo
de especialistas en distintas disciplinas como ortopedia, cirugía plástica, neurocirugía,
14
etc”. (Cailliet, 1999, p.1)
El objetivo del tratamiento es la restauración de la función tomando en cuenta
principios que el terapeuta debe seguir para proveer los instrumentos apropiados en la
ejecución.
“Son el manejo del entorno, principios de ortopedia, manejo y manipulación de
la herramienta (…) El terapeuta ocupacional debe aportar datos mediante un
proceso de razonamiento clínico, justificando la decisión respecto a los criterios
de selección acordados y aportando pruebas que avalen la prioridad concedida a
las necesidades del individuo” (Turner, Rowe, Doman, Tipping, & White, 2003,
p.172).
2.1.2 Hemiplejía y espasticidad
Tomando la definición de Arias y Tapia, la Hemiplejía es una patología
producida por una secuela posterior a una lesión cerebro vascular causando
discapacidad física en partes del cuerpo (Arias & Tapia, 2010, p.24). Este trastorno del
cuerpo es directamente relacionado con el cerebro, y se identifica con exámenes clínicos
de neurología y fisioterapia aplicando estudios basados en resonancia magnética
determina. Los pacientes hemipléjicos presentan complicaciones en sus extremidades
superiores e inferiores de una forma involuntaria. En el miembro superior afectado
presenta abducción de hombro, flexión en el codo, muñeca con el pulgar en la palma y
los demás dedos flexionados en su alrededor. (Stanford25, 2010)
El cuadro clínico indica que las etapas iniciales de la hemiplejía presenta
flacidez muscular en manos y dedos que se empiezan a flexionar, dificultad con la
marcha, equilibrio, espasmo muscular, dolor además de problemas psicológicos; y luego
15
puede ser remplazada con la espasticidad, que es una tensión muscular con la flexión de
la muñeca y dígitos con aducción del pulgar volviéndolo incapacitado y en algunos
casos de pacientes los movimientos se vuelven incontrolados sin una posición correcta,
provocando futuras contracturas musculares y deformidades (Fernández, Ruiz, &
Sanchez, 2010, p.10).
Adicional a la idea anterior, la mano hemipléjica afectada por un accidente
cerebro muscular requiere de una rehabilitación que pueda balancear la excitabilidad
interhemisférica y recrear circuitos neuronales ocultos. Para ello sugiere la
movilización activa y pasiva para coordinar los hemisferios cerebrales, estimular al
paciente y evitar la espasticidad que este se genere (Sotelano, Mendoça, & Alvarado,
2016, p.166).
De acuerdo con Fernandez Ruiz & Sanchez (2010) las órtesis posturales son
parte complementaria del tratamiento para dar estabilidad, mejorar la función y corregir
deformidades. Esta debe tener una ligera flexión dorsal con los dedos extendidos y
abducidos, especialmente el pulgar con el fin de estabilizar adecuadamente el miembro
afectado.
2.1.3 La Rehabilitación integral
La rehabilitación es importante en la solución de problemas del paciente y su
familia encaminada a la integración de este en las actividades cotidianas. La Terapia
Ocupacional y la fisioterapia son disciplina encargada de recuperar la movilidad de
articulaciones en la extremidad afectada. (Kumpel & Scatton, 2016)
Uno de los principios de la rehabilitación, es el hecho de que sus intervenciones
para un tratamiento sean tempranas. Se resume el siguiente esquema presentado en la
16
tabla 2 y 3, el cual incluye: Examen, diagnostico, prescripción y tratamiento que
después de un periodo será nuevamente evaluado como una mejora continua.
Tabla 2. Puntos que considerar y preguntas a plantearse durante el diseño y
construcción de un Órtesis.
FASE PREGUNTAS PUNTOS QUE CONSIDERAR
Antes de
fabricar
Perspectiva clínica
¿Por qué quiero hacer
una Órtesis?
¿Qué objetivos del tratamiento cubrirá?
Detectados a partir de: diagnóstico, datos clínicos,
pronósticos. ¿Estos objetivos se cubren con otros
aspectos del tratamiento?, ¿Una Órtesis lo mejora?
Datos clínicos
actuales
Estado de la piel, dolor, deformidad, grado de
movimientos, perdida motora, pérdida sensorial,
estado de la piel, cicatrices, heridas abiertas, edema.
Punto de vista de
quien la ha de llevar
¿Cuál es la respuesta
en enfermedad?
Actitud mental positiva, Ansiedad, Tolerancia al dolor
¿Cuáles son sus
prioridades?
Ganar funcionalismo: trabajo, logros sociales,
actividades de la vida diaria.
Aspecto: ¿de parte de miembro/cuerpo? ¿de Órtesis?
¿Qué se espera conseguir con la Órtesis y en qué periodo de tiempo?
¿Es consiente la persona de las limitaciones que supone llevar una Órtesis?
¿Comprende las consecuencias de no llevar una Órtesis?
17
Fuente: (Turner, Rowe, Doman, Tipping, & White, 2003)
Tabla 3. Puntos que considerar y preguntas a plantearse durante el diseño y
construcción de un Órtesis. (continuación)
Mientras se
fabrica
¿Qué diseño de
Órtesis debo elegir?
¿Qué partes hay que soportar? ¿Qué postura hay que
lograr? ¿Para qué parte de la anatomía se va a usar?
¿Cuál es el diseño menos incomodo, recortado o
prefabricado? ¿Cuál es el coste relativo de las
opciones? ¿Qué implican las preferencias/prioridades
del sujeto?
¿Qué propiedades ha
de tener el material
Rigidez, Comodidad, Dureza, Relación dureza-peso,
Elasticidad, Capacidad de torsión, Memoria, Si es
termoplástico forma de calentarlo, Método de
aplicación, Tiempo de ajuste, Color
Después de
fabricación
Precauciones
seguridad
Temperatura de los materiales
Comodidad del individuo al ponérsela
Valoración de la
Órtesis: antes de que
el paciente salga del
tratamiento
La Órtesis parece profesional: ¿bordes lisos?
¿ninguna marca?
¿cintas ajustadas firmemente?
Saben la persona y el cuidador: ¿Cuándo debe ponerse
la Órtesis?
18
¿Qué hay que comprobar mientras se usa?
¿a quién llamar si surgen problemas?
¿Cuándo es la cita del seguimiento?
Valoración del
proceso
¿Cómo valoraré la Órtesis si está cumpliendo sus
objetivos? ¿Cuándo y como tomar nota de la
evolución?
Fuente: (Turner, Rowe, Doman, Tipping, & White, 2003)
2.1.4 Órtesis
Este es un elemento importante para la inmovilización de una extremidad del
paciente en su proceso de rehabilitación en el área terapéutica previniendo
complicaciones y protegiendo la extremidad. La Órtesis inmoviliza el movimiento de
una extremidad, con una posición adecuada para su rehabilitación y función y que de
acuerdo con lo mencionado por Turner et al. (2003), muchas ocasiones la palabra férula
se utiliza para referirse a los dispositivos que se colocan en miembro superior siendo un
término sinónimo que puede emplearse. “Esto es aplicable para todo el tratamiento del
individuo, aparte de la forma en que la Órtesis facilita las intervenciones del terapeuta
ocupacional” (Turner, Rowe, Doman, Tipping, & White, 2003, p.173).
2.1.4.1 Órtesis de Miembro Superior
Las Órtesis de miembro superior se utilizan para el reposo continuo, corrigiendo
deformidades y promoviendo la función de músculos débiles. Según Turner et al.
(2003) para el paciente hemipléjico por lesión de neurología, se utilizan en el control de
la espasticidad y para desarrollar la función de la extremidad. Para Fernández, Ruiz &
19
Sánchez (2010) el diseño de una Órtesis para estos casos es un elemento importante
para la rehabilitación por lo cual se toma ciertos criterios de diseño para su elaboración
como se lo resume en la tabla 2 y 3.
Por otra parte, Cortéz y Duarte (2013) definen a la Órtesis como la combinación
de las partes del cuerpo y una pieza de ingeniería donde el objetivo es la integridad de la
extremidad afectada bajo principios biomecánicos. Las funciones de la Órtesis para
miembro superior que determina Rene Cailliet (1999) son: Estabilizar (inmovilización)
para hacer reposo las articulaciones, tendones, ligamentos y músculos o conservar cierta
alineación ósea. A esta función principal se le suma las siguientes:
Prevenir la contractura o deformidad
Prevenir el movimiento no deseado
Estirar gradualmente la contractura para incrementar el arco de movimiento
Sustituir la función muscular perdida
Conservar los logros que se alcanzaron por manipulación, cirugía correctiva o
procedimientos de reconstrucción.
Aliviar el dolor
La estabilidad del miembro superior con la órtesis es el primer paso hacia la
rehabilitación de Hemiplejia ya que la función que este genera es la
inmovilización de las articulaciones de la muñeca, la trapecio-metacarpiana e
interfalángia del pulgar, manteniéndolas en una posición determinada.
2.1.4.2 Clasificación Órtesis Miembro Superior
Dentro de los tipos fundamentales, los más aplicados son dos:
20
Estáticas: construidas en base firme que inmoviliza articulaciones, con determinada
postura. Según Arce (2005) se utilizan como soporte rígido en fracturas, condiciones
inflamatorias de tendones, e agravios nerviosos.
Dinámicas: posee partes móviles en su diseño para rehabilitación suscrita por un
médico.
“La Órtesis pueden usarse en una variedad de enfermedades con diferentes
objetivos (…) aunque la ortopedia se basa en principios biomecánicos también
se apoya en el conocimiento de la anatomía (…) por lo que es importante que el
terapeuta tenga conocimiento básico de los principios de diseño de Órtesis
centrándose en primer lugar en las estáticas” (Turner, Rowe, Doman, Tipping, &
White, 2003, p. 173).
Por tal razón este proyecto se enfocará en el diseño estático por ser el más aplicable y
utilizado para la inmovilización y reposo al momento de la rehabilitación, aparte de
tomarlo como patrón.
2.1.2.3 Principios Ortopédicos; extremidad superior mano
La mano es un elemento de múltiples movimientos, presiones y habilidades, que
no deben descuidarse cuando haya sufrido alguna lesión. En el diseño de una órtesis
intervienen factores anatómicos y biomecánicos como principios generales.
2.1.4.2.1 Anatomía Funcional
De acuerdo con Arce (2005) las Órtesis debe inmovilizar aquellas articulaciones
necesarias y ajustada anatómicamente evitando presiones en el esqueleto. Dentro de su
construcción funcional es importante los elementos que mantiene la mano en estado
funcional como la muñeca o también llamado carpo, quien conecta el antebrazo con los
21
huesos carpianos por lo que también es necesario imaginación del ortopedista el cual
puede utilizar un patrón como guía en el que puede adaptarse según el paciente (Cailliet,
1999).
Figura 1. Huesos de la mano
Fuente: https://fisiostar.com
Como muestra la figura 1, la mano está compuesta por 27 huesos, 20
articulaciones y más de 30 músculos lo que para Arias (2012) determina que en áreas
pequeñas entre estas se encuentren tejidos blandos y duros explicando el gran
compromiso funcional ante lesiones traumáticas.
De acuerdo con su función, la mano se puede dividir en partes fijas y partes
móviles. Las partes fijas es el soporte de todas las partes y conforman una unidad fija de
la mano. Estos son el segundo y tercer metacarpiano con la fila distal del carpo, cuyo
movimiento de articulaciones intermetacarpianas y carpometacarpianas son limitadas.
En conclusión, alrededor de esta región se posicionan elementos de movimiento
adaptivos, por lo que la palma se diseña con el objetivo de sostener a los dedos y
brindar apoyo en la sujeción del objeto.
22
Figura 2. Dirección de las falanges en la inmovilización
Fuente: Cailliet, 1999
En la posición de reposo, los dedos se dirigen en posición del hueso escafoides
debido a que los flexores son más fuertes que los extensores tal como lo muestra la
figura 2. Por esta razón las articulaciones interfalángicas y metacarpofalángicas distal
deben estar flexionadas, mientras que el dedo pulgar debe estar en posición parcial hacia
adelante.
Figura 3. Posición de reposo de la mano
Fuente: (Turner, Rowe, Doman, Tipping, & White, 2003)
De la misma forma, la posición de reposo es en estado de flexión y con
dirección cubital, tal como se lo aprecia en la figura 3, debido a que la longitud dorsal es
más larga que la palmar, de esta manera los síntomas pueden aliviarse con el reposo.
Este es un ángulo que puede abarcar los 12 a 15 grados en dirección cubital como lo
muestra la figura 4 y en el caso de túnel carpiano, este ángulo también se utiliza para la
posición de reposo desde la punta del radio palmar.
23
Figura 4. Posición de reposo de la muñeca y ángulo cubital
Fuente: (Cailliet, 1999)
Adicionalmente a la figura 3 se puede señalar que los movimientos de la muñeca
presentes en la figura 4. Son 80 grados de flexión, 70 de extensión, 30 de abducción
cubital y 20 de abducción radial. La afirmación de Malick (1980) y Cailliet, (1999)
sobre la posición funcional de reposo de la mano, la cual es alrededor de los 20 a 30
grados de extensión de la muñeca con una ligera flexión en las articulaciones de los
dedos, previniendo de esta manera el deterioro de las articulaciones del miembro
superior cuando esta inmovilizada.
Figura 5. Ángulo de reposo funcional de las falanges
Fuente: (Cailliet, 1999)
Al mismo tiempo para la rehabilitación de falanges, tal como se muestra en la
figura 5, las articulaciones metacarpofalángicas están flexionadas a 90 grados hacia las
articulaciones interfalángicas proximal y distal que se encuentran extendidas. Sino las
articulaciones interfalángicas proximal y distal pueden estar ligeramente flexionadas.
Por ello es importante considerar todos estos elementos tal como lo muestra la figura 6.
24
Figura 6. Elementos que considerar en la posición funcional reposo mano muñeca
Fuente: (Cailliet, 1999)
Adicionalmente para inmovilizaciones prolongadas se considera que las
articulaciones metacarpofalangicas están a una flexión de ángulo recto las falanges
están extendidos lo que provoca que los ligamentos colaterales de las articulaciones de
los dedos estén tensos. Esta posición, impedirá el movimiento de los dedos tal como lo
muestra la figura 7.
Figura 7. Postura de inmovilización prolongada
Fuente: (Turner, Rowe, Doman, Tipping, & White, 2003)
Un punto a considerar, incluso para el diseño para el caso de hemiplejía, son las
marcas superficiales, como lo muestra la figura 8, y los pliegues cutáneos de la
superficie palmar, distal y los pliegues de la muñeca. Los pliegues permiten la flexión
de la piel y pueden usarse para determinar la posición y límites de la Órtesis para la
inmovilización de las articulaciones. En cuanto a los arcos mencionados anteriormente,
Malick (1980) define que estos merecen una consideración especial en la Órtesis para
25
evitar presiones indebidas.
Figura 8. Pliegues y arcos transversal y proximal de la mano
Fuente: (Turner, Rowe, Doman, Tipping, & White, 2003)
Figura 9. Marcas superficiales en la superficie palmar de la muñeca
Fuente: (Cailliet, 1999)
26
Figura 10. Circulación arterial de la mano
Fuente: (Cailliet, 1999)
Es importante tener conocimiento clínico del diagnóstico en el trauma de la
mano y sus características como la circulación arterial de la mano o la superficie palmar
de la muñeca, como lo muestra la figura 10, ya que estas tendrán implicaciones en el
diseño de la Órtesis. Por ejemplo, estas pueden ser de inmovilización palmar o distal de
acuerdo con la zona tratada y diagnóstico del médico. De acuerdo con la terapeuta
Rowe, en el capítulo de Herramienta de la vida (Turner, Rowe, Doman, Tipping, &
White, 2003), resalta la importancia de tomar ciertos puntos adicionales a los objetivos
potenciales de colocar una órtesis, como lo muestra la tabla 5, estas son:
• Estado de la piel debido a la afectación por enfermedad, medicamentos, color
textura o perdida sensorial
• Presencia de edema es la disminución del bombeo de los músculos
esqueléticos disminuyendo el paso venoso de la sangre (Coppard & Lohman, 1996).
• Grado de movimiento de la mano
• Posibles deformidades
27
2.1.4.2.2 La Biomecánica
Bowker define a la Biomecánica como el estudio del movimiento de las partes
del cuerpo humano tomando en cuenta la anatomía e ingeniería conociendo las fuerzas
externas e internas, como la gravedad y la contracción muscular respectivamente
(Bowker, 1993) además de conocer y estabilizar el movimiento de las articulaciones,
como lo muestra la figura 11. Adicional a las fuerzas musculares como la gravedad
pueden neutralizar el desequilibrio por un traumatismo en el reposo de la extremidad
superior (Turner, Rowe, Doman, Tipping, & White, 2003).
Figura 11. Articulaciones de la mano
Fuente: https://fisiostar.com/
Para recuperar la posición adecuada de la mano es importante considerar la
posición apropiada de los músculos los cuales debido a un trauma pierde la movilidad
de la extremidad. Es importante que en la posición de reposo los músculos de la mano
deben estar en una correcta posición por lo que es importante conocer sus partes que se
resumen a continuación en la figura 12 y tabla 4.
28
Figura 12. Músculos extrínsecos de la mano
Fuente: https://es.slideshare.net/
Tabla 4. Músculos Extrínsecos e intrínsecos de la mano
Músculos Extrínsecos
Flexor superficial de los dedos Extensor corto del pulgar
Flexor profundo de los dedos Abductor largo del pulgar
Flexor largo del pulgar Extensor propio del índice
Extensor largo del pulgar Extensor común de los dedos
Extensor propio del meñique
Músculos intrínsecos
Interóseos dorsales Oponente del pulgar
Interóseos palmares Abductor del meñique
Lumbricales Flexor corto del meñique
Abductor corto del pulgar
Flexor corto del pulgar
Abductor del pulgar
Fuente: (Nordin & Frankel, 2004)
Entre los movimientos de la mano el dedo índice y el dedo pulgar son los dedos
que presentan mayor funcionalidad pues estos cuentan con músculos de precisión en sus
movimientos. El pulgar tiene más libertad de movimiento debido su articulación
trapecio metacarpiana con concavidades por lo que es importante tener este punto en
consideración al momento de inmovilizar.
29
Por un lado, Arias (2012) menciona que el dedo medio es tomado como eje de
referencia de la mano además de su capacidad de agarre y de pinza con el dedo pulgar.
Los movimientos del dedo pulgar son de aducción y abducción con rangos de 35 a 40
grados y de oposición con 45 grados aproximadamente, tal como se lo aprecia en la
figura 13. Este movimiento permite el trabajo conjunto con las demás partes de la
mano, que junto con la flexión permite la realización de tareas
La posición del pulgar en reposo en abducción y oposición cabe destacar que la
función de pinza que genera el pulgar con el dedo índice es un punto a tomar en cuenta
en el diseño de la órtesis debido a la fuerza, por lo que en la tabla 5 se presenta un
resumen de la misma. A pesar de que la órtesis suple la función perdida del musculo se
detallara las fuerzas que el dedo pulgar en abducción y aducción puede generar. En esta
idea se presenta las fuerzas del dedo pulgar debido que este más grado de libertad
(Tubiana, Thomine, & Mackin, 1998).
Figura 13. Movimiento de abducción del pulgar
Fuente: https://www.estrucplan.com.ar/
Tabla 5. Fuerza de movimiento del pulgar.
Movimiento de abducción Movimiento de oposición
Músculo abductor
corto del pulgar
13 kg-F Oponente del
pulgar
19 kg-F
Músculo flexor
corto del pulgar
11 kg-F Aductor del pulgar 37 kg-F
Movimiento de aducción Flexor corto del
pulgar
11 kg-F
30
Músculo aductor
del pulgar
37 kg-F Flexor largo del
pulgar
11 kg-F
Primer musculo
interóseo dorsal
0.1 kg-F Movimiento de reposición
Músculo flexor
corto del pulgar
11 kg-F Extensor largo del
pulgar 0.1 kg-F
Músculo oponente del pulgar
19 kg-F Extensor corto del pulgar
0.1 kg-F
Músculo extensor
largo del pulgar
0.1 kg-F Abductor largo del
pulgar
0.1 kg-F
Fuente: (Tubiana, Thomine, & Mackin, 1998)
Por otra parte, para la estabilidad de los dedos en el reposo es importante
considerar que la metacarpofalángica de cada uno de los otros cuatro dedos restantes se
mueve abiertamente en extensión; sin embargo, cuando estas se encuentran en flexión
pierde movilidad lateral tal como lo muestra la figura 14.
Figura 14. Movimiento de flexión y lateral de falanges
Fuente: (Arias L. , 2012)
Adicionalmente para referencia de eje de la mano, se toma en cuenta el dedo
medio tal como lo muestra la figura 15; el cual, en movimiento de abertura de los dedos,
el dedo medio permanece fijo en su eje y proyectándose los dedos desde un punto
alejado.
31
Figura 15. Dirección de los dedos
Fuente: (Arias L. , 2012)
A sí mismo, en referencia a los arcos de la mano, Arias (2012) presenta su idea
de la transversal, oblicua y la longitudinal apreciados en la figura 16, la cual forma una
concavidad palmar hacia adelante. Por algún problema en los músculos de esta región,
genera una discordia. El arco entre el dedo índice y el dedo del medio, Los arcos de
oposición del dedo pulgar se encuentra en sentido diagonal con referente a los otros
dedos. De esta manera se puede determinar que la función de sujeción de la mano
depende de la rigidez de su parte fija, la segunda y tercera articulación carpo
metacarpianas, la estabilidad de los arcos longitudinales, la posición de las falanges en
reposo y el equilibrio de una correcta posición de los músculos extrínsecos e intrusivos
de la mano.
Figura 16. Arcos de la mano
Fuente: Arias, 2012
32
2.1.4.2.3 Ergonomía
La ergonomía es el análisis de la actividad humana que determina el sistema en
que debe procurar su bienestar, como la mala postura o un peso excesivo, por lo que es
parte integral del trabajo del fisioterapeuta trabajar con herramientas y posturas que
optimicen la función de la extremidad y el confort del paciente. (International
Ergonomics Associattion, 2018). De igual manera la International Ergonomics
Associattión (2018) define a la ergonomía física como la relación de principios
antropométricos, biomecánicos, fisiológicos y anatómicos de un parte del cuerpo
humano para su salud.
Desde el punto de vista de la Órtesis, la presión que este puede generar al
paciente en su sujeción, que puede ser palmar o dorsal, debe ser el adecuado para la
posición requerida y se establece distribuyendo la presión en un área establecida. Las
Órtesis deben diseñarse para soportar tanto la mano como la muñeca en una posición
funcional por lo que su punto de sujeción debe abarcar dos tercios por encima del punto
medio del antebrazo y con una forma ajustada a la concavidad del mismo antebrazo.
(Cailliet, 1999) Además, se considera importante el tipo de material, forma y acabado
para que no lesione la piel.
2.1.4.2.4 1 Antropometría
Panero y Zelnik (2009), determinan a la antropometría como la ciencia que
estudia las medidas del cuerpo estableciendo las diferencias que existen en diferentes
grupos recopilando datos dimensionales. Por falta de datos referente a la antropometría
del ecuatoriano promedio, el proyecto se basa en parámetros inerciales anatómicos
referente a la masa y longitud; el percentil que presenta la Norma DIN 33 402-2 que es
33
adecuada para la mano cómo se presenta en la figura 17 y 18 (Melo, 2009, p.37).
Figura 17. Percentiles de la mano Norma DIN 33 402-2
Fuente: (Melo, 2009)
Adicionalmente, como se había mencionado, los parámetros inerciales se
utilizan para expresar el peso del segmento del paciente y su longitud. Dempster (1955)
y Clauser (1969), sacaron esta proporción a través de estudios con cadáveres y se
presenta dentro de la tabla 6 (Soto & Gutierrez, 1996). Por otra parte, Pons (2008),
determino la razón de los segmentos de una extremidad superior dependiendo de la
altura del paciente que se presentan dentro de la tabla 7.
34
Figura 18. Percentiles de la mano Norma DIN 33 402-2 (continuación)
Fuente: (Melo, 2009)
Tabla 6. Parámetros Inerciales para peso y centro de gravedad
Segmento Masa (%) Centro de Gravedad (%)
Cabeza y Cuello 7.3 46.4
Tronco 50.7 38.03
Brazo 2.6 51.30
Antebrazo 1.6 38.96
Mano 0.7 82
Pie 1.5 44.9
Fuente: (Soto & Gutierrez, 1996), Dempster (1955) y Clauser (1969)
Tabla 7. Parámetros longitudinales de segmentos de la extremidad superior
Segmento Distancia
Brazo 0.18*altura
Antebrazo 0.14*altura
Mano 0.108*altura
Fuente: (Pons, 2008)
35
2.1.5 Diseño
El diseño es una disciplina enfocada a resolver problemas partiendo de una
necesidad con una solución intelectual (Paredes, 2012, p.11). Ashly (2005) considera al
diseño como el proceso de traducir una necesidad en especificaciones técnicas para
pasarlo a producción. Cada etapa que conlleva este proceso, como la selección del
material, proceso y forma está determinada por el diseño.
Por tal motivo el diseño parte del problema y evaluación de las funciones
técnicas, psicológicas, sociales y ambientales requerida para llegar a su especificación,
por tal motivo el diseño contiene una gran variedad de estilos, conceptualizaciones,
procesos, filosofías y tecnológicos encaminadas a la solución de dicho problema. El
diseño como un proceso se parte de la idea propuestas como un conjunto funcional que
respondan correctamente a la solución del problema.
2.1.5.1 Diseño Industrial
Para empezar, el diseño de un producto no solo cumple con las expectativas
técnicas del consumidor sino en aquello que transmite Ashby (2005). Por ello el diseño
industrial se enfoca en crear conceptos en conjunto con las especificaciones a fin de
solucionar un problema funcional con un producto tanto para el consumidor como para
su constructor. (Sociedad De Diseñadores Industriales de América, 2018)
Así el diseñador también es responsable de la selección del material, tanto en
características físicas como apariencia y percepciones. La adaptabilidad de los
polímeros se utiliza con frecuencia para transmitir inclusión, su capacidad de imitar a
otros materiales. Sus atributos estéticos son aquellos que están relacionados con los
sentidos como el tacto y vista (Ashby, 2005, p.445).
36
2.1.5.2 Diseño de producto
Como se ha mencionado, los diseñadores industriales están encaminados a crear
ideas a una solución, generando conceptos y especificaciones de acuerdo con las
exigencias del cliente y al proceso de elaboración. La fase de Diseño de Producto
introduce los mecanismos correctos para lograr que el nuevo producto se ajuste a los
requerimientos antes planteados tomando en cuenta normas y procedimientos que
aseguren la calidad durante el proceso de diseño. Entre estas normas tenemos la ISO
9000 -4 (1993) o la ISO 9001-2015 en el que se presentan consideraciones importantes
de gestión y aseguramiento de la calidad.
De acuerdo con Barba (1993) señala que, para el aseguramiento de la calidad en
el diseño de productos, la norma UNE 66904 basada en la norma ISO 9000-4, resalta 3
factores que influyen en la calidad del proceso y son la organización del proceso de
diseño en cargada de los proyectos, los medios necesarios para desarrollar el producto y
los procedimientos.
2.1.5.3 Funciones del producto
La función de un producto se basa de acuerdo al rol de su uso y las necesidades
de interacción con el cliente siendo un punto de partido durante el desarrollo del
concepto del proceso de diseño del producto (Burdeck, 1994). La agrupación de
características formales que atraen la atención del usuario por proceso de percepción es
definida por Burdeck (1994) como la función estética. Todos aquellos elementos que
generan una sensación de interés hacia el producto es lo que se define como función
simbólica en el que indica al usuario la relación de orden simbólico del objeto asociado
con las sensaciones o experiencias, generando inspiraciones o analogías en un conjunto
de ideas.
37
Cailliet asegura que “el aspecto de una órtesis es importante y su material puede
adquirir cualidades estéticas”; el rol en cuanto a su función determina la personalidad
del producto (Cailliet, 1999, p.449).
Tabla 8. Algunos atributos estéticos de los materiales
Sentido Atributo Sentido Atributo
Tacto
Cálido Visión Ópticamente
Frio Claro
Suave Transparente
Duro Opaco
Flexible Reflexivo
Rígido Lustroso
Audición
Bullicioso Mate
Silencioso Textura
Agudo Olor Amargo
Zumbido Gusto dulce
Fuente: Ashby (2005)
2.2.1 Herramienta QFD
Lozano (2007) afirma que el Despliegue de la función calidad (QFD) es una
excelente herramienta para la selección del concepto del producto, cumpliendo con la
calidad de la traducción del requerimiento del cliente en forma de especificaciones con
las características del producto, así garantizando su calidad.
2.2.2 Establecer la especificación
De acuerdo con el Manual APQP (2008) la definición de un producto se
establece a través de la especificación que es una guía para su desarrollo y establecidas
en la hoja de ayuda técnica. Tomando en cuenta la interpretación del punto 8. 2, 8. 3 y
8.4 de la ISO 9001-2015 donde se deben asegurar los requisitos del producto y su
revisión, el diseño y desarrollo del producto en donde la organización debe establecer,
implementar y mantener y por último el control de sus procesos. Para ello se presenta
herramientas como el PPAP y AMEFD.
38
2.2.3 Herramienta AMEF-D
El Análisis de modo y efecto de fallas (AMEFD) que de acuerdo con el Manual
APQP (2008) es una herramienta sometida para evaluar fallas y efectos dependiendo de
los requerimientos en el cumplimiento de las necesidades para garantizar y validar que
se ha aplicado la metodología de forma correcta (Chrysler Corporation; Ford Motor
Company; General Motors Corporation, 2008).
2.2.3 Herramienta PPAP
De acuerdo con el Manual APQP (2008), la herramienta PPAP tiene la intención
de las aprobaciones de partes para producción a fin de validar los productos cumpliendo
con sus dimensiones, apariencias, materiales y con los requerimientos de ingeniería
(Chrysler Corporation; Ford Motor Company; General Motors Corporation, 2008).
2.2.4 Tabla ad-hoc
De acuerdo con la valoración de satisfacción de Peaco, Halsne & Hafner (2011)
presenta una lista de valoraciones medibles para elementos ortopédicos durante el
tratamiento. Este método es aplicado por McGrath (2009) para Órtesis estáticas de
miembros superiores con una evaluación ordinal de escala entre 0 y 10 tal como lo
presenta la tabla 9.
2.2.5 Diseño para el Usuario y Design Thinking
De acuerdo a lo mencionando anteriormente, el proceso de diseño que se
encuentra dirigido por toda información sobre las personas a quienes van a ser dirigidas
el rol de uso del producto es lo que se conoce como Diseño Centrado en el Usuario
(Informe APEI, 2009).
39
Tabla 9. Tabla ad-hoc evaluación de satisfacción de elementos ortopédicos
Fuente: Peaco, Halsne, & Hafner (2011)
El Desing Thinking determina que, una vez identificado los problemas,
empatizar con el usuario permite la generación de ideas con dichas analogías, que serán
relevantes para entender el concepto de diseño consiguiente (Castillo, Alvarez, &
Cabana, 2014).
“El diseño de una Órtesis debe basarse en principios científicos, mientras que su
fabricación requiere soluciones creativas (…) el diseño de una Órtesis solo está limitado
por la creatividad” (Coppard & Lohman, 1996, p.3,17).
2.2.6 Brainstorming
Para complementar el punto de generación de ideas la herramienta de
brainstorming rejunta las ideas como solución a un tema especificado siguiendo un
proceso como lo muestra la figura 19 (Quality Solutions for your Business, 2013).
Categoría Subdominio Escala de 1-10
Dispositivo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Actividad
Es funcional y permite al usuario realizar la tarea deseada
Confort
Se ajusta bien, es cómodo y no causa dolor
Cosmesis
La apariencia del dispositivo es atractiva
Dimensiones
La forma física, incluido el ancho y el grosor de altura, son aceptables
Durabilidad
El dispositivo resiste el desgaste y el daño durante un período prolongado de
tiempo
Fácil uso
El dispositivo requiere un mínimo esfuerzo para usar, donar o quitar
Eficacia
La operación del dispositivo cumple con las expectativas para su propósito
previsto
Peso
La masa del dispositivo no impide su uso
40
Figura 19. Flujograma Proceso Brainstorming
Fuente: Elaboración Propia
2.2.7 Diseño en la rehabilitación y Mapeo del Paciente
Desde el punto de vista que influye el diseño industrial en el concepto de
elementos de rehabilitación, está la exploración de la intersección entre el cuerpo, las
necesidades humanas y la tecnología. Las oportunidades que ofrecen las nuevas
herramientas tecnológicas permiten la creación de productos que pueden personalizarse.
De acuerdo con el Diseñador Industrial Pieter Desmet (2017) la aplicación del
mapeo del paciente para el diseño y desarrollo de productos médico o elementos en la
rehabilitación, es fundamental y apropiado el cual parte identificando los actores
relacionados al problema, el proceso del tratamiento y una evaluación emocional para
identificar los problemas que se vayan presentando.
41
Por último, tomando en cuenta el factor de medios del proceso de diseño de
producto y el enfocque centrado en el usuario, Scott (2018) menciona que la capacidad
de la impresión 3D como tecnología en el proceso de diseño de productos, permite
reconsiderar su potencial en la medicina y la innovación para mejorar la calidad de vida.
Figura 20. Diseño en la Rehabilitación
Fuente: www.summitid.com
2.3 Tecnología
2.3.1 Computer Aided Design (CAD) Diseño asistido por computadora
Ashby (2005) presenta que una de las ventajas del uso de esta herramienta es la
capacidad, de crear formas complejas durante el diseño, y una apreciación antes de la
elaboración de prototipos. Esta herramienta es muy útil para la validación de geometrías
complicada y simulaciones de esfuerzo, a lo que Rodgers & Milton (2012) afirman que
el CAD “permite al diseñador visualizar sus objetos en tres dimensiones sin tener que
elaborar un prototipo físico a tamaño real, … ayuda a resolver cuestiones tales como la
disposición compleja de componentes” (Rodgers & Milton, 2012, p.90).
2.3.2 Impresión 3D
La impresión 3d es un proceso de manufactura aditiva en el que se genera una
pieza, a través de capas sobre una plataforma por inyección, extrusión o depósito de
polvo. Esta técnica ha facilitado la creación y modificación de piezas más precisas.
42
Según Ortiz, Aveiga & Medina (2016), los factores que están impulsan esta tecnología
en la medicina es la tendencia de las impresoras, avances de medicina regenerativa y el
uso del software CAD. Debido a la necesidad con el que millones de personas conviven
sobre problemas funcionales ha generado el uso de estas tecnologías. Existen 3 tipos de
Impresión 3D que según Ortiz, Aveiga y Medina presentan son por compactación,
estereolitografía y la de adición (Ortiz, Aveiga, & Medina, 2016).
2.3.2.1 Manufactura aditiva: Modelado por deposición fundida
La tecnología por deposición fundida (FDM) se basa en la expulsión de
filamento de termoplástico por un cabezal de extrusión controlado a cierta temperatura
de manera precisa sobre una cama de impresión capa por capa (Materialise, 2018).
La ventaja de esta tecnología en la impresión 3D, es la accesibilidad de
materiales duraderos y de excelente característica mecánica para la calidad de sus piezas
y la fabricación de prototipos funcionales que puede generar ayuda en la verificación y
testeo del diseño planificado antes de pasar a producción. Para Torres, León & Torres
(2012) el diseño de un prototipo en base a modelos tridimensionales es un punto de
partida para una producción industrial debido a las mejoras que a este se puede
modificar.
2.4 Estado del Arte
A nivel internacional, dentro del diseño industrial, García (2017), elaboró el
Diseño Biomecánico de una Órtesis de Mano que permite realizar el movimiento de
extensión de la muñeca y de los dedos de la mano a personas con pérdida de movilidad
asociada a la parálisis del nervio radial. La misma que rescata la utilización del
modelado CAD permitiendo la personalización tomando en cuenta la antropometría e
43
impresión 3D. Parada (2016) en su proyecto de Diseño e Órtesis Para Miembro Inferior,
señala la importancia de comprender la complejidad de las patologías a la hora de
diseñar un elemento y su tratamiento. De igual manera Negro (2015) realizó el Diseño e
Impresión 3d De Una Prótesis Para Dedos De La Mano el cual rescata la accesibilidad
que la impresión 3d puede generar además de la personalización en este tipo de
elementos, destacando la importancia de observar e indagar cualidades fundamentales
para el diseñador en el surgimiento de ideas.
A nivel Nacional, Rivas (2017) diseñó una Prótesis de mano, acoplable al
muñón, para jóvenes con mutilaciones traumáticas el cual rescata la metodología de
adaptabilidad con un caso de estudio en un paciente y la importancia del concepto de
diseño. Molina & Sancho (2015) desarrollaron el diseño y construcción de un
exoesqueleto para potenciar las capacidades en personas que han perdido la movilidad
parcial del miembro superior derecho, el cual determina la importancia de la
biomecánica de la mano y antebrazo, el uso de parámetros inerciales para el peso de
miembro superior además de la importancia de tarjetas de arduino y servomotores en la
calibración de movimientos deseados.
2.5 Marco ético y legal
El Instituto Ecuatoriano de Normalización de acuerdo con las funciones
determinadas en el Artículo 15, literal b de la Ley No. 2007-76 del Sistema Ecuatoriano
de la Calidad, publicado en el Registro Oficial Suplemento No. 351 del 29 de diciembre
de 2010, manifiesta que (Servicio Ecuatoriano de Normalización, 2015, p.1): “La
reglamentación técnica comprende la elaboración, adopción y aplicación de reglamentos
técnicos necesarios para precautelar (…) la salud de la vida humana (…) preservación
del medio ambiente y la protección del consumidor” por lo que han formulado el
44
Reglamento Técnico Ecuatoriano que toma como referencia las mismas presentadas por
la ISO 22523:2007 y revisadas en 2011.
2.6 Marco Referencial
Según el Departamento de Rehabilitación (2018) menciona que durante la
prescripción de una órtesis se debe considerar las características personales, la patología
y los materiales, en donde el profesional en el área de rehabilitación y el diseñador
deben realizar las evaluaciones de seguimiento y modificaciones. El instituto de
biomecánica de valencia en conjunto con el ministerio de trabajo y asuntos sociales
(2001) publicaron el libro blanco de la I+D+I al servicio de las personas con
Discapacidad en donde resaltan el uso de la tecnología en la rehabilitación en òrtesis y
exoprótesis como aporte del desarrollo social y mejora de la calidad de vida. El
(Ministerio de sanidad, política social e igualdad, 2011) determina que las òrtesis pasiva
de muñeca deben construirse en materiales rígidos abarcando el antebrazo, y fijando en
posición palmar y el dorsal.
2.7 Diagnóstico
2.7.1 Área de estudio
De acuerdo con Avilés (2009) existen varios centros de Rehabilitación Física en
el país, tanto privadas como públicas en el Distrito Metropolitano de Quito; de los 193
establecimientos de salud, 127 son públicos, 54 son privados, 6 exclusivos, 3
municipales. Los hospitales y clínicas representan el 35,2% del número de
establecimientos totales de los que un 42% de la población asisten por ser públicos
(Aviles, 2009, pág. 53). Por tal motivo y debido a que el tratamiento de esta patología
es general, el área de estudio se realizó en un centro de rehabilitación público bajo el
45
debido permiso, en donde el paciente se encuentre en un proceso de rehabilitación.
También se añade los escasos casos de pacientes en el Centro de Rehabilitación Integral
N°1.
Siguiendo el método de evaluación de satisfacción del paciente se realizó un
muestreo en El Centro de Rehabilitación del Hospital Pablo Arturo Suarez, con sus
datos estadísticos proporcionados al mes, el cual atiende en promedio 500 casos de
pacientes por traumatología en el miembro superior, Este puede ser por diferentes
gravedades en hombro, codo y mano. Conforme con los datos proporcionados en un el
Focus Group que se encuentra en Anexos, El Dr. Tapia y los Terapistas Ocupacionales,
afirman que para el caso de mano tienen previstos turnos de aproximadamente 6
pacientes diarios, entre 120 pacientes al mes. aproximadamente. Con el muestreo no
probabilístico en forma intencional se decide trabajar con el grado de satisfacción del
paciente aplicando la herramienta de evaluación Ad-Hoc para conocer el diagnóstico de
su satisfacción con los elementos de órtesis estáticas con los que se encuentran en su
proceso de rehabilitación. Se tomó los 120 casos de pacientes como tamaño de la
población. De donde:
( ) (Ecuación 1)
En el cual:
n= tamaño de la muestra
N=Tamaño de la población
46
σ= desviación estándar de la población que generalmente cuando no se tiene un valor
se utiliza 0,5.
Z= valor obtenidos bajo niveles de confianza. Es un valor constante que si no se tiene
su valor se lo toma en relación con el 95% de confianza que equivale a 1,96 o en
relación con el 99% de confianza equivale a 2,58. Valor que queda a criterio del
investigador.
e= limite aceptable de error muestral que generalmente cuando no se tiene un valor
se suele utilizar un valor que varía entre 1% y 10%, valores que queda a criterio del
evaluador.
Figura 21. Diagnóstico de Satisfacción de elementos actuales.
Fuente: Elaboración Propia
Para el proceso se tomó un margen de error del 1%, con un grado de confiabilidad
del 95,45%, cuya muestra arrojo a 55 pacientes que se encuentren durante el proceso de
rehabilitación de la mano el cual arrojo los resultados presentes en la figura 21.
2.7.2 Diagnostico del Taller de Órtesis y Prótesis del Centro de
Rehabilitación Integral Especializado N°1
80,18
89,45
80
90
80,55
65,27
63,64
83,45
0 20 40 60 80 100
Peso
Eficacia
Fácil Uso
Durabilidad
Dimenciones
Adaptable/ Atractivo
Confort
Actividad
ELEMENTO DISPOIBLE
EVA
LUA
CIÓ
N A
D-H
OC
47
Siguiendo con el proceso de diagnóstico del diseño y basándose en la gestión del
proceso del diseño y desarrollo de productos que menciona el punto 8 de la ISO 9001-
2015, se realizó el diagnóstico de la gestión del diseño del Taller por ser el usuario
donde se desarrollara la propuesta del proceso. Se aplicó la herramienta de Diagnóstico
presentada por la INTI (2012) durante la entrevista a usuarios líderes, que proporciona
información relevante de aspectos relacionados a la oferta de productos, producción, el
usuario, diseño, innovación, calidad y sustentabilidad que son informaciones relevantes
para la dirección estratégica del proyecto (p.41).
Figura 22. Diagnostico general del Diseño en el taller
Fuente: Elaboración Propia
A continuación, con los datos presentados en el Anexo sobre el diagnóstico de la
gestión del diseño en el taller realizado en la entrevista a los Usuarios líderes, se
describe el resultado del diagnóstico representado en la figura 22 donde se permite
visualizar cuáles son los aspectos a los que la empresa le presta mayor atención y cuáles
debería mejorar. Siendo destacado que sus productos son renovados a medida que se
detectan necesidades, produciendo solo los componentes claves, basándose en la
00,5
11,5
22,5
33,5
4OFERTA DE PRODUCTO
PRODUCCIÓN
CONOCIMIENTO DELUSUARIO
DISEÑOINNOVACIÓN
CALIDAD PERCIBIDA
SUSTENTABILIDAD
48
experiencia e intuición de fabricación y donde las actividades de diseño se realizan
durante el proceso del desarrollo del nuevo producto a partir de pruebas y correcciones.
Adicionalmente los factores que influyen en la realización de nuevos productos son las
nuevas tecnologías, nuevos usos, comprometidos con la calidad de los requisitos En este
sentido, cuánto más alejados del centro estén los criterios mejor será la gestión del
diseño en la empresa tal como lo muestra la figura 22. (Industrial, 2012, p. 49)
El diseño pensando en el usuario recomienda entender el entorno del taller y sus
implicaciones con sus pacientes ya que este como usuario está relacionado en resolver
la problemática de accesibilidad de los elementos ortopédicos y donde se pretende
Elaborar la propuesta; por lo que se presenta una vista general del taller para identificar
sus objetivos y estrategias para lograrlo (Castillo, Alvarez, & Cabana, 2014).
Adicionalmente se realizó un análisis tipológico de los elementos actuales
durante la rehabilitación realizados en el Taller y en el Área de Rehabilitación física del
Hospital Pablo Arturo Suarez de la ciudad de Quito prefabricado por terapia
ocupacional y artesanales para la inmovilización del miembro superior mano. Este se
presenta en el punto Estratégico del desarrollo de la propuesta en el Capítulo 4.
49
Figura 23. Proceso de solicitud de órtesis y prótesis en el taller
Fuente: Elaboración Propia en Bizagi
Figura 24. Proceso interno de entrega del elemento en el taller
Fuente: Elaboración Propia en Bizagi
Se realizó un análisis estadístico de atenciones a pacientes realizadas en el taller
50
de ortesis y prótesis del año 2017 hasta febrero del 2018, arrojando los siguientes
resultados presentes en la figura 25. En cuanto a prótesis los trabajos realizados son
224 siendo en su mayoría para miembros inferiores y en órtesis son 190 aplicando el
proceso de termoformado en material de polietileno sobre un molde de yeso, siendo en
su mayoría para miembros superiores. Trabajos realizados por el Ing. George Jiménez,
Ing. Alexandra Almachi y por el Sr. Lenin Sánchez, datos presentados en la figura 25 y
tiempos de realización de órtesis presentados en la figura 26.
Figura 25. Estadística de elementos requeridos en el taller durante el 2017 hasta febrero
2018
Fuente: Elaboración Propia
Figura 26. Tiempos de elaboración de los elementos.
Fuente: Elaboración Propia
Órtesis; 190; 26%
Prótesis; 224; 30%
Reparaciones; 321; 44%
Órtesis Prótesis Reparaciones
05
10152025303540
Estimado max Columna1
51
De acuerdo con el Protocolo del taller (2018), en el caso de que no se cubran los
cupos de órtesis en el día se debe agendar una prótesis adicional por funcionario del
taller. El resultado del diagnóstico de la gestión del diseño en el taller se basa en la
ingeniería de productos y manufactura de elementos ortopédicos donde el departamento
de Coordinación estará encargado. Adicionalmente se presentó el diagnóstico del
equipo de impresión 3d con el que cuenta el taller y la ubicación de las áreas para
realizarlos en un Layout del taller, presentados en la tabla 10 y figura 27
respectivamente.
Tabla 10. Estado del Equipo de impresión 3d del Taller
Descripción:
Equipo del taller inhabilitado
por desconocimiento de su
capacidad y límites.
Tipo: Sindoh 3D Printer DP 200 SERIE
111251200384
110-224 V, 50/60Hz, 1.5A
Distribuidor: BKB Maquinaria
Tecnología FDM, Carga y descarga automática de
filamento, unidad flash USB, Ethernet, Wi-Fi, cable
USB
Software 3DWOX
Diámetro de la boquilla 0.4 mm Dimención de
impresión (WxDxH) 200 x 200 x 185 mm (7.9
"x7.9" x7.3 ")
Fuente: Elaboración Propia
52
Figura 27. Layout del Taller
Fuente: Elaboración Propia
53
CAPITULO III - METODOLOGÍA
El proyecto presenta un método proyectual para el desarrollo de la propuesta,
apoyándose en un enfoque cualitativo en el análisis sobre principios ortopédicos,
anatómicos y biomecánicos de la extremidad superior (mano) ante una patología, así
como el proceso de diseño su relación con el usuario, basados en estudios previsto en el
capítulo de marco teórico; y un enfoque cuantitativo sobre el diagnóstico,
requerimientos durante el proceso de diseño, las evaluaciones de satisfacción tanto
como del uso de la órtesis con el que el paciente cuenta como la evaluación de
satisfacción de la propuesta.
La modalidad usada es la búsqueda externa e interna de información
profundizada en estudios y criterios de diversos autores dentro de la misma materia; y el
estudio de casos, recolección de datos, tomas de muestras y observaciones directas con
el paciente, para de esta manera generar solución a los problemas. Este proceso de
recolección de información es analizado con el fin de permitir los efectos en la solución
planteada.
El significado de diseño como ciencia proyectual enfoca la unión de los
conceptos de diseño como la capacidad de crear algo con un fin y la ciencia como el
conjunto de conocimientos verificables sobre una materia determinada. De acuerdo con
Negro (2015) diseñar parte de una idea y luego se proyecta con suficientes soportes para
que cumpla la función. Se aplica una estrategia previa a una investigación, para lograr
un mejor resultado, a lo cual Munari (1983) propone una serie de pasos que empiezan
con la definición del problema y los elementos involucrados, seguido de la recolección
y análisis, definiendo soluciones en base a los materiales y tecnologías disponibles para
realizar el proyecto y finalizándolo con la experimentación de modelos y validación.
54
El alcance del proyecto es descriptivo apoyado en la realidad con un proceso
analítico basándose en una metodología de diseño de producto como la INTI y con
herramientas como el QFD, Design Thinking y el mapeo del paciente para el diseño de
productos médicos que acerquen directamente con el usuario a fin de y que permita
conocer sus requerimientos.
3.1. Metodología Proyectual del proceso de diseño de productos del
Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI)
Se emplea la metodología de diseño del Instituto Nacional de Tecnología
Industrial (INTI). debido al alcance y las limitaciones del proyecto se presenta hasta el
punto de verificación, la cual se complementa con la evaluación de satisfacción directa
con el paciente y profesionales del área. Los pasos de esta metodología son (Instituto
Nacional de Tecnología Industrial, 2009):
Definición estratégica. El primer punto parte en base a las fuentes de
información analizadas hacia el problema con el fin de direccionar la solución y su
orientación estratégica. Con el fin de analizar las necesidades del cliente y
transformarlas en especificaciones técnicas se utilizarán varias herramientas tales como,
entrevista profesionales líderes en el área, Focus- Group con los profesionales médicos
y pacientes, una Matriz de despliegue de la función de la calidad (QFD) para traducir
los requerimientos en especificaciones técnicas, un análisis FODA para la definición de
estrategias del taller y estrategias de Ecodiseño como alternativa a las características del
producto o proceso para su tolerancia al impacto ambiental; finalmente documentar los
requerimientos y las metas del diseño a desarrollar. Entre los objetivos se destaca:
55
Trazar la dirección estratégica del proyecto.
Evaluar capacidades existentes para el desarrollo del producto y cuáles
deben ser adquiridas (Instituto Nacional de Tecnología Industrial, 2009,
pág. 7).
Diseño de Concepto. –En este punto importante de la metodología se propone la
idea como producto con los requerimientos antes planteados. Se realiza el análisis de las
especificaciones técnicas y requerimientos de usuario, para lo cual se elabora una serie
de ideas plasmadas en bocetos relacionado los aspectos requeridos en la identidad del
producto. Se utilizarán herramientas tales como el Brainstorming, Análisis funcional,
cartas de selección de materiales y morfológicas para finalmente seleccionar el boceto
en base a parámetros que proporcionen el cumplimiento de los requerimientos. Entre los
objetivos se destaca:
Generar alternativas para el diseño del producto en base a los
requerimientos
Definir la tecnología del proceso, forma y materiales a utilizar.
Realizar una selección y estudio de factibilidad de la aplicación de las
ideas generadas (Instituto Nacional de Tecnología Industrial, 2009,
pág. 8):
Diseño a Detalle. – El tercer punto desarrolla la propuesta de acuerdo con el
concepto y materialización ya generados según la funcionalidad y apariencia del
producto. Una vez seleccionado el boceto se elabora el diseño presentando sus
especificaciones, Modelado 3D, detalles, los materiales a utilizar en el proceso de
fabricación. Se utilizará los softwares FreeForm, Fusion 360, 3D Max y Autocad para la
56
modelación y simulación con la finalidad de visualizar cada una de las partes en 3D a
fin de detectar posibles cambios o reducir recursos. Se muestran los planos
correspondientes su elaboración. Entre los objetivos se destaca:
Definir materiales y procesos de fabricación
Detectar que se puede lograr con los recursos propios y lo que se
debe tercerizar.
Profundizar todos los elementos de soporte de comunicación del
producto (Instituto Nacional de Tecnología Industrial, 2009, pág. 9).
Verificación y Testeo. – En este punto se verifica el cumplimiento de las
especificaciones técnicas del producto establecidas en los puntos anteriores y la
satisfacción del cliente aplicando la herramienta ad-hoc para elementos médicos. Para
ello se realiza un prototipo funcional elaborado en modelado por deposición fundida.
Entre los objetivos se destaca:
Corroborar si las estrategias y definiciones han sido trasladadas en
forma correcta al producto
Facilitar el paso de la fase de diseño a la fase industrial y de
producción como una solución fabricable (Instituto Nacional de
Tecnología Industrial, 2009, pág. 10)
Producción. – Adicionalmente, se añade este punto, donde es la fase de
fabricación de todo el proceso de diseño transfiriendo las capacidades y conocimientos
realizados para poner en marcha el producto. Para este punto se realizó un proceso de
aprobación del elemento y su diagrama del proceso analizado en el prototipo funcional,
como también el análisis de modo de fallos y efectos.
57
CAPITULO IV - DISEÑO DE LA PROPUESTA
4.1 Definición Estratégica
4.1.1 Identificación de los Usuarios
Según el Protocolo del Taller (2018), el Ministerio de Salud Pública del Ecuador
a través de los Talleres de Órtesis y Prótesis ubicados en las ciudades de Guayaquil,
Loja y Quito, garantiza la entrega de órtesis y prótesis a todas las personas con
discapacidad que requieran de este tipo de ayuda técnica, con el fin de contribuir a la
recuperación de su nivel de independencia y funcionalidad, mejorando su movilización,
autonomía y por ende contribuyendo a mejorar su calidad de vida.
Se tiene en claro que, para el presente proyecto, el paciente no es el único
usuario a tomar en consideración, sino todos aquellos actores involucrados con la órtesis
a realizar. Con referente a lo anterior mencionado del taller y de acuerdo con el punto
estratégico de la metodología INTI se toma en cuenta la siguiente información del
usuario, en este caso del taller presentado en la tabla 11. (Industrial, 2012)
Figura 28. Taller del Centro de Rehabilitación Integral Especializado N°1
58
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 11. Resumen informativo del taller
OBJETIVO PRINCIPAL DEL TALLER
Entrega de ayuda técnica por elementos de prótesis y órtesis para pacientes de bajo
recursos
NECESIDADES CONCRETAS QUE SE BUSCA SATISFACER
Garantizar la entrega de la demanda
Garantizar el abastecimiento de
materiales
Aumento de personal y capacitación
Aprovechar los recursos disponibles
TIPO DE ELEMENTOS A LOS CUALES SE DIRIGE
Todos los pacientes de todas las edades
que requieran un elemento ortopédico
Miembro superior
Desarticulado de hombro
Desarticulado de codo
Transhumeral
Transradial
Miembro inferior
Desarticulado de cadera
Transfemoral
Transtibial
Pie tipo syme
Órtesis
Corset
Órtesis estáticas posicionales superiores
Órtesis antiespásticas superiores
Órtesis para epicondilitis
Ótesis OTP (tobillo pie)
Ótesis KAFO (rodilla tobillo pie)
Ótesis para tendón rotuliano
Plantillas para pie plano
Sillas posturales
TECNOLOGÍAS UTILIZADAS PARA LOGRARLO
Equipos de corte y prensado
Equipos de mecanizado y manufactura
aditiva por FDM
Técnicas de Moldeo
Técnicas de toma de molde en yeso y
resina
Tecnología CAD/CAM
Scanner 3d
DIFERENCIAS COMPETITIVAS CON RESPECTO A LAS EMPRESAS QUE
OPERAN EN EL MISMO MERCAD
Entrega de elementos sin costos a los pacientes por ser una entidad pública.
PRINCIPALES COMPETIDORES EN EL SECTOR
Artesanos independientes
Fundación Hermano Miguel
ESTADÍSTICA
Se realizó un análisis estadístico de atenciones a pacientes realizadas en el taller del
año 2017 hasta febrero del 2018, determinando que se han realizado 414 elementos
190 de órtesis y 224 de prótesis. Siendo las prótesis de miembro inferior las mayor
demandadas, seguidos de las órtesis para miembro inferior y superior .
ROL DEL DISEÑO EN EL TALLER
El área de Coordinación es el responsable al diseño de los elementos desde el punto
de ingeniería a cargo de la Ingeniera Ing. Alexandra Almachi Jácome. Dentro de las
actividades del área esta:
Ingresar información y diseñar positivos en software CAD CAM
Tomar medidas de pacientes mediante el sistema 3D
Supervisar la confección de prótesis al personal técnico. Fuente: Elaboración Propia, adaptado de Peaco, Halsne, & Hafner (2011)
59
Mediante una entrevista semiestructurada y un Focus Group como parte de la
herramienta impartida por la metodología INTI (2011) y que según Ulrich y Eppinger
(2013) es una herramienta importante de consulta a expertos líderes se tiene como
objetivo interactuar y recopilar información de la experiencia, requerimientos,
problemática, diagnóstico del taller y conocimiento de profesionales en el área para el
direccionamiento del proyecto (Ulrich & Steven, 2013, p.126). La entrevista presentada
en el Anexo y visualizada en la figura 29, se realizó al Ingeniero George Jiménez,
Coordinador del taller de Prótesis y Órtesis del Centro de Rehabilitación Integral
Especializado N° 1; y a la Ingeniera Alexandra Almachi, responsable del manejo de
Sistemas 3D del taller.
Figura 29. Entrevista con Usuarios líderes del Taller del Centro de Rehabilitación
Integral N°1
Fuente: Elaboración Propia
De igual manera el punto estratégico de la metodología de diseño de producto de
la INTI, recalca la importancia de identificar las acciones vinculadas que el taller toma
sobre el Diseño para direccionar el proceso que se quiere proponer tal como se presenta
en la tabla 12.
60
Tabla 12. Acciones vinculadas con la gestión de Diseño del taller
GESTIÓN DEL DISEÑO EN EL TALLER SI NO
DOCUMENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN ¿Se llevan registros
o archivos sistematizados sobre los productos y sus procesos?
X
NECESIDADES DE LOS USUARIOS DE SUS PRODUCTOS Y
DE SUS CLIENTES ¿Existen mecanismos o herramientas para el
análisis de necesidades de los usuarios y clientes?
X
COMPETENCIA Y MERCADO ¿Existen mecanismos para el
análisis de la competencia y el mercado en general?
X
NORMATIVAS Y ESTÁNDARES DE SEGURIDAD ¿Se relevan
sistemáticamente las normativas de seguridad de los productos?
X
ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD ¿Se trabaja con protocolos
o procedimientos de aseguramiento de la calidad?
X
CRITERIOS AMBIENTALES ¿Cuenta con un sistema de gestión
ambiental?
X
ASPECTOS ERGONÓMICOS ¿Se tienen en cuenta datos referidos a
la interacción entre producto, usuario y contexto de uso?
X
CALIDAD PERCIBIDA POR LOS USUARIOS ¿Existen
mecanismos o herramientas para el análisis de la percepción de los
usuarios hacia los productos en su uso cotidiano?
X
LISTA DE REQUISITOS ¿Se cuenta con una lista de requisitos que
debe cumplir el producto?
X
CAPACIDAD PRODUCTIVA Y TECNOLOGÍA A USAR ¿Existe
una planificación sobre la capacidad productiva y la tecnología a usar
en la producción de la empresa?
X
DESARROLLO Y COMERCIALIZACIÓN DE LOS PRODUCTOS
¿Existe una diagramación y planificación del desarrollo y
comercialización de los productos en tiempos, tareas y presupuestos?
X
EQUIPO DE TRABAJO ¿Existe una definición de roles y
responsabilidades en el equipo de trabajo?
X
EXISTENCIA DE DISEÑADORES PROPIOS O
DEPARTAMENTO DE DISEÑO ¿Se cuenta con diseñadores en la
empresa? ¿Existe un departamento de diseño?
X
CANTIDAD DE PERSONAS DESTINADAS A LA ACTIVIDAD
DE DISEÑO ¿Cuál es el número de personas afectadas a las tareas de
diseño?
X
ÁREAS VINCULADAS AL DESARROLLO DE NUEVOS
PRODUCTOS ¿Qué áreas están vinculadas o participan de alguna
fase del desarrollo de nuevos productos?
X
Fuente: Elaboración Propia adaptado de Peaco, Halsne, & Hafner (2011)
El taller es uno de los principales Usuarios en el desarrollo del proyecto, razón por lo
cual es importante la compresión de la organización y su contexto a fin de generar
estrategias que cumplan con el objetivo de calidad. Para ello es recomendable partir con
61
una herramienta de estrategias FODA que la metodología INTI propone y para
posteriormente tener la compresión de las necesidades y expectativas de las partes
interesadas por lo que, en conjunto con los usuarios líderes, se presenta en la tabla 13
(ISO 9001:2015).
Tabla 13. Estrategias del FODA
Oportunidades Amenazas
Ampliación
del servicio
del taller
Aplicación de
nuevos
procesos de
elaboración
Nueva
tecnología
disponible en
el mercado
Políticas
laborales de
contratación
pública
O1 02 A1 A2
Fortalezas Estrategias ofensiva Estrategias defensiva
Producción
de prótesis y
órtesis.
F1 Ampliación
del taller y
sus procesos.
Uso de equipos
en disposición
que no están en
uso.
Aprovechar
la tecnología
disponible
Entrega
gratuita a los
pacientes.
F2 Incorporación
en el layout
área para
pacientes
Diseño
comunicativo
Flujograma de
solicitud
Aumento de
la
producción
Debilidades Estrategias Adaptativas Estrategias Supervivencia
Falta de
entrega de
elementos
D1 Aumento de
equipos para
la elaboración
de prótesis
miembro
inferior.
Mejorar los
procedimientos
y aplicación de
nuevos
procesos para
órtesis
miembro
superior
Optimización
de procesos
productivos
disponibles.
Poco
personal
disponible
D2 Optimizar los
recursos
disponibles
Contratación
de personal,
convenio de
pasantes.
Optimizar el
tiempo del
personal
disponible Fuente: Elaboración Propia
Establecidas las estrategias de las partes interesadas del taller sean ofensivas,
defensivas, adaptativas y de supervivencia presentadas en la tabla 13, se determina
adicionales que aporten al direccionamiento del proyecto resumidas en la tabla 14.
62
Tabla 14. Aportes adicionales de la estrategia
APORTES QUE SURJAN
La aplicación del proceso de impresión 3d cuyo prototipo sea un elemento funcional
aplicado a cualquier elemento ortopédico como muestra y tomando en cuenta los límites
del equipo de impresión con el que el taller cuenta.
Layout donde se identifique el proceso de la manufactura aditiva para el taller.
SELECCIÓN DE LOS PRODUCTOS PARA EL DIAGNÓSTICO
Detectada la oportunidad de la aplicación de la tecnología disponible y la necesidad de
darle un uso que optimice el tiempo, recurso y satisfacer la demanda, se toma en cuenta
el diseño de una órtesis estática para miembro superior como prueba inicial de este
proceso debido a los límites dimensionales de la impresora 3d con la que cuenta el taller.
Dando relevancia al proceso de desarrollo de prótesis de miembro inferior que mayor
demanda tiene.
RECURSOS A APORTAR POR PARTE DE LA EMPRESA
Disponibilidad de información y acceso.
Software y equipo de impresión 3D
DISPONIBILIDAD DE LA EMPRESA PARA BRINDAR INFORMACIÓN
Confidencialidad del proyecto integrador con la información que presenta el taller y de
pacientes. Fuente: Elaboración Propia
De la información recolectada anteriormente del taller se determina que el diseño
está vinculado en todo el proceso de elaboración incluyendo la interacción con el
paciente, los requerimientos del personal médico y su elaboración. Se determinó
también que la problemática del taller es garantizar la entrega de la demanda de órtesis
y prótesis con el poco personal con el que cuentan y aprovechando los recursos que no
están siendo utilizados como la impresión 3d ya sea por sus capacidades y los recursos
que esta necesita; y adicionalmente utilizando mecanismos para el análisis de
necesidades o requerimientos de los usuarios que aseguren la calidad.
En este caso los usuarios del taller son el personal de fisiatría, terapia ocupacional y
el propio paciente, esto con el fin de solventar la accesibilidad que este taller entrega de
manera gratuita a sus pacientes los elementos ortopédicos pudiendo aplicar con el
equipo tecnológico con el que cuentan. Por lo tanto, el proyecto se enfocó en presentar
63
una propuesta del proceso de elaboración de Órtesis estáticas posicionales superiores y
Órtesis anti espásticas superiores ya que se encuentran dentro de la demanda y que sirva
de apoyo para garantizar la entrega utilizando los recursos disponibles y optimizando
tiempos.
Las tareas de la Gestión de Diseño se encargó el departamento de Coordinación
donde se puede tener previsto el desarrollo de nuevo procesos de elaboración como el
uso de la impresora 3D en el desarrollo de elementos ortopédicos. Por otra parte, no
cuentan con elementos de comunicación como: folletos, fichas técnicas, manuales para
usuario, página web, etc; que pueden ser tomados en cuenta pero que no han sido parte
del desarrollo del presente proyecto.
4.1.1.1 Caracterización de los Usuarios
Los grupos interesados externos no son solo los pacientes, sino todos aquellos
involucrados en el tratamiento del paciente, como son terapia ocupacional,
fisioterapistas e incluso los mismos familiares los cuales tienen la necesidad de mejorar
la rehabilitación del paciente y la expectativa de confiabilidad como lo muestra la figura
30.
64
Figura 30. Actores que intervienen en el paciente
Fuente: Elaboración Propia
Es por eso que la influencia del involucramiento de actores para lograr una
mayor satisfacción esta en los desarrolladores del elemento ortopédico en trabajo
conjunto con los fisioterapeutas o terapia ocupacional sin ignorar al paciente. (4.2 ISO
9001:2015)
De igual manera se realizó un Focus Group con la colaboración de profesionales
en el área de terapia ocupacional y fisioterapia dentro del Área del Servicio de Medicina
Física y Rehabilitación del Hospital General Provincial Pablo Arturo Suarez de la
ciudad de Quito presentado en Anexos y como lo muestra la figura 31, siguiendo un
proceso de permisos previamente.
Figura 31. Focus Group entre usuarios pacientes y médicos
Fuente: Elaboración Propia
Partiendo de lo anterior mencionado, se buscó información directa sobre los
requerimientos que debe tener una órtesis estática para miembro superior, los problemas
que generan y los tipos de pacientes a los cuales se dirige. En base a esta información,
se ha direccionado como caso típico a pacientes que hayan tenido traumatismo en su
mano o que hayan sufrido una lesión neurológica causando espasticidad en sus manos,
65
presentados en la figura 32, pues según la información recolectada en el Focus Group
incorporada en Anexos, son los casos más relevantes para el uso de una órtesis estática.
Figura 32. Casos de pacientes por patologías en el miembro superior
Fuente: Elaboración Propia.
Una vez reconocido aquellos actores relacionados con el paciente, se identificó
donde son los problemas que el paciente percibe durante el proceso del tratamiento,
siendo el proceso de adquisición, diseño, elaboración y rehabilitación los del área de
mayor problemática como lo presenta la figura 33.
66
Figura 33. Área Problemática
Fuente: Elaboración Propia
4.1.1.2 Interacción con el Usuario y secuencia de uso
Como parte de la metodología proyectual, la interacción con los pacientes,
identificados anteriormente, presentó información que ayuda a entender los mecanismos
subyacentes que pueden aplicarse para un contexto. Con el fin de estimular la posición
positiva del paciente, se aplicó un mapeo del paciente como lo plantea la figura 35 y una
interacción con el mismo, tal como lo muestra la figura 34 para poder entender los
aspectos que pueden influir en la experiencia del uso de un producto.
Figura 34. Interacción con el paciente con el producto de acuerdo el Desing Thinking
Fuente: Elaboración Propia
4.1.2 Análisis de Producto (Análisis Tipológico)
Se realizó un análisis tipológico de las órtesis estáticas actuales presentadas en
las tablas 15, 16, 17, 18 y 19, durante la rehabilitación realizada en el Taller y en el Área
del Servicio de Medicina Física y Rehabilitación del Hospital General Provincial Pablo
Arturo Suarez de la ciudad de Quito, prefabricado por terapia ocupacional y artesanal
67
para la inmovilización en el tratamiento de lesiones traumatológicas para miembro
superior mano.
68
Figura 35. Mapeo del viaje del paciente
Fuente: Elaboración Propia basado en el mapeo del paciente para el diseño de productos médicos de acuerdo con la Universidad Tecnología de Delft (2017)
Tabla 15. Análisis Tipológico 1
Descripción:
Elementos elaborados por
terapia ocupacional, para
inmovilización de la mano
por espasticidad, lesiones
traumatológicas que permite
extensión activa y flexiva de
los dedos. Proceso de
termoformado manual.
Tipo Inmovilizador de mano y muñeca.
Dimensiones 27 cm de extremos extensión y 17 cm de
muñeca; 8 cm de ancho extensión muñeca,
altura de 3 cm y espesor de 4 mm
Material Residuos de PVC,
Sujeción con velcro y acolchado de esponja
de poliuretano.
Ventajas Elemento resistente, con dimensiones
generales acordes para la inmovilización.
Desventajas Poca accesibilidad de tiempo de
elaboración y recursos. Dificultad de
elaboración para límites, ángulos y
acabados redondeos, ligeramente más
pesado. No cuenta con amplia atracción
estética.
Configuración Superficies planas, rectas y lisas
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 16. Análisis Tipológico 2
Descripción:
Elementos elaborados
artesanalmente para la
inmovilización de la mano
por, lesiones y
traumatológicas,
posquirúrgico, extensores de
posición de falanges y
muñeca. Proceso de corte
artesanal
Tipo Inmovilizador de mano y muñeca.
Dimensiones 30 cm de extremos extensión 9 cm de
ancho extensión muñeca y espesor de 5mm
Material Lamina de PVC,
Sujeción con velcro y acolchado de lámina
de fómix. Superficie de tapicería ferro
color blanco.
Ventajas Elemento resistente, para la inmovilización
a dos tercios del punto medio del
antebrazo.
Desventajas Elemento rígido para contacto de la mano
sin medidas sujetas a la biomecánica, sin
ángulos funcionales (Sotelano, Mendoça,
& Alvarado, 2016) (Industrial, 2012)de
extensión. No cuenta con amplia atracción
estética. Su costo varía los 60 dólares.
Configuración Superficies planas, rectas y curvas
Fuente: Elaboración Propia
70
Tabla 17. Análisis Tipológico 3
Descripción:
Elemento de
inmovilización de reposo
de la mano por lesiones
traumatológicas que
permite extensión activa y
flexiva de los dedos. Libre
área palmar para
regeneración sensitiva
Proceso de termoplástico.
Tipo Inmovilizador de mano y muñeca.
Dimensiones 13 cm de extremos extensión, 7 cm de
ancho extensión muñeca y 2,7 mm de
espesor.
Link http://www.medicalexpo.fr/
Material Termoplástico poliuretano y sujeción de
velcro con almohadilla
Ventajas Posición funcional para espasticidad,
protección posquirúrgica, libre área palmar,
Adaptable.
Desventajas Poca accesibilidad supera los 120 dólares
en el extranjero y medidas antropométricas
no adecuadas.
Configuración Superficies curvas abiertas y cerradas, lisas
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 18. Análisis Tipológico 4
Descripción:
Elemento elaborado por el taller
CRIEN°1 para inmovilización de la
mano por lesiones traumatológicas y
espasticidad que permite extensión
activa y flexiva de los dedos.
Proceso de termoformado.
Tipo Inmovilizador de mano y muñeca.
Dimensiones 20 cm de extremos extensión, 7 cm de
ancho extensión muñeca y 2,7 mm de
espesor.
Material Polietileno de alta densidad y velcro
Ventajas Material rígido, ligeramente pesado, y
liso. Se adapta a la posición funcional
y forma de la mano. Util para la
rehabilitación.
Desventajas Se necesita moldes de yeso y recursos.
No tiene buena sujeción debido a que
no tiene el Angulo de inclinación de
posición reposo.
Configuración Superficies curvas y lisas
Fuente: Elaboración Propia
71
Tabla 19. Análisis Tipológico 5
Descripción:
Elemento de inmovilización
funcional de la muñeca por
lesiones traumatológicas
leves y postquirúrgicas.
Tipo Inmovilizador de muñeca.
Dimensiones Circunferencia de la palma entre los 15 cm.
Sujeción a los dos tercios del punto medio
del antebrazo.
Link https://articulo.mercadolibre.com.ec/
Material Platina
Velcro acolchado de almohadilla neopreno
Ventajas Cómoda. Se adapta a la posición funcional
de la mano. Accesibilidad y bajos recursos.
Adaptable
Desventajas El precio oscila entre los 25 dólares. Talla
única. Cubre los pliegues palmares.
Configuración Superficies curvas y suaves Fuente: Elaboración Propia
4.1.2.1 Observación en Uso
La observación descriptiva del análisis tipológico realizado anteriormente, mostró que
el material utilizado es termoplástico obtenido de residuos de tubos PVC, debido a que el
material presenta buena resistencia y adaptabilidad al proceso de termoformado. En cuanto al
contexto es un material reciclable y accesible. La personalidad de este material presenta un
color blanco hueso pálido con una forma recta y apenas redondeado; La textura de los
elementos son suaves con líneas rectas, curvas y lisas. En cuanto a su funcionalidad
biomecánica, el Polietileno y el PVC cumplen con los requisitos de resistencia, sin embargo,
para el proceso manual y rústica que realizan los terapeutas ocupacionales, es difícil acoplarle
a la mano con los ángulos y contornos, significando un problema. Por ello el Taller crea
previamente moldes de yeso de la mano del paciente, en el mercado presenta diseños que
pueden adaptarse a la mano de cualquier paciente y los artesanos la elaboran totalmente recta
sin ángulos de posición funcional de la mano. Ergonómicamente para evitar puntos de presión
se le añade material de poliuretano, neopreno y velcro dependiendo de su accesibilidad. El
elemento prefabricado artesanalmente este es cubierto con material Fomix. Este análisis
descriptivo se tomará de base para los requerimientos a plantear en el QFD.
72
4.1.2.2 Aspectos Ergonómicos
De acuerdo con Acevedo (2016), al referirse a un elemento que tiene mucho tiempo de
contacto con la mano la herramienta debe diseñarse tomando en cuenta su peso, forma, ajuste
para el usuario tomando ciertas consideraciones ergonómicas a la función de la órtesis como
se muestra en la figura 36.
Figura 36. Ergonomía para herramientas de contacto con la mano
Fuente: Aviedo (2016)
Adicionalmente, Zamora (2010) señala que la órtesis estática funcional debe mantener
una extensión de la muñeca de menos de 30°, el pulgar en abducción de 45° en alineación con
el radio. La posición funcional de las articulaciones metacarpo falángicas del segundo al
quinto dedo en flexión, así como las articulaciones interfalángicas proximales del segundo al
quinto.
73
Las articulaciones interfalángicas distales del segundo al quinto dedo en extensión y
para el mantenimiento de la bóveda palmar las articulaciones metacarpo falángicas
flexionadas ligeramente y las articulaciones interfalángicas proximales y distales en extensión
(Zamora, 2010, p108). Se debe evitar los puntos de presión en cualquiera de las articulaciones
antes mencionados con un soporte suave en la compresión.
4.1.3 Necesidad de los Usuarios
De acuerdo con la tabla 20, se presenta una lista de la entrada de los requerimientos
más importantes recopilados en base a una lista de ideas generado en los focus group y
entrevistas presentadas en Anexos.
Tabla 20. Resultados de la interacción con los usuarios.
Brainstrorming Que sea accesible
Que tenga correcta posición de reposo Acolchonado en presión
Que sea fija Que se pueda personalizar su forma
Que tenga un diseño liso y suave Que sea resistente
Que no se deforme Medida simple adaptable cómoda
Que sea liviano Que ahorre tiempo y recursos
Fuente: Elaboración Propia
4.1.3.1 Jerarquización de necesidades (Entrada de la voz del cliente)
A continuación, se clasifica los requerimientos dependiendo de la necesidad, función,
diseño, materia prima y construcción para así generar un mecanismo para el análisis de
necesidades de los usuarios, tal como se lo presenta en la tabla 21 y 22. Este es el primer paso
para la utilización de la herramienta del QFD.
74
Tabla 21. Agrupación y Priorización la Voz del Cliente “Ques” metodología QFD
Necesidad
Superior
Necesidad
Menor
N° Necesidad del Cliente
FUNCIÓN Principios
Ortopedia
1 Correcta posición reposo
2 Que sea fija
DISEÑO Ergonomía 3 Que sea acolchonada presión
4 Que tenga medida adaptable
cómoda
Identidad 5 Que pueda personalizarse
MATERIA
PRIMA Y
CONSTRUCCIÓN
Material 6 Que sea liso
7 Que no se deforme
8 Que sea liviano
9 Que sea resistente
Elaboración 10 Que ahorre tiempo y recurso
11 Que sea accesible
Fuente: Elaboración Propia
Aplicando la fórmula del peso ponderado se prioriza la demanda con una valoración
generada tal como se muestra en la tabla 25 y se continua con el desarrollo de la herramienta
del QFD.
( )
(2)
75
Tabla 22. Priorización de las Demandas
Necesidad
Superior
Necesidad Menor N Necesidad del
Cliente
Peso
ponde
rado
FU
NC
IÓN
35 Principios
Ortopedia
100 1 Correcta
posición reposo
60 21
2 Que sea fija 40 14
DIS
EÑ
O
30 Ergonomía 70 3 Que sea acolchonada
presión
40 8.4
4 Que tenga medida
adaptable
cómoda
60 12.8
Identidad 30 5 Que pueda personalizarse
100
9
MA
TE
RIA
PR
IMA
Y E
LA
BO
RA
CIÓ
N
35 Material 70 6 Que sea liso 20 4.9
7 Que no se
deforme
30 7.3
8 Que sea liviano 25 6.1
9 Que sea
resistente
25 6.1
Elaboración 30 10 Que ahorre tiempo y
recurso
60 6.3
11 Que sea
accesible
40 4.2
Total: 100
Fuente: Elaboración Propia
4.1.3.2 Matriz QFD
La matriz QFD, presentada en la figura 37 convierte los requerimientos en
especificaciones técnicas para el proceso de diseño. Adicionalmente Lozano (2007) afirma
que esta matriz es una excelente herramienta para la selección del concepto del producto,
cumpliendo con la calidad y su interpretación se realiza en el diagnóstico de 8 puntos.
Figura 37. Matriz QFD.
Fuente: Elaboración Propia
4.1.3.2.1 Dificultad de elaboración
Ricardo Ruiz (2011) determina que la dificultad organizacional muestra una valorización de
la dificultad que es implementar alguna acción.
Figura 38. Dificultad de Elaboración.
Fuente: Elaboración Propia
Como:DO
Como:DO
Asignada Asignada
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Tiempo necesario X 5 Tiempo necesario X 4
Recursos económicos X 2 Recursos económicos X 3Recursos humanos X 4 Recursos humanos X 1
11 8
Como:DO
Como:DO
Asignada Asignada
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Tiempo necesario X 5 Tiempo necesario X 3
Recursos económicos X 3 Recursos económicos X 2
Recursos humanos X 3 Recursos humanos X 3
11 8
Como: DO Como: DO
Asignada Asignada
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Tiempo necesario X 4 Tiempo necesario X 2
Recursos económicos X 2 Recursos económicos X 3
Recursos humanos X 3 Recursos humanos X 1
9 6
Como:DO
Como:DO
Asignada Asignada
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Tiempo necesario X 4 Tiempo necesario X 4
Recursos económicos X 2 Recursos económicos X 4
Recursos humanos X 3 Recursos humanos X 2
9 10
Como:DO
Como:DO
Asignada Asignada
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Tiempo necesario X 4 Tiempo necesario X 4
Recursos económicos X 2 Recursos económicos X 5
Recursos humanos X 3 Recursos humanos X 1
9 10
Como: DO
Asignada
1 2 3 4 5
Tiempo necesario X 4
Recursos económicos X 4
Recursos humanos X 1
9
CriterioDificultad
1
2
3
Diseño Rigido
11
5
Resistencia
tracción material
CriterioDificultad
4
Densidad baja
del material
CriterioDificultad
Material puntos
presión
9
Color/Forma
según individuo
CriterioDificultad
Dificultad
Disponibilidad/
Bajo costo de
10
Proceso de
fabricación
CriterioDificultad
Ortopedia
biomecánica
DificultadCriterio
Criterio
CriterioDificultad
Dificultad
Diseño Fijo
palmar/dorsal
Dificultad
8
6
Diseño
desplazable
CriterioDificultad
Criterio
7
Ergonomía
Criterio
78
Antes de tomar cualquier acción (CÓMO), es necesario evaluar que tan difícil es su
implementación, es por ello que la figura 38 presenta la Matriz de dificultad organizacional la
cual evidenció aspectos, tales como el tiempo necesario, recursos económicos y personas
involucradas a través de una ponderación numérica que tan difícil/fácil siendo 5 la más difícil
y 1 la más fácil; los puntos de disponibilidad de recursos, procesos de fabricación, materiales
en puntos de presión presentan una mínima dificultad de recursos humanos debido a la rápida
disponibilidad de los materiales del taller y predisposición del proyecto a realizarlo. Los
puntos de Principios ortopédicos, Los puntos de Diseño fijo y desplazable, resistencia y
densidad del material presentan mayor dificultad en el aspecto del tiempo debido proceso de
recolección y validación de información. En el aspecto económico los que presentan mayor
dificultad son los puntos del proceso de fabricación, disponibilidad y color/forma debido a
que el taller es una entidad pública y todo aquel material o herramienta que se necesite
adicional pasa por un proceso de compras públicas por lo cual se trabajó bajo las
disponibilidades de sus recursos.
4.1.3.2.2 Diagnostico QFD
4.1.3.2.2.1 Punto Crítico
Ruiz (2011) menciona que, punto crítico, evalúa la competitividad según el cliente
como un requerimiento muy importante, y la evaluación competitiva técnica muestra una de
oportunidad de mejora. De acuerdo con la figura 39 se obtuvo el siguiente análisis y su
propuesta:
Análisis: En el análisis QFD se encontró como puntos críticos, una pequeña brecha entre la
correcta posición de reposo y la inmovilización de la mano. Además de que sea mullido al
material de soporte, liso, liviano y accesible.
79
Figura 39. Punto Crítico QFD
Fuente: Elaboración Propia
Propuesta: Se propone un diseño en el cual se incluya la posición correcta de reposo
funcional tanto para mano, de más de 20° respecto al eje, como muñeca, a 12° grados respecto
al eje cubito; en posición palmar y dorsal respectivamente. Con una medida antropométrica de
la mano proporcional a la altura de la persona de 0,108*(altura), además del peso
proporcional 0,7% de la masa del cuerpo usando parámetros inerciales. Para la sujeción,
tomando el punto de la evaluación ambiental se tomará el material del velcro.
CO
MO
'S
Import
ancia
Resistencia
material
Forma del
elemento
desplazabl
e
Material
confortable
y acabado
QUE'S 3 4 5
Correcta posición de reposo 5 3
Que no se mueva de la mano 5 3
Textura cómoda 4 9
Medida adaptable 4 3
Que se pueda personalizar 3 3
Que sea liso 4 9
Que no se deforme 5 9
Que sea liviano 5 3
Resistente a golpes 5 9
Ahorre recursos de elaboración 3
Que sea accesible 3
9 8 6
Dificultad Organizacional 4 4 3
Valores de las metas objetivo
Espesor
mínimo,
análisis
estático
>capa.
200 um
Acabado
lija #150
almohadill
a
viscoelástic
a o
adaptación
del
material a
Mejor
Peor
Absoluto 60 45 63
Relativo 2 2 3
7.77 5.83 8.16
Evaluación de Ingeniería 7 9 6
Evaluación Competitiva
(ABS,PA)
80
4.1.3.2.2.2 Conflicto
Según Ruiz (2011), el conflicto se presenta cuando la opinión del cliente, es un requerimiento
muy importante en la priorización de las demandas. De acuerdo con la figura 40 se presenta el
siguiente análisis y propuesta:
Análisis: El punto de conflicto radica en el material del elemento a diseñar, especialmente en
que no se deforme, sea liviano y resistente a golpes. La competencia sobre ser liviano
mantiene un nivel bajo por lo que se presenta una oportunidad de sacar ventaja sobre la
misma.
Figura 40. Conflicto QFD.
Fuente: Elaboración Propia
Propuesta: Se pretende realizar un diseño tomando la selección del material adecuado al
proceso el cual mantenga una resistencia o rigidez óptima a un peso mínimo.
CO
MO
'S
Import
ancia Principios
de
Ortopedia
Diseño Fijo
palmar/dors
al
Diseño
Rigido
Densidad
baja del
material
QUE'S 3 4 5
Correcta posición de reposo 5 9 9
Que no se mueva de la mano 5 9 9
Textura cómoda 4 1
Medida adaptable 4 9 3 3 3
Que se pueda personalizar 3 3
Que sea liso 4
Que no se deforme 5 3 9 3
Que sea liviano 5 9
Resistente a golpes 5 9 3
Ahorre recursos de elaboración 3 3
Que sea accesible 3
11 11 9 9
Dificultad Organizacional 5 5 4 4
Valores de las metas objetivo
Anatomía
neutra
+20°, 12°
inclinación
cubita
Sujeción
velcro
Posición
palmar/
dorsal
Diseño único
y sólido
indice del
material
Peso
mínimo,
densidad
del
material
Mejor
Peor
Absoluto 139 117 66 27
Relativo 4 5 2 3
18.01 15.16 8.55 3.50
Evaluación de Ingeniería 1 2 4 11
Evaluación Competitiva
81
4.1.3.2.2.3 Importancia Técnica
Según Ruiz (2011), este diagnóstico consiste en identificar los CÓMOS de mayor peso, ya sea
absoluto o relativo. De acuerdo con la figura 41 se presenta el siguiente análisis y propuesta:
Análisis: La importancia técnica tuvo una evaluación de ingeniería y radica en los principios
ortopédicos, el diseño posicional que debe contener un espesor específico que no interfiera
con los requerimientos rigidez.
Figura 41. Importancia Técnica QFD.
Fuente: Elaboración Propia
Propuesta: El diseño del elemento se realiza en base a un análisis de cuerpo libre en donde se
aplica las medidas antropométricas y tipo de material para calcular el espesor. Para el
elemento se pretende analizar el acabado de acuerdo con el material impreso, además de
CO
MO
'S
Import
ancia Principios
de
Ortopedia
Diseño Fijo
palmar/dors
al
Diseño
Rigido
Color/Form
a según
individuo
QUE'S 3 4 5
Correcta posición de reposo 5 9 9 3
Que no se mueva de la mano 5 9 9 3
Textura cómoda 4 1 3
Medida adaptable 4 9 3 3 3
Que se pueda personalizar 3 3 9
Que sea liso 4
Que no se deforme 5 3 9
Que sea liviano 5
Resistente a golpes 5 9
Ahorre recursos de elaboración 3 3 3
Que sea accesible 3
11 11 9 10
Dificultad Organizacional 5 5 4 5
Valores de las metas objetivo
Anatomía
neutra
+20°, 12°
inclinación
cubita
Sujeción
velcro
Posición
palmar/
dorsal
Diseño único
y sólido
indice del
material
Diseño
proyectual
personaliza
do. Gama
de colores
del material
Mejor
Peor
Absoluto 139 117 66 90
Relativo 4 5 2 3
18.01 15.16 8.55 11.66
Evaluación de Ingeniería 1 2 4 3
Evaluación Competitiva
82
aplicarlo un acabado de lija o acetona.
4.1.3.2.2.4 Análisis y Ventaja Competitiva
La ventaja competitiva, según Ruiz (2011), se presenta cuando la priorización del
cliente es alta en dicho requerimiento. De acuerdo con la figura 42, es necesario mantener y
dar a conocer esta ventaja competitiva presente en el siguiente análisis y propuesta:
Análisis: La ventaja competitiva, radica en la accesibilidad, medida adaptable,
personalización, además del ahorro de tiempo de elaboración y recursos. Esto porque la
competencia apunta a un diseño tradicional de uso simple presentados en la figura 43.
Figura 42. Ventaja Competitiva QFD.
Fuente: Elaboración Propia
Propuesta: Se propone la fabricación del elemento con tecnología aditiva FDM para
impresión 3D el cual puede ser con un diseño adaptable y personalizado de acuerdo a la
interacción del paciente, utilizando Software CAD. Se pretende realizar un diseño Funcional
CO
MO
'S
Import
ancia Principios
de
Ortopedia
Diseño
RigidoErgonomía
Color/Form
a según
individuo
Proceso de
elaboración
Disponibilid
ad/ Bajo de
recursos
QUE'S 3 4 5
Correcta posición de reposo 5 9 3 3
Que no se mueva de la mano 5 9 3
Textura cómoda 4 1 3 3 3
Medida adaptable 4 9 3 9 3
Que se pueda personalizar 3 3 9 3 3
Que sea liso 4
Que no se deforme 5 9
Que sea liviano 5
Resistente a golpes 5 9
Ahorre recursos de elaboración 3 3 3 9 3
Que sea accesible 3 3 9
11 9 8 10 10 9
Dificultad Organizacional 5 4 4 5 5 4
Valores de las metas objetivo
Anatomía
neutra
+20°, 12°
inclinación
cubita
Diseño único
y sólido
indice del
material
0,7% masa,
0.18*
Longitud
mano
(1.64m)
Diseño
proyectual
personaliza
do. Gama
de colores
del material
># horas,
Proceso
impresión
3d FDM
># recurso
humano.
>costo
Mejor
Peor
Absoluto 139 66 63 90 57 45
Relativo 4 2 4 3 3 2
18.01 8.55 8.16 11.66 7.38 5.83
Evaluación de Ingeniería 1 4 5 3 8 10
Evaluación Competitiva
83
enfocándose en el paciente, y con el análisis de la forma según la competencia representado
en la figura 43.
Figura 43. Análisis de la competencia
Fuente: Elaboración Propia
4.1.3.2.2.5 Área de Oportunidad
Ruiz (2011), menciona que se muestra el área de oportunidad identificando un
requerimiento que puede marcar la diferencia con la competencia. De acuerdo con la figura
44 el análisis y la propuesta presentaron lo siguiente:
Análisis: El análisis resalta la accesibilidad, ahorro de tiempo y recurso de elaboración.
Propuesta: Se propone la tecnología aditiva de impresión 3D por las ventajas que este ofrece
y el ahorro de recursos en su elaboración. Centros especializados como el taller ofrecen este
servicio gratuito al paciente.
84
Figura 44. Área de Oportunidad QFD.
Fuente: Elaboración Propia
4.1.3.2.2.6 Indispensable Mejorar
Este se presenta cuando un requerimiento es muy importante para el cliente y en
comparación con la competencia el requerimiento no cumple (Ruiz, 2011). De acuerdo con el
análisis y propuesta planteada por la figura 45, reflejó que, si no se puede sobresalir, la
premisa es al menos imitar:
Análisis: Uno de los aspectos más importantes en los criterios de comodidad y fijación es el
mullido del material de soporte pues representa un requerimiento importante para el usuario.
Propuesta: Se propone la incorporación de un material mullido acorde la sugerencia del
fisioterapista y accesibilidad. Sin embargo, se utilizará los recursos disponibles con el que
cuenta el taller pues el punto de recursos es una ventaja competitiva.
CO
MO
'S
Import
ancia Principios
de
Ortopedia
Diseño Fijo
palmar/dors
al
Diseño
Rigido
Densidad
baja del
material
Proceso de
elaboración
Disponibilid
ad/ Bajo de
recursos
QUE'S 3 4 5
Correcta posición de reposo 5 9 9
Que no se mueva de la mano 5 9 9
Textura cómoda 4 1 3
Medida adaptable 4 9 3 3 3
Que se pueda personalizar 3 3 3 3
Que sea liso 4
Que no se deforme 5 3 9 3
Que sea liviano 5 9
Resistente a golpes 5 9 3
Ahorre recursos de elaboración 3 3 9 3
Que sea accesible 3 3 9
11 11 9 9 10 9
Dificultad Organizacional 5 5 4 4 5 4
Valores de las metas objetivo
Anatomía
neutra
+20°, 12°
inclinación
cubita
Sujeción
velcro
Posición
palmar/
dorsal
Diseño único
y sólido
indice del
material
Peso
mínimo,
densidad
del
material
># horas,
Proceso
impresión
3d FDM
># recurso
humano.
>costo
Mejor
Peor
Absoluto 139 117 66 27 57 45
Relativo 4 5 2 3 3 2
18.01 15.16 8.55 3.50 7.38 5.83
Evaluación de Ingeniería 1 2 4 11 8 10
Evaluación Competitiva
(ABS,PA)
85
Figura 45. Indispensable Mejorar QFD.
Fuente: Elaboración Propia
4.1.3.2.2.7 Matriz de Diagnóstico
De acuerdo con Ruiz (2011), la matriz de diagnóstico muestra acciones que deben
desplegarse o implementarse en una siguiente etapa. De acuerdo con el análisis y propuesta
basado en la figura 46 presentó lo siguiente:
Análisis: Estos puntos se requieren acciones de mejora que se realizaran en una posterior
etapa de ser necesaria.
Propuesta: Se propone vigilar los cambios en los requerimientos y las opiniones del paciente
como fisioterapista acerca del producto cada cierto tiempo, y este sirva de apoyo para futuras
mejoras.
CO
MO
'S
Import
ancia
Diseño
Rigido
Resistencia
materialErgonomía
Material
confortable
y acabado
QUE'S 3 4 5
Correcta posición de reposo 5 3 3
Que no se mueva de la mano 5 3
Textura cómoda 4 3 9
Medida adaptable 4 3 9 3
Que se pueda personalizar 3
Que sea liso 4
Que no se deforme 5 9 9
Que sea liviano 5 3
Resistente a golpes 5 9 9
Ahorre recursos de elaboración 3 3
Que sea accesible 3
9 9 8 6
Dificultad Organizacional 4 4 4 3
Valores de las metas objetivo
Diseño único
y sólido
indice del
material
Espesor
mínimo,
análisis
estático
0,7% masa,
0.18*
Longitud
mano
(1.64m)
almohadill
a
viscoelástic
a o
adaptación
del
material a
Mejor
Peor
Absoluto 66 60 63 63
Relativo 2 2 4 3
8.55 7.77 8.16 8.16
Evaluación de Ingeniería 4 7 5 6
Evaluación Competitiva
(ABS,PA)
86
Figura 46. Matriz de Diagnóstico QFD.
Fuente: Elaboración Propia
El Diseño como proceso es una herramienta de traducción de las necesidades de los
clientes a especificaciones técnicas, por tal motivo, tras el análisis realizado en la matriz QFD,
se presenta la tradición y metas de diseño en la tabla 23.
Tabla 23. Traducción a Metas del Diseño
Cómo's Valores de las metas
Ortopedia biomecánica anatomía Posición funcional más de 20° extensión 12° cubital
Diseño Fijo palmar/dorsal Sujeción velcro sujeción palmar/ dorsal.
Material mullido y acabado para
puntos presión
De acuerdo accesibilidad almohadilla visco elástica.
Patrón de relleno cruzado, Expansión área antebrazo 2/3
Ergonomía 0,7% masa, 0.18* Longitud mano*2/3 (1.64m)
Color forma según individuo Tipo de material de impresión/personalización
Diseño desplazable >capa. 200 um Acabado lija #150
Diseño Rígido Rigidez del material de impresión
Diseño liviano
Resistencia del material
material
Proceso de elaboración Impresión aditiva 3d
Fuente: Elaboración Propia
CO
MO
'S
Import
ancia Principios
de
Ortopedia
Diseño Fijo
palmar/dors
al
Diseño
Rigido
Densidad
baja del
material
Resistencia
material
Forma del
elemento
desplazabl
e
Ergonomía
Material
confortable
y acabado
Color/Form
a según
individuo
Proceso de
elaboración
Disponibilid
ad/ Bajo de
recursos
QUE'S
Correcta posición de reposo 5 9 9 3 3 3
Que no se mueva de la mano 5 9 9 3 3
Textura cómoda 4 1 3 9 3 3
Medida adaptable 4 9 3 3 3 9 3 3
Que se pueda personalizar 3 3 3 9 3 3
Que sea liso 4 9
Que no se deforme 5 3 9 3 9
Que sea liviano 5 9 3
Resistente a golpes 5 9 3 9
Ahorre recursos de elaboración 3 3 3 9 3
Que sea accesible 3 3 9
11 11 9 9 9 8 8 6 10 10 9
Dificultad Organizacional 5 5 4 4 4 4 4 3 5 5 4
Valores de las metas objetivo
Anatomía
neutra
+20°, 12°
inclinación
cubita
Sujeción
velcro
Posición
palmar/
dorsal
Diseño único
y sólido
indice del
material
Peso
mínimo,
densidad
del
material
Espesor
mínimo,
análisis
estático
>capa.
200 um
Acabado
lija #150
0,7% masa,
0.18*
Longitud
mano
(1.64m)
almohadill
a
viscoelástic
a o
adaptación
del
material a
Diseño
proyectual
personaliza
do. Gama
de colores
del material
># horas,
Proceso
impresión
3d FDM
># recurso
humano.
>costo
Mejor
Peor
Absoluto 139 117 66 27 60 45 63 63 90 57 45
Relativo 4 5 2 3 2 2 4 3 3 3 2
18.01 15.16 8.55 3.50 7.77 5.83 8.16 8.16 11.66 7.38 5.83
Evaluación de Ingeniería 1 2 4 11 7 9 5 6 3 8 10
(ABS,PA)
87
4.1.4.2 Estrategias de Ecodiseño
De acuerdo con el diagnóstico de la gestión del diseño en el taller presentado en
Capitulo 2, para pretender mejorar la sostenibilidad de productos elaborados en el taller, se
propondrá estrategias de ecodiseño. El uso de la herramienta web de Ecodiseño EDTOOL por
parte de Farreny R., Gasol CM et al. (2014) del Institute of Enviromental Science and
Tecnology, con el fin de generar recomendaciones propuestas de eco innovación para la
producción y el consumo sostenible, pueden ser tomadas en cuenta durante el proceso de
diseño presentadas en la tabla 24.
Tabla 24. Propuestas de estrategias para ecodiseño
FASE CICLO
DE VIDA
ESTRATEGIAS PARA ELEGIR
MATERIAL Reducir el número de diferentes tipos de material
Reduzca la entrada de material por medio de un principio simple de
funcionamiento
Reduce la entrada de material por medio de la multifuncionalidad
Priorice los materiales con un alto contenido reciclado
Uso de componentes recuperados
Priorizar materiales reciclables
PRODUCCIÓN Utilización de tecnologías de producción con baja entrada de material y bajas emisiones que optimicen el uso de materias primas en el proceso de
producción
Use partes de diseño idéntico para diferentes productos
Reciclar los materiales del proceso siempre que sea posible
EMPAQUETADO Reduzca el empaque al mínimo
Use materiales reciclables en el empaque, reutilizable o retornable
UTILIZACIÓN Y
MANTENIMIENTO
Diseño de producto para facilitar el manejo y la ergonomía
Permitir al usuario personalizar el producto y adaptarlo
Use elementos, partes y componentes estandarizados para una fácil reutilización
Permitir que el producto se adapte / ajuste a diferentes usuarios y / o a la
evolución de sus necesidades
FIN DE VIDA
UTIL
Permitir una fácil identificación de los materiales
Fuente: Edtool
88
4.1.5 Especificaciones de Diseño del producto (PDS)
Rodgers y Milton determinan que el PDS “establece con exactitud los requisitos de un
producto antes de diseñarlo” (2011, p.73) lo cual es un documento general en base a la
información recolectada que se lo toma de guía para la fabricación y que puede cambiar en el
transcurso del proceso de diseño.
Tabla 25. Especificaciones Generales PDS
ELEMENTOS
PDS
DESCRIPCIÓN
Rendimiento Es fácil de interpretar hacia la función postural de la mano.
El elemento es resistente durante el tratamiento de rehabilitación.
La condición de uso depende del diagnóstico de fisioterapia.
El elemento se limpia fácilmente.
El elemento tiene un material esterilizado resiste a la corrosión.
El elemento funciona al rango de temperatura del entorno mínima del
punto de fusión de 250°C Tiempo de vida El material dura de acuerdo al tratamiento.
Mantenimiento La sustitución de piezas es fácil de identificar y son accesibles.
Diseño de un solo elemento sólido para eliminar el mayor número de
partes y tiempo.
Elemento del material es fácil de limpiar.
Propuesta aplicando proceso de manufactura aditiva.
Elementos elaborados, que no se encuentran en el mercado, pero son
fabricados artesanalmente por terapia ocupacional o artesanos
independientes.
Precio Estimado
del producto
El costo de fabricación se sitúa en la gama media de precios de
impresión 3d.
Por política del Centro de Rehabilitación Integral Especializado, el
elemento se entrega gratuitamente al paciente que lo requiera.
Embalaje Se elimina el embalaje del elemento final a través de la entrega directa
con el paciente.
El tamaño y el peso será mínimo posible.
Envió transporte Se elimina el envió del elemento final a través de la entrega directa con
el paciente.
Cantidad A nivel nacional la demanda requerida es de 5100 unidades al año de
diferentes tipos de órtesis.
En el Taller se fabricó una capacidad de 37 férulas para el miembro
superior con el proceso de termo formado en 2017.
Área destinada con impresora Sindoh y cartuchos en estado inactiva. Fuente: Elaboración propia
89
Tabla 26. Especificaciones Generales PDS (Continuación)
ELEMENTOS
PDS
DESCRIPCIÓN
Usuario Los Ingenieros y fabricantes del Taller del Centro de Rehabilitación
Integral Especializado N°1.
Los fisioterapistas y terapia ocupacional.
Los pacientes ecuatorianos hombres y mujeres que se encuentran en un
rango de estatura media y que hayan sufrido traumatismo o hemiplejía
en el miembro superior mano. Además para todas las edades debido a
que el diseño se puede ajustar a su tamaño gracias al diseño asistido por
computadora. Calidad Utilización de la herramienta QFD
Lineamientos del punto 8 ISO 9001:2015
Tiempo de
almacenamiento No hay tiempo límite de almacenamiento al ser un elemento de
fabricación y entrega inmediata. Proceso Diseño del proceso del sistema de manufactura aditiva para el elemento.
No hay restricciones.
Pruebas Una vez fabricado los elementos pasan a un test de especificaciones, con
un grupo de pacientes para medir su satisfacción, personal médico y
paciente directo en su proceso de rehabilitación. Prototipo en impresora
Cubepro.
Seguridad El elemento y el proceso son seguros.
Restricciones del
taller
La salida de información del taller bajo ciertos permisos de
confidencialidad como la de los pacientes.
Límites de elementos que entregara el taller en el elemento final.
Restricciones del
mercado
El producto en sí se comercializa en todo el mundo de ser disponibles.
En Ecuador son escasos y poco accesibles económicamente para
elementos específicos y ajustables al paciente.
El proceso de manufactura aditiva es de libre uso en todo el mundo
siempre que tenga acceso.
Patentes De acuerdo con el IEPI no existe patentes relacionadas registradas.
Área destinada con impresora Sindoh y cartuchos en estado inactiva.
Implicaciones
políticas y
sociales
La fabricación se ajustara a normas sociales y valores del Centro de
Rehabilitación Integral Especializado N°1.
El elemento no contara con logo o nombre del Centro de Rehabilitación.
El proceso representa un sinónimo de accesibilidad de las nuevas
tecnologías al servicio de la calidad de vida de los pacientes.
Legal El Instituto Ecuatoriano de Normalización de acuerdo con las funciones
determinadas en el Artículo 15, literal b de la Ley No. 2007-76 del
Sistema Ecuatoriano de la Calidad, publicado en el Registro Oficial
Suplemento No. 351 del 29 de diciembre de 2010
Instalación El elemento es diseñado en lo posible en una sola pieza para evitar
ensambles, mantener la rigidez y reducir tiempos.
Diseño layout del sistema de manufactura aditiva con el equipo con el
que cuentan.
Documentación Se encuentra presente en el proyecto integrador. Fuente: Elaboración propia
90
Tabla 27. Especificaciones Generales PDS (Continuación)
Tamaño Las dimensiones de impresión de la impresora marca Sindoh son: de 20
cmx20cmx18cm
Las dimensiones del elemento impreso depende del análisis enfocado en
el usuario, análisis funcional y pruebas con el proceso del material.
Peso El peso del elemento será el mínimo posible
Estética Diversidad de formas orgánicas y rectas por el proceso de manufactura
aditiva
Diversidad de colores de cartuchos.
Se proyecta una imagen sólida y personalizada enfocada en el usuario.
Materiales En la fabricación será obligado el uso de materiales acordes a la
resistencia requerida y a la fabricación aditiva que se ajusten al equipo
de impresión del taller.
El material es anticorrosivo, no es conductor, esterilizado para un
entorno de rehabilitación.
Es de fácil accesibilidad y bajo costo.
Alcance de la
vida del producto
Sera de acuerdo a la prescripción del tratamiento y puede ser reutilizado
para otra persona.
El material puede ser reciclado o reusado.
Estándares
Especificaciones
ISO 22523:2007 sobre elementos ortopédicos y revisadas en 2011.
Órtesis postural funcional y la postural plana.
Ergonomía Muñeca en extensión con ángulo entre 20 y 30 grados, ligera aducción.
Pulgar en abducción de 45 grados.
Principios de Ortopedia, biomecánica y anatomía de la mano para evitar
puntos de presión.
Postura libre de zonas de compresión.
Acolchonado acoplado a la morfología de la mano. Fuente: Elaboración propia
Una vez definido los atributos del producto presentados en las tablas 25, 26 y 27 por la
interacción con los usuarios, las metas de diseño del QFD, las estrategias realizadas y las
especificaciones generales del PDS, se da paso al siguiente punto de la metodología de diseño
del producto INTI.
91
4.2 Diseño de Concepto
Ashby (2005) señala que la selección de la forma y material se basa en función del
elemento, por lo cual se desarrolla propuestas basados en principios de cumplir la estructura
funcional. Partiendo del problema y análisis de las funciones requeridas para su fabricación,
la definición preliminar de los requerimientos, la función, forma y tecnología a utilizar para su
solución se lo concreta como diseño de concepto (Ashby, 2005, pág. 15).
4.2.1.1 Análisis funcional
A continuación, se presenta las funciones principales y secundarias de la órtesis
estática para miembro superior mano, presentadas en la figura 47 y 48, y la descripción
general de la función de los elementos del producto en la tabla 28.
Función Principal: Inmovilización de reposo del miembro superior (mano-muñeca).
Prevenir deformidad, mantener posición correctiva. Estirar gradualmente la
contractura para incrementar el arco de movimiento.
Subfunciones: Proteger estructuras lesionadas, conservar logros de cirugía correctiva
o procedimientos de reconstrucción. Mejorar irrigación sanguínea. Evitar acortamiento de
tejido blando, articulaciones radiocarpianas, metacarpiana, Inter metacarpiana en el área
palmar.
Sustituir la función perdida. Atrofia muscular. Mantener movilidad de
articulaciones adyacentes. Incrementar rango de movimiento (recuperación)
Prevenir el movimiento no deseado.
Proteger estructuras lesionadas.
92
Figura 47. Función Principal
Fuente: Elaboración Propia
Figura 48. Subfunciones del elemento
Fuente: Elaboración Propia
93
Tabla 28. Descripción General de la función del elemento del Producto
Descripción general de la función del Elemento
Inmovilización de reposo en las articulaciones, tendones, ligamentos y músculos o conservar
alineación ósea. Prevenir deformidad, posición correctiva. Estirar gradualmente la contractura
para incrementar el arco de movimiento. Conservar logros de cirugía correctiva o
procedimientos de reconstrucción. Diseño único en una sola pieza sólida.
Elementos:
Fijación del elemento al miembro superior (mano-
muñeca). Se utilizara el ya establecido por el taller a fin de
optimizar recursos.
Comodidad, mullido por presión. Se utilizara el ya
establecido por el taller a fin e optimizar recursos.
Fuente: Elaboración Propia
4.2.1.1.1 Matriz Morfológica
Este método que se aplica para la selección en base de criterios de funcionalidad a
partir de las ideas generadas. En los bocetos de la carta morfológica de la tabla 29, se
presentan modificaciones de acuerdo con una evaluación asistida por un profesional del
campo y por el análisis teórico. Dicha evaluación selección se realizará por ponderación.
94
Tabla 29. Matriz Morfológica de las propuestas órtesis estática
Función Concepto 1 Concepto 2 Concepto 3
Inmovilizació
n del
miembro
superior
(mano-
muñeca).
Sustituir y
mantener
función
perdida,
articulaciones
metacarpofal
ángicas,
interfalángica
s
Prevenir el
movimiento
no deseado
(hemiplejía)
(palmar/dorsa
l)
Proteger
estructuras
lesionadas y
libertad en
las que no.
Fuente: Elaboración Propia
95
A continuación, se realiza una valoración tomando en cuenta los 3 conceptos
presentados en las tablas 30 a la 34, a los cuales se los valorizara entre sí en base a los
criterios de función de inmovilización, dificultad de elaboración del diseño, complejidad del
proceso, optimización de recursos y límites anatómicos para el diseño.
Tabla 30. Ponderación función de inmovilización
Concepto3>Concepto1>Concepto2
1 3 2 ∑ +1 Ponderación
1 0 1 2 0.333
3 1 1 3 0.5
2 0 0 1 0,1667
Suma 6 Fuente: Elaboración Propia
Tabla 31. Ponderación dificultad de elaboración del diseño
Concepto3>Concepto2>Concepto1
1 3 2 ∑ +1 Ponderación
1 0 0 1 0,1667
3 1 1 3 0.5
2 1 0 2 0.333
Suma 6 Fuente: Elaboración Propia
Tabla 32. Ponderación complejidad del proceso
Concepto3=Concepto2>Concepto1
3 1 2 ∑ +1 Ponderación
3 1 0.5 2.5 0.416
1 0 0 1 0.167
2 0.5 1 2.5 0.416
Suma 6 Fuente: Elaboración Propia
Tabla 33. Ponderación optimización de recursos
Concepto3>Concepto1= Concepto2
1 3 2 ∑ +1 Ponderación
1 0 0.5 1.5 0.25
3 1 1 3 0.5
2 0.5 0 1.5 0.25
Suma 6 Fuente: Elaboración Propia
96
Tabla 34. Ponderación límites anatómicos y sistema de sujeción
Concepto1=Concepto2>Concepto3
1 3 2 ∑ +1 Ponderación
1 1 0.5 2.5 0.416
3 0 0 1 0.167
2 0.5 1 2.5 0.416
Suma 6 Fuente: Elaboración Propia
Tabla 35. Selección conclusión ponderación
Función
de
inmoviliza
ción
Dificultad de
elaboración del
diseño
Complejidad
del proceso
optimización
de recursos
Límites
anatómicos,
sistema de
sujeción
∑ P
C1 0.333 0,1667 0.167 0.25 0.416 1.749 1
C2 0,1667 0.333 0.416 0.25 0.416 1.998 2
C3 0.5 0.5 0.416 0.5 0.167 2.25 3
Fuente: Elaboración Propia
Como conclusión, de acuerdo con la tabla 35, tenemos que para la función de
inmovilización y protección en miembro superior (mano) se presentan las opciones del
concepto 3 tomando en cuenta que para mano completa la sujeción es palmar y para caso de
hemiplejía puede ser palmar o dorsal. Sin embargo, en la espasticidad de la mano, algunos
músculos al estar contraídos provocaran rigidez y acortamiento de los músculos y en la palma
al tener una sujeción en la misma puede interferir en el futuro en los distintos movimientos
por lo que recomiendan que esta bóveda este libre. El concepto 2 está enfocado para muñeca
con el libre funcionamiento de los dedos como recomienda la posición de reposo.
4.2.1.2 Selección del material
Es necesario relacionar los requisitos de diseño con las propiedades del material de
acuerdo con la función principal, restricciones y objetivo como variables libres. La restricción
principal, según lo mencionado anteriormente, es la rigidez con la que deberían estar los
materiales, y el control total con el segmento anatómico que impide realizar movimientos.
97
Se ajusta los parámetros de acuerdo con los requerimientos para optimizar el objetivo
del elemento como se presenta en la tabla 36. Los objetivos están acoplados a la restricción
definida en el índice del material. Si este no está definido se puede elegir un material simple.
Tabla 36. Parámetros de la Órtesis estática para la selección del material
Función Inmovilización y fijación
Restricción Rigidez(que no se deforme)
Objetivos Peso mínimo (densidad del material)
Variables libres Espesor, dimensiones de protección Fuente: Elaboración Propia
De acuerdo con la disección de los elementos utilizados en el análisis tipológico y
observaciones de uso realizada anteriormente, se tomó en cuenta que la funcionalidad de los
elementos realizados por terapia ocupacional es correcta y que el tipo de material que utilizan
como el PVC, un termoplástico que presenta las características de resistencia de 35,4 – 52,1
MPa, con un módulo de Elasticidad E= (2,14-4,14) GPa y una densidad (1,3 – 1,58)
con
lo cual tomamos de referencia para máximos y mínimos. Además es un material termoplástico
con un módulo entre y . El índice de un material define un
criterio de optimización el cual para este proyecto fue el peso mínimo del material en su
resistencia. El índice que se tomó es
, para una función de viga con peso mínimo y rigidez
prescripta con lo cual calculamos usando las cartas de materiales.
Con lo mencionado anteriormente y a través del software CES se identificó la lista de
materiales que cumplen dentro de las características presentadas a través de la selección de
carta de materiales presentados en la figura49 y la tabla 37.
98
Figura 49. Identificación del conjunto de materiales. Carta de modulo elasticidad-densidad.
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 37. Lista de materiales seleccionados
Material:
Polímero-
Termoplástic
o
Densida
d
[
]
Resiste
ncia
[ ]
Módulo Y.
[ ]
Índice
[
]
(comentario)
ABS 1.01-1.21 18.5-
51
1.1-2.9 0.07 (Material disponible par
FDM)
Nylon (PA) 1.12-
1.14
50-
94.8
2.62-3.2 0.077 (Material poco accesible
disponible par FDM)
PVC 1.3-
1.58
35.4-
52.1
2.14-4.14 0.063 (Material reutilizable
utilizado por terapia ocupacional)
Polietileno
PE
0.92-
0.97
17.9–
29
0.621–0.896 0.046 (Material actual utilizado por
el taller)
Policarbon
ato PC
1.14-
1.21
59-70 2-2.4 0.063
Fuente: Elaboración Propia
Los materiales que se ajustan a los requerimientos de rigidez, resistencia y peso
mínimo son, Nylon PA,el PVC y ABS. De esta manera los materiales presentados se
justifican para el objetivo de rigidez que debe tener la órtesis estática, sin embargo, solo 2 de
estos cumplen con el proceso de impresión 3d por modelado de deposición fundida, estos son
99
el, Nylon y el ABS. La selección del material está determinada por el proceso de elaboración
propuesta.
Figura 50. Criterio de selección de material
Fuente: Mena y Villamarín (2017)
Figura 51. Curvas de tensión para ABS y PLA
Fuente: Zhang y Wang (2016)
Según la investigación de Mena y Villamarín (2017) y Zhang y Wang (2016)
presentan los criterios para el tipo de fabricación en impresión 3d como el tiempo eficiente de
elaboración, disponibilidad del material, y peso del material determinando al ABS como
mejor opción, así como el precio del material sobre su densidad presentado en la figura 52 y
su resistencia en la tensión acomparada con el material PLA presentado en la figura 51.
0 2 4 6 8 10
Fabricación aditiva
Tiempo
Densidad
Costo
Dsiponibilidad
NYLON ABS
100
Figura 52. Carta de precio-densidad
Fuente: Elaboración Propia
En vista del criterio y en base a la carta de precio- densidad se observa que el material
Nylon PA es menos accesible que el ABS pero presenta mejor característica. Y en efecto en el
Ecuador son pocos los laboratorios con accesibilidad de impresión de este material. En el
Centro de Desagregación Tecnológica de Yachay cuentan con este tipo tecnología el cual el
costo de impresión es de 98 dólares por hora.
Por lo cual, para cumplimiento de los requisitos se selecciona el material ABS por ser
accesible para el proceso de FDM, soluble en acetona lo cual implica un mejor acabado, su
densidad es baja y presenta una buena rigidez para el diseño único de una sola pieza. Para los
demás elementos no se ha hecho selección debido a que dentro de las estrategias esta la
optimización del recurso disponible en el taller el cual se ha ido utilizando sin ningún
inconveniente como es el caso del velcro para el sistema de sujeción.
101
4.2.1.3 Análisis de dimensiones
Debido a que no existe una norma de antropometría del ecuatoriano promedio el
presente proyecto se basó utilizando parámetros inerciales para el modelado biomecánico,
como parte del estudio de Soto y Gutierrez (1996), la cual determina los puntos anatómicos de
acuerdo con el trabajo Dempster (1955), Clauser (1969); y longitudinales por parte de Pons
(2008). Para la medición de los falanges y metacarpo se tomó registros de antropometría de la
Norma DIN 33 402-2 de donde se seleccionó los percentiles acordes a la del promedio de la
altura del ecuatoriano.
El análisis estático se realizará de acuerdo con una estimación de carga basada en el
peso del miembro superior. Para la obtención del peso del miembro superior, se hace
referencia al peso promedio de cada individuo de nuestro país, que aproximadamente es de
58Kg (INEC, 2015).
De acuerdo con Eva Mera (2017), Ingeniera en Estadística Informática de la Escuela
Superior Politécnica del Litoral (Espol), realizó un estudio sobre la altura de los ecuatorianos
el cual fue publicado en El Telégrafo con fecha 25 de octubre de 2017; determina que la talla
promedio del ecuatoriano es 1,64 metros para hombres y 1,52 para mujeres. A partir de estos
datos tomaremos para este proyecto la altura promedio de 1,60 metros y el peso de 58
kilogramos aproximadamente.
Según Pons (2008) la longitud de la mano esta expresado por L=0,108*altura
promedio y la del antebrazo es de L=0,146*altura promedio. La sujeción de Órtesis debe estar
dos tercios de su altura media del antebrazo debajo del codo, por lo cual tomamos
aproximadamente esta medida para los respectivos cálculos (Cailliet, 1999).
102
( ) (3)
(
)
Donde es: longitud de la mano de la Órtesis en extensión.
es: longitud de la sujeción en el antebrazo.
Y h es: la estatura.
El ángulo de inclinación entre y en extensión es de 20 a 30 grados.
Para la realización del proyecto la sujeción tendrá una dimensión de 0,07786 m y la
mano en extensión de 0,1728 m.
Para el peso de la mano:
Mano: 0,007 58𝐾𝑔 = 0,406𝐾𝑔 (4)
Sujeción:
= 0.29 Kg
La dimensión de la mano se aproxima al 5% percentil según Melo (2009) por lo que se
aplica este percentil para las demás dimensiones de la mano. Para el grado de inclinación de
las falanges se aplicará la posición funcional según Cailliet (1999) y Malick (1980) es de 90
grados con respecto de los metacarpiano hacia las falanges distales; y con un ligero grado de
inclinación de 15 grados entre falanges proximales, medias y distales. Para las medidas
promedios se tomó el 5% percentil de la Norma DIN 33 402-2 presentados en la tabla 38 y
39, datos necesarios para el análisis estático para determinar el espesor del material
seleccionado.
103
Tabla 38. Medidas promedio para el proyecto (5% percentil Norma Din 33 402-2)
Percentil 5% (cm)
Ancho meñique de la palma
1,8
Ancho meñique próximo a
la yema
1,4
Ancho dedo anular a la palma
1,5
Ancho dedo mayor palma 1,9
Largo del dedo 7,5
Largo del pulgar 6
Largo palma de la mano 10,1
Largo total de la mano 17 Fuente: Melo (2009)
Tabla 39. Medidas promedio para el proyecto (5% percentil Norma Din 33 402-2)
(continuación)
Percentil 5% (cm)
Ancho dedo pulgar distal 2
Grosor de la mano 2,4
Ancho de la mano con
dedo pulgar
9,8
Perímetro 19,5
Perímetro articulación
muñeca
16,1
Fuente: Melo (2009)
4.2.1.3.1Análisis estático
De acuerdo con (Ashby, 2005) el factor de seguridad para un elemento óptimo debe
ser superior a 1; por otro lado (Mott, 2006) menciona que el factor de diseño o de seguridad
para elementos bajo cargas estáticas con alto grado de confianza en los datos de diseño es de
n=2.
(5)
es el esfuerzo de diseño el cual esta expresado por:
[ ]
104
Debido a que el material seleccionado fue el ABS, se tiene por lo tanto que:
= / =>34.96 /2= 17.48
Debido al arco de movimiento de la muñeca y de la mano es importante considerar el
momento de flexión; para esto realizaremos mediante una forma libre. El esfuerzo Máximo de
flexión esta expresado por:
. (6)
Siendo z el coeficiente de sección
Y ( + )
𝑔 (7)
( 𝐾𝑔 ⁄ )
( ( )
Por otra parte, el Módulo de sección mide la tensión generada por un módulo de
flexión la cual es expresada por un elemento libre de cuerpo libre presente en la figura 53:
Figura 53. Diagrama de cuerpo libre sección transversal
Fuente: Mena & Villamarín (2017)
105
( ) (7)
Siendo a el espesor que se necesita, reemplazando z tenemos
√ ( )
[ ]
Con lo que el espesor que se necesita es de 3,9 mm y de altura para sección transversal
es de 8 mm con la utilización de material ABS. El mismo procedimiento lo realizamos
tomando en cuenta el movimiento de abducción y oposición del pulgar. Se tomó los datos de
37 Kgf y 17 Kgf el cual aplicando el proceso anterior determino espesores mayores a 7,1 y 9
mm. Este espesor es de considerarse en caso de espacidad de la mano en posición de
extensión de los dedos y de la mano. Si la órtesis es prescripta sin la restricción de inmovilizar
los dedos, tomamos en cuenta las dimensiones de esta con el peso de la mano el cual se
manifestó por 3,9 mm.
4.2.1.6 Análisis de la Función Estética
De acuerdo a la tabla de cualidades del material de Ashby (2005) de la figura 54, el
material seleccionado presenta características formales presentes en la tabla 40.
Tabla 40. Características formales del Producto.
Elemento Característica Descripción
Textura Suave, Liso En función del acabado del material.
Superficie Geometría sólida Planos, aristas y curvas
Estructura Formas Complejas Suma de formas básicas.
Color Blanco, Negro, Azul Disponibilidad del material
Atributo Rígido Función del producto
Fuente: Elaboración Propia adaptado de Ashby (2005)
106
Figura 54. Tabla de cualidades táctiles de los materiales.
Fuente: Ashby (2005)
El polímero es un material que expresa imitación, accesibilidad barata con variedad de
color y que se moldean fácilmente. Puede tomar varias formas de otros materiales, sea recta o
contorneada; su peso transmite las ideas de estabilidad, robustez, eficiencia y aptitud para la
función además de que es liviano (Ashby, 2005).
4.2.1.7 Análisis del diseño centrado en el Usuario; Función Simbólica
Aplicando el primer punto de la herramienta de Desing Thinking según la figura 55,
para empatizar con el usuario, se mantuvo un acercamiento directo con el paciente y se llegó a
que justamente, las personalidades, analogías y factores que influyen en el paciente tienen
relación con el aislamiento, ataduras, perdida de libertad e incapacidad de no realizar las
actividades que ejecutaban, ante un elemento molestoso pero necesario que le permitirá
recuperarse con la inmovilización durante su rehabilitación.
La idea para el paciente es que el elemento de rehabilitación sea ligero, practico,
accesible y personalizado cualidades que pueden ser interpretadas para el proceso de
impresión 3d. El proyecto presenta este punto para ser tomado en consideración, pero
centrándose más en la funcionalidad por los objetivos del mismo.
107
Figura 55. Empatizar con el paciente
Fuente: Elaboración Propia
Figura 56. Idea de empatizar con el paciente
Fuente: Elaboración Propia
4.2.2 Generación y selección de conceptos de la forma
En base a las ideas captadas anteriormente y tomando la aplicación de la herramienta
del brainstorming visualizado en la figura 57, se propone a continuación tres estilos o
contextos a la forma del concepto; Minimalista, Reintegración y Diseño Generativo, términos
108
acoplados a la rehabilitación, estabilidad, reducción, adaptabilidad y simplicidad, utilizando la
analogía de la protección de una armadura y a las tendencias previamente percibidas como la
de Scott (2018) en el Capítulo 2.
Figura57. Lista de lluvia de ideas para concepto
Fuente: Elaboración Propia
4.2.2.1 Resultados
La funcionalidad es la base de la selección del concepto de un producto por lo que se
resalta las condiciones presentadas en los bocetos de acuerdo a la función de la matriz
morfológica y los análisis anteriormente realizados con el fin de sugerir y seleccionar la forma
del concepto (Ulrich & Eppinger, 2013, p.145).
109
Tabla 41. Bocetos Finalista reposo muñeca
Estilo Boceto Función
Generativo
Sujeción Palmar
dorsal recta
posición fija para
inmovilización
Minimalista
Sujeción solo
Palmar curva,
posición fija
inmovilización
Reintegración
Sujeción solo
Palmar, adaptado
a la forma de la
mano, posición
fija de protección
e inmovilización
Fuente: Elaboración Propia
Posteriormente, se procedió a la selección de la idea en base a los requerimientos y en
colaboración con los profesionales dentro del Área del Servicio de Medicina Física y
Rehabilitación del Hospital Pablo Arturo Suarez de la ciudad de Quito a través del focus
group. El Fisioterapista Dr. Tapia aprueba la idea y selección de este con sus debidas
sugerencias, visualizadas en la tabla 41 y 42.
De acuerdo con Ulrich & Eppinger, (2013) la generación y selección de conceptos
puede ser combinadas a fin de mejorarlo en función del elemento (p.156). Se tomó en cuenta
la inmovilización estática de reposo completo acorde a lo seleccionado en la tabla 43, para las
articulaciones de los interfalanges, metacarpofalángicas, pulgar y radio carpiana muñeca.
110
Tabla 42. Bocetos Finalistas reposo completo
Estilo Boceto Función
Minimalista
Sujeción Dorsal y Palmar
respectivamente, recta
posición fija para protección e
inmovilización
Generativo
Sujeción dorsal para
metacarpofalanges y palmar
para los dedos, personalizada,
contorno curvo, posición fija
para inmovilización
Reintegración
Sujeción solo dorsal, adaptado
a la forma de la mano,
posición fija de protección e
inmovilización
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 43. Selección de la Idea reposo muñeca
Estilo Boceto Parámetros reposo muñeca(1-5)
Valoración Comodidad Funcionalidad Ergonómico
Minimalista 4 4 4 12
Generativo 4 3 4 11
Reintegración 4 5 5 14
Estilo Boceto Parámetros reposo completo
Comodidad Funcionalidad Ergonómico Comodidad
Minimalista 4 5 5 14
Generativo 4 3 4 11
Reintegración 3 5 4 12
Fuente: Elaboración Propia
111
Adicionalmente, para la extensión total de la mano por espasticidad y para post
operatorio de tendones flexores protegiendo estructuras internas dañadas para su recuperación
siendo estas en posición palmar o distal tomando en cuenta la extensión de las falanges. Si las
falanges y pulgar no necesitan inmovilización se aplica el diseño de reposo de muñeca
seleccionado por su posición funcional.
Figura 58. Selección de la idea por ponderación Dr. Tapia
Fuente: Elaboración Propia
4.3 Diseño en Detalle
Mediante la herramienta CAD de modelado en 3D, se pretende evaluar el
cumplimiento de las especificaciones técnicas del producto y su apariencia, para lo cual se
describen los materiales a utilizar en la tabla 44. Para la elaboración de los elementos
ortopédicos es necesario enlistar los diferentes tipos de materiales con los cuales se pretende
fabricar su prototipo funcional.
Tabla 44. Lista Preliminar de Materiales
Materiales Herramientas Insumos
Rollo termoplástico ABS Espátula Goma
Velcro Tijeras Lija 150
Almohadilla
poliuretano Estilete Acetona
Fuente: Elaboración Propia
112
4.3.1 Arquitectura del producto
La comunicación visual, es importante para poder describir de manera general las
partes que conforma la Órtesis estática propuesta, tanto para mano completa como para
muñeca (Ulrich & Eppinger, 2013, p.170). Se presentó las medidas, acotaciones y planos que
se muestran en anexos, para el desarrollo de un prototipo funcional que asegure su validación.
Figura 59. Arquitectura boceto de la propuesta
Fuente: Elaboración Propia
113
A continuación, se procedió a formar las especificaciones técnicas en un software
CAD de modelado 3d, utilizando los software FreeForm, Fusion 360 y para la adaptabilidad
de la forma de la mano como requisito del concepto se utilizara el scanner 3d Artec 3d y el
dispositivo háptico touch de 3d System con el que cuenta el taller, Además se realizó la
simulación describiendo las metas de diseño prescriptas anteriormente, como también, se
describe las respectivas modificaciones de la anterior fase para la realización del prototipo
funcional y validación para su fabricación.
4.3.2 Modelado en 3D
Se describe de manera general el proceso de modelado 3D del elemento para la luego
aplicarlo al proceso de impresión 3d por FDM como se presenta en la figura 60.
Figura 60. Proceso de modelado 3D.
114
Fuente: Elaboración Propia
4.4 Verificación y Testeo
El diseño industrial ayuda al proceso de ingeniería con modelos a ser probados a
través del prototipo (Ulrich & Eppinger, 2013, p.224). En esta etapa se procede a validar el
cumplimiento de las especificaciones técnicas de acuerdo con los requerimientos adquiridos a
través del software de simulación, un prototipo funcional y la evaluación con clientes
seleccionados a través de un focos group.
4.4.1 Simulación del Análisis Estático
Los parámetros por tomar en cuenta en el análisis son el peso promedio de un
paciente, la mano del paciente y su fuerza de gravedad. El análisis de elementos finitos utiliza
la modelación matemática para obtener criterios óptimos de falla de material en figuras
complejas como es el criterio de Von Mises (Ashby, 2005).
4.4.2 Factor de diseño o de seguridad
El factor de diseño o de seguridad es la razón de la resistencia real de una estructura la
cual debe ser mayor a la resistencia requerida. Estos factores son criterios que dependen del
uso apropiado de materiales.
(8)
El coeficiente de seguridad deberá ser mucho más alto que en el caso de una pieza que
al fallar no afecte sustancialmente el comportamiento de este.
Von Mises sino sufre fallos.
115
A través de la herramienta de simulación del software Fusión 360 se comprueba que el
factor de diseño es óptimo. Para lo cual se definio el material ABS para la simulación con
tamaño de malla de 1mm, 1169621 tetraedros, tomando como sujeción el arco transversal de
la muñeca y aplicando una fuerza en el área metacarpo falángicas, Las fuerzas aplicadas a la
propuesta fueron de 4, 17 y 37 N para posición palmar y dorsal tomando en cuenta para el
caso de espasticidad en posición dorsal como lo muestra la figura 61.
Figura 61. Simulación Factor de Seguridad
Fuente: Elaboración Propia
Se tomó en cuenta los puntos críticos de la simulación, en especial para la forma del
contorno del pulgar. El factor de diseño de la Órtesis de la propuesta para mano completa es
de 3,2 lo cual es superior al factor de diseño establecido anteriormente. De acuerdo con el
criterio de Von Mises la resistencia requerida es de 6,23 el cual es menor a la de la resistencia
del material ABS, con lo que se comprueba las dimensiones estáticas con la resistencia del
116
material.
4.4.3 Prototipado
Se aplicó el proceso de modelado por deposición fundida (FDM) de la impresora 3d,
con filamentos de plásticos de ABS. Se tomó en cuenta las mallas, superficies, resolución de
capa, relleno, se preparó el material, el control de la extrusora, la inyectora y la verificación
de flujo continuo del material. Requiere una temperatura de cabezal de unos 250ºC. El
diámetro de filamento de un cartucho de impresión es de 1.75mm, con un contenido de 1Kg
en el cartucho. Los detalles se presentan en la tabla 45.
Tabla 45 Parámetros de impresión 3D. Prototipo de órtesis de muñeca
Software Cad de
modelado
Geomagic Freeform / Fusion 360
Tipo de Impresora FDM
Tamaño y
desplazamientos
X:138mm; Y:70mm; Z: 53mm. Centrado. Escala
100%(cubepro)
Software de Impresión Sindoh/ CubePro 2.02
Número de Filamentos
y tipo de material
1, ABS
Diámetro de filamento filamento de un cartucho de impresión es de 1.75mm
Temperatura de
trabajo
Requiere una temperatura de cabezal de 250ºC.
Material usado
(g) y tiempo (h)
67.07g /8,24h
Porcentaje de relleno 100% sólido
Altura de capa 202 um
Patrón de relleno Cruzado
Velocidad de impresión 17,6 g/h (Cube Pro)/ 10gr/h (Sindoh)
Falda(skirt) y Borde si
Soporte en la base si
Soporte en la pieza Generado por el software
Pos procesado ‐ Acabado Lijado de superficie terminada
Observación Existió contracción en la impresión, estime su
porcentaje 0.9% Fuente: Elaboración Propia.
117
Figura 62. Desarrollo de prueba. Capas del prototipo.
Fuente: Elaboración Propia
4.4.4 Evaluación de la propuesta
Para la evaluación y prueba de funcionamiento del presente prototipo se realizaron dos
evaluaciones aplicando la metodología Ad-hoc, la una se dirigió a la muestra de pacientes en
rehabilitación realizada en el diagnóstico y la otra a profesionales del Área.
Figura 63. Pruebas con el prototipo funcional a pacientes
Fuente: Elaboración Propia
118
Figura 64. Resultados de la evaluación AD-HOC
Fuente: Elaboración Propia
El resultado de la evaluación de satisfacción presente en la figura 64, arroja resultados
favorables para el prototipo funcional. De acuerdo con los datos generados, los pacientes que
se encuentran en un estado de rehabilitación tomaron la evaluación de la propuesta comparada
con los elementos actuales de rehabilitación. Dicha propuesta se presentará en conjunto con
los prototipos de prueba.
Los subdominios más relevantes de acuerdo con la evaluación indican que el peso, la
estética, el confort tuvieron una mejoría considerable. De igual manera los aspectos
relacionados a la funcionalidad indican una mima mejora con el elemento actual, además de
que cumple con la satisfacción de rehabilitación.
83,45
63,64
65,27
80,55
90,00
80,00
89,45
80,18
[VALOR]
90,73
83,45
88,36
90,90
90,55
90,36
90,91
Actividad
Confort
Cosmesis
Dimenciones
Durabilidad
Facil uso
Eficacia
Peso
Evaluación Ad-hoc
Propuesta(%) Elemento disponible(%)
119
Figura 65. Evaluación por parte Profesional
Fuente: Elaboración Propia
4.5 Producción
Esta fase es la fabricación de todo el proceso de diseño donde se transfiere las
capacidades y conocimientos realizados para poner en marcha el producto. Para este punto se
realizó un proceso de aprobación del elemento y su diagrama del proceso analizado en el
prototipo funcional, como también el análisis de modo de fallos y efectos.
4.5.1 Aprobación de Partes para impresión 3d
La intención de las aprobaciones de partes para producción (PPAP) es validar que los
productos hechos con herramentales y procesos cumplen con los requerimientos de ingeniería.
120
Tabla 46. Aprobación de piezas de producción - Resultados dimensionales 1
ORGANIZACIÓN:
TALLER CRIE N°1
NÚMERO DE PARTE:1 CÓDIGO
PPAP-D0E1
NOMBRE DE PARTE: Órtesis estática reposo palmar muñeca para imprimir
NOMBRE DE LA INSTALACIÓN DE INSPECCIÓN:
ÁREA DE COORDINACIÓN
REGISTRO DE DISEÑO CAMBIO NIVEL: 2
DOCUMENTOS
DE CAMBIO DE
INGENIERIA:
N/A
ITEM DIMENSIÓN /
ESPECIFICACIÓ
N
ESPECIFICACIONES /
LÍMITES
TEST
DATE
QTY.
TESTED
RESULTADOS
DE LA
ORGANIZACIÓ
N (DATOS)
O
K
NOT
OK
1 Espesor, prom. 4.4mm
Min 3.9mm, Max 8.9mm 1 4mm X
2 Peso 0.4 kg Menor 0.4 Kg 1 90 gr X
3 Ángulo extensión muñeca 30°
Min 20°, 1 26° X
4 Sujeción 7 cm de ancho x 7 cm de largo
Max tercio proximal 1 6,6 cm de ancho x 7 cm de largo
X
5 Ángulo inclinación cubital 12° cubital
Max 15° 1 11,8° X
6 Libre articulación libre articulación metacarpofalángica y pulgar/ Completo
De acuerdo a la prescripción 1 libre articulación metacarpofalángica. Pulgar libre
X
7 Identificación material
Ubicación palma 1 Ubicación palma arco trasversal
X
8 Ángulo abducción pulgar
Ligeramente 45° a 40 ° 40° X
Fuente: Elaboración Propia en base al PPAP.
Tabla 47. Aprobación de piezas de producción - Resultados dimensionales 2
3
4
1
2
5
6
7
8
121
ORGANIZACIÓN:
TALLER CRIE N°1
NÚMERO DE PARTE: 2 CÓDIGO
PPAP-D0E2 NOMBRE DE PARTE: Órtesis estática reposo dorsal mano y muñeca
NOMBRE DE LA INSTALACIÓN DE INSPECCIÓN:
ÁREA DE COORDINACIÓN
REGISTRO DE DISEÑO CAMBIO NIVEL: 3
DOCUME
NTOS DE
CAMBIO
DE
INGENIER
IA:
N/A
ITEM DIMENSIÓN
/
ESPECIFICA
CIÓN
ESPECIFICACIONES / LÍMITES TES
T
DA
TE
QTY.
TEST
ED
RESULTA
DOS DE LA
ORGANIZ
ACIÓN
(DATOS)
O
K
N
OT
O
K
1 Espesor Inerciales prom. 8.9mm
Min 7.1 mm, Max 10 mm 1 8 mm X
2 Peso 0.4 kg Menor 0.4 Kg 1 150 gr X
3 Extensión de muñeca
Ligera extensión muñeca 20° 1 20° X
4 Sujeción, 7 cm de ancho x 7 cm de largo. Falanges
Max tercio proximal. Sujeción falanges y pulgar 1 6cm de ancho x 7 cm de largo
X
5 12° cubital Max 12° 1 11,8° X
6 limitaciones anatómica funcional
De acuerdo a la prescripción. Libre articulación metacarpofalángica y pulgar/ Completo
1 Completo X
7 Identificación material
Ubicación dorsal 1 Ubicación dorsal arco trasversal
X
8 Ángulo abducción pulgar 45°
Ligeramente 45° a 40 ° 40° X
Fuente: Elaboración Propia en base al PPAP.
Adicionalmente a las tablas 46 y 47 se realizó una prueba de validación por
rendimientos presentados en las tablas 48 y 49 respectivamente durante la evaluación de
satisfacción del paciente y en los casos prácticos vistos en la identificación del usuario.
Tabla 48. Aprobación de piezas de producción - Resultados de las pruebas de rendimiento 1
NOMBRE DEL LABORATORIO: TALLER CRIE N°1 NÚMERO DE
PARTE: 1
1
2
3
4
5
6
7
122
CÓDIGO NOMBRE DE LA
PARTE
TEST SPECIFICATIONS / REV /
DATE
SPECIFICATION / LIMITS TEST
DATE
QTY.
TESTED
SUPPLIER TEST
RESULTS (DATA) /
TEST CONDITIONS
OK NOT
OK
Resistencia rehabilitación Max 1 mes/min 1 sem 1 1 semanas X Resistencia del material
fuerza 4kgf (Simulación)
Factor de diseño min 2 1 3.2 X
Sujeción inmovilización Excelente, Muy buena,
Buena
1 Muy buena X
Protección del área Excelente, Muy buena,
Buena
1 Excelente X
Fuente: Elaboración Propia en base al PPAP.
Tabla 49. Aprobación de piezas de producción - Resultados de las pruebas de rendimiento 2
NOMBRE DEL LABORATORIO: NÚMERO DE
PARTE:2
CÓDIGO NOMBRE DE LA
PARTE
DOCUMENTOS DE CAMBIO DE
INGENIERIA:
REGISTRO DE
DISEÑO CAMBIO
DE NIVEL
TEST SPECIFICATIONS / REV /
DATE
SPECIFICATION / LIMITS TEST
DATE
QTY.
TESTED
SUPPLIER TEST
RESULTS (DATA) /
TEST CONDITIONS
OK NOT
OK
Resistencia rehabilitación Max 1 mes/min 1 sem 1 2 semanas X Resistencia del material
fuerza 17y35kgf (Simulación)
Factor de diseño min 2 1 4 X
Sujeción inmovilización Excelente, Muy buena,
Buena
1 Muy buena X
Protección del área Excelente, Muy buena,
Buena
1 Muy Buena X
Fuente: Elaboración Propia en base al PPAP.
Los resultados en base a las evaluaciones realizadas con los prototipos funcionales
concluyen una muy buena validación del elemento fabricado bajo el proceso de impresión 3D
por FDM. La aplicación de este proceso en el Taller significó también la identificación del
diagrama analítico del proceso y la visualización en un layout los cuales están presentes en las
figuras 66 y 67 respectivamente.
123
Figura 66. Proceso Analítico de la manufactura aditiva
Fuente: Elaboración Propia
Figura 67. Modelado del Layout simulación del Proceso de Manufactura aditiva
Fuente: Elaboración Propia
124
4.5.2 Análisis de Modo a prueba de fallas
Para evaluar las fallas y efectos de un producto dependiendo del cumplimiento de los
requerimientos se aplicará la herramienta AMEFD con el fin de mejorar la calidad, seguridad
de los productos, ahorrar recursos y costos de rediseño. El caso se aplica por ser un nuevo
diseño, nueva tecnología o nuevo proceso.
De acuerdo a las acciones recomendadas en el desarrollo del prototipo funcional se
siguió un análisis del proceso de desarrollo de la manufactura aditiva tomando en cuenta las
posibles fallas potenciales que se genere, las cuales determinaban al soporte del elemento en
la etapa de impresión como se muestra en la figura 71, a fin de modificarlos en el diseño y
evitar fallos durante la validación del elemento.
Figura 68. Pruebas de prototipo rápido
Fuente: Elaboración Propia
Para la revisión de las características de diseño, el checklist de un AMEFD de diseño
garantiza que se aplicó correctamente la herramienta asi como también su severidad,
ocurrencia y detecciones que se encuentran presentes en anexos.
125
Figura 69. Análisis de modo y efecto de la falla del Diseño
Fuente: Elaboración Propia
126
5.1 Análisis de Costo y elaboración
Cabe mencionar que para el desarrollo del análisis de costo se toma todos los puntos
de la fase del prototipo y antecedentes además de las estrategias de ecodiseño, el cual fomenta
el uso de elementos prefabricados disponibles. Para el cálculo de tiempos de impresión se
utilizó el Software de impresión Cubepro.
Tabla 50. Análisis de Costo y elaboración
Material Cantidad Costo Observación
ABS Un
cartucho de
impresión
1kg de
1,7mm de
diámetro.
Genérico
S35$.
Original
$120$
Para la órtesis de mano completa se requiere un
aproximado de 80gr de material y para muñeca un
aproximado de 31 gr incluyendo el soporte de
acuerdo con AMEFD.
Goma 1 Original
$35.
Genérico
$1,10
Depende de las condiciones de la impresora y
recomendaciones en mantenimiento.
Lija de agua N° 150 1 $1 Acorde disponibilidad
Acetona 1 $2 Acorde a disponibilidad y a criterio de selección.
Velcro media pulgada 1 $0,40 el metro
Acorde disponibilidad y dimensiones requeridas.
Tela laminado punto
Zebulón de poliuretano
1 $5
el metro
Acorde disponibilidad y dimensiones requeridas.
Para una Órtesis de mano completa requiere 25x15
cm y para la Órtesis de muñeca 15x15 cm
Tela neoprene 2,5mm 1 $7
el metro
Acorde disponibilidad y dimensiones requeridas.
Para una Órtesis de mano completa requiere 25x15
cm y para la Órtesis de muñeca 15x15 cm
Impresión 3d tiempos Para la
propuesta la
cantidad
esta entre
100 y 150
gramos
$5 HORA
Impresión
ABS; $3
material
genérico.
Para la órtesis de mano completa se requiere un
aproximado de 10,87 horas y para muñeca un
aproximado de 8,28 horas con los soportes
necesarios, base y calidad alta. El tiempo cambiara
de acuerdo con los soportes, calidad y la adición o
no de base.
Recursos humanos 1 solo
operario
Costo
diseño $15 hora
El actual proceso de fabricación de órtesis estática
para miembro superior cuenta con algunos recursos humanos, como toma de medida, moldes de yeso,
proceso de temoformado, de corte y aplicación del
velcro. Con el proceso de impresión 3d se necesita
de un operario al cual se le suma el tiempo muerto
durante la impresión.
Costo El cartucho de ABS de 1 KG tiene capacidad para la impresión de 7 hasta 8
piezas completas, y su costo genérico representa los $40. Significando un valor
de $5 por elemento. El cartucho original en el mercado representa un valor de
$120 significando un valor de $15. A esto se le suma las horas de impresión
generando un valor promedio de $25 a $38 Órtesis para mano completa. $12 a
$15 Órtesis para muñeca. Sin embargo para el paciente este costo es gratuito.
Fuente: Elaboración Propia
127
El costo depende de las dimensiones de impresión, soporte que el encargado de
impresión considere y el precio de impresión. Para el primer elemento de Órtesis de mano
ocupa una cantidad de 80 a 110 gr y la Órtesis de muñeca una cantidad de 31 a 40 gr. El
primero arroja un tiempo de impresión de aproximadamente 9 horas con soporte y las otras 7
horas con soporte. La entrega al paciente por parte del taller Centro de Rehabilitación integral
N°1 no tiene costo.
128
CAPITULO V – CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
Se diseñò una órtesis estática para miembro superior para el tratamiento de
rehabilitación por trauma o hemiplejía por mano espástica, aplicando el proceso de
manufactura aditiva de Impresión 3D en el Taller del Centro de Rehabilitación Integral
Especializado N°1; Su diseño y confección es un complemento en la rehabilitación
indispensable, centrándose en las órtesis estáticas. La aplicación del proceso de diseño fue
aceptable por la toma de requerimientos y por el análisis funcional estático que recomienda
que la pieza completa sea única en su impresión sólida.
Se estudió el proceso y elementos teóricos para la rehabilitación en patología
traumatológica o lesión neurológica como la hemiplejía en miembro superior los cuales
determinan que las complicaciones traumatológicas en miembros superiores es un problema
no solo para el paciente, sino para el profesional en el área de rehabilitación pues abarca un
conjunto de condiciones como son el manejo del entorno, principios de ortopedia, manejo y
manipulación de la herramienta. La Interacción con los profesionales del área aplicando
herramientas de diseño, identifico los requerimientos en el uso y confección de Órtesis para
procesos en la rehabilitación de pacientes
El diagnóstico de la gestión de diseño en el Taller fue fundamental para determinar su
estado actual frente a la aplicación de un nuevo proceso de fabricación de elementos
ortopédicos como es el proceso de impresión 3d por FDM. El prototipo es funcional y para la
impresora del taller, su límite son sus dimensiones, por lo que se requirió validar el prototipo
de órtesis completo en la impresora del laboratorio de Prototipos de la carrera de Ingeniería en
129
Diseño Industrial de la Universidad Central del Ecuador. Las órtesis que se logran realizar
para miembro superior y que son fabricados en una sola pieza son las Órtesis estáticas
posicionales miembros superiores, las Órtesis anti espásticas miembros superiores.
En el desarrollo del prototipo de la propuesta de diseño se determinó la validación de
la funcionalidad la cual es la inmovilización estática para articulaciones de los Interfalanges,
metacarpofalángicas, pulgar y radio carpiana muñeca además de la protección post operatorio
para tendones flexores o estructuras internas dañadas en recuperación. Se Consideró los 20 a
30 grados de extensión muñeca, la flexión metacarpofalángica hasta 160 grados hacia
interfalángicas en extensión; y 90grados hacia interfalángicas distales con 15 grados de
flexión además del pulgar en abducción. La posición funcional de la órteis estática previene y
minimiza los efectos negativos de la inmovilización prolongada, como pueden ser las
deformidades debidas a una mala posición que mantiene durante mucho tiempo. Para
mantener una posición correcta se dispone tiras de velcro como sistemas de sujeción. De
acuerdo a la estrategia de ecodiseño recomienda el uso de elementos disponibles, nueva
tecnología que reduzca el impacto y uso de recursos, así como la identificación del material.
Se recomienda que su diseño para su recuperación sea adaptable.
La metodología aplicada tuvo a una traducción efectiva del requerimiento del cliente,
en este caso los pacientes con traumatología en la mano, además que el análisis descriptivo en
base a fuentes de información y teoría, permitieron la correcta comunicación con
profesionales de áreas para la definición de las hojas de Especificación. La tecnología CAD
ha generado un gran aporte a todas las necesidades de la manufactura aditiva como el
mejoramiento de criterios de selección de material, simulación, así como aspectos
personalizados de formas complejas, que aporten.
130
Adicionalmente la matriz morfológica determina que para casos de hemiplejía se
aplique la función de sujeción dorsal en fin de proteger las articulaciones y pliegues palmares
y protección de la bóveda en fin de rehabilitar la mano espástica. La importancia del diseño en
una órtesis es adaptable debido a que la mayoría que se ofertan en el mercado no son
accesibles y las prefabricadas presentan problemas durante su elaboración y posiciones de
acuerdo con la prescripción médica. Además, resaltan la personalización de las férulas, debido
a la inclusión que eso genera en el paciente. La adaptabilidad que puede aportar la tecnología
CAD para escalar las dimensiones son necesarias sin alterar el diseño.
Los beneficiarios del presente proyecto son los pacientes que hayan sufrido una lesión
en su mano y necesiten un elemento inmovilizador; el personal médico como fisioterapia o
terapia ocupacional quienes trabajan muchas veces con estos elementos en el área de
rehabilitación; y quienes fabrican en este taller resaltando la importancia de la manufactura
aditiva para la realización de prototipos funcionales. Orientados, tendrán comprensión y
empoderamiento de cómo mejorar y traducir las indicaciones del terapeuta ocupacional en los
diseños, gracias a la utilización de la impresora 3d y al diseño CAD; y así un producto de este
taller contribuya en calidad de las necesidades.
131
RECOMENDACIONES
La interacción continua entre el terapeuta ocupacional o la fisioterapia con el
diseñador es indispensable en el éxito de su realización. Es importante interpretar el
requerimiento del cliente para poder traducirlo en especificaciones técnicas del producto. Por
lo cual aplicando la metodología correcta más principios ortopédicos aportaría mejor la
realización del proyecto.
El Diseño es un elemento importante y versátil, pues este en el uso de Tecnología
CAD e Impresión 3d aporta beneficios tanto para la adaptabilidad como la personalización; el
cual, a través de convenios entre instituciones y talleres puede abarcar la necesidad de su uso
y apoyar a la necesidad de desarrollar varios proyectos para diferentes patologías que pueden
presentarse.
El presente trabajo permite ir conociendo diferentes características del área de estudio
y su relación con otras áreas; El ser humano está apto en poner en práctica los conocimientos
adquiridos en diseño de productos industriales y generar respuestas de innovación. El futuro
profesional debe estar preparado a la exigencia que se le presente, al reto de crecer y hacer
crecer hacia la comunidad, de incrementar ideas de productividad e innovación que genere
identidad. El presente trabajo, no solo pretende fortalecer la formación como estudiante y
solucionar un problema en el tratamiento adecuado de paciente con esta patología, sino
generar un aporte de emprendimiento en el sector manufacturero o como referencia para otros
centros que ofrezcan este servicio de impresión aditiva.
132
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PROYECTO INTEGRADOR
INFORME ENTREVISTA
1. INTRODUCCIÓN
El presente informe se ejecuta en base a la entrevista semiestructurada como parte de la
herramienta impartida por la metodología INTI (2011), la cual tiene como objetivo interactuar y
recopilar información de la experiencia y conocimiento de profesionales en el área para el
direccionamiento del proyecto en el punto de diseño estratégico.
En este informe se presenta la entrevista realizada al Ingeniero George Jiménez,
Coordinador del taller de Prótesis y Órtesis del Centro de Rehabilitación Integral Especializado
N° 1; y a la Ingeniera Alexandra Almachi, responsable del manejo de Sistemas 3D del taller. Esta
entrevista se realiza por parte de Carlos Cali Alvarez estudiante de la Universidad Central del
Ecuador.
El propósito de esta entrevista es tener un acercamiento hacia el direccionamiento del
proyecto y concepto de diseño de Órtesis. Se busca identificar y definir aspectos sobre el
elemento, poniendo especial énfasis en su elaboración. Se analizará el tema desde diferentes
ópticas a fin de direccionar la problemática para diseño estratégico e identificar los requerimientos
para la metodología QFD (2008).
2. INFORMACIÓN INSTITUCIÓN
Nombre de institución: Taller de Prótesis y Órtesis del Centro de Rehabilitación Integral
Especializado N° 1
Tipo de Establecimiento: Centro Especializado
Dirección: Conocoto Cdla. del Niño Av. Jaime Roldós Aguilera y transversal n 5
Visión: Convertir a la Institución en un centro de Tercer Nivel, tomando como referencia
el Acuerdo Ministerial número 00001203, donde se cita a los establecimientos de
servicios de salud y se los clasifica por el nivel de atención y de acuerdo a su capacidad
resolutiva.
Misión: Garantizar y brindar la atención oportuna en el manejo Integral en Rehabilitación
con el fin de recuperar el máximo de funcionalidad, independencia y autonomía que logre
mejorar la calidad de vida y desarrolle el máximo potencial de las personas con
Discapacidad
Contacto: 2345193 Coordinación CRIE N°1
3. MEDIOS DE REGISTRO
El registro de esta actividad fue presencial debido a protocolos de la Institución, con el
debido permiso al Director Distrital de Salud 17D08, Ing. Luis Martínez, siguiendo un esquema
PROYECTO INTEGRADOR
de preguntas que se dieron a conocer previamente a los entrevistados, con el fin
de proporcionar la explicación de puntos sobre Órtesis y su elaboración.
La información recopilada es analizada y registrada en el presente documento escrito en
lista de ideas para un posterior desarrollo del proyecto.
4. OBSERVACIÓN DE LA ENTREVISTA
Se aplicó una entrevista semiestructurada de forma planificada y respuestas a la
disposición de los entrevistados.
Clima de la entrevista: La entrevista se dio en un clima grato y sociable, con plena
disposición de los entrevistados en responder abiertamente.
Espacio físico: El espacio físico fue en el Taller de Prótesis y Órtesis, en el área de
Sistemas 3D de tamaño mediano acogedora.
Aspectos conductuales: La entrevista se mostró sociable y dispuesta a responder las
preguntas además de compartir ideas según su experiencia.
5. ENTREVISTA- TRANSCRIPCIÓN
Se realiza esta entrevista sobre el tema de Órtesis y su elaboración para una extremidad del cuerpo
por causas traumatológicas. Previa a la presentación de los participantes se procede con el
seguimiento a las preguntas.
PREGUNTA N°1
¿Qué opina sobre los elementos de Órtesis que existe actualmente?
Ing. Alexandra Almachi: Se puede percibir que existen muchos tipos de órtesis de diferentes
marcas para diferentes partes del cuerpo dependiendo de la patología. Estas suelen ser no
adaptadas por ser extranjeras y la mayoría son inaccesibles económicamente para los pacientes.
PREGUNTA N°2
¿Qué problemas considera Usted que podría existir en el tratamiento del paciente de
acuerdo con la elaboración de la Órtesis?
Ing. George Jiménez: El principal problema que puede existir es el mal proceso de recuperación
del paciente, que se puede percibir por sus medidas y posición incorrectas. Dependiendo si estas
órtesis son fijas o dinámicas, sus especificaciones deben ser argumentadas con el especialista
médico.
PREGUNTA N°3
¿Considera que debe ser un diseño apropiado para cada patología que tenga el paciente?
PROYECTO INTEGRADOR
Ing. Alexandra Almachi: Por supuesto, como se mencionó antes, estas
especificaciones deben ser suscritas por el médico. La órtesis más utilizada en una rehabilitación
son las de tipo fijas, después de una cirugía o reposo, no siempre se encuentran con las medidas
y ajuste necesario.
PREGUNTA N°4
¿Qué opina Usted sobre el mal diseño del elemento de Órtesis en la mano del paciente?
Ing. Alexandra Almachi: Sería un problema que el elemento no sea el adecuado, por lo que, en
el taller de Prótesis y órtesis, el proceso para realizarlo es sacando un molde a base de yeso y
polipropileno de acuerdo al paciente que lo requiera. Este proceso toma su tiempo, por tomar
como ejemplo las Órtesis para miembro inferior. Para el caso de miembro superior sería necesario
contar un diseño que cumpla con los requisitos en los cuales no se han presentado y en los que se
puede aplicar nueva tecnología como impresión 3d para reducir el tiempo de proceso. El proceso
para Prótesis y Órtesis en general tarda entre 5 a 15 horas, el tiempo de entrega actual es de 2
meses dependiendo del requisito en los cuales los elementos más relevantes es el de Órtesis de
calzado. Parta miembro superior no se ha presentado un patrón.
PREGUNTA N°5
¿Qué beneficios considera Usted que tiene la aplicación de la tecnología CAD en el
diseño de Órtesis, tanto para el paciente como para la institución?
Ing. George Jiménez: Este permite crear Órtesis y prótesis a partir de un modelo 3d asistido
por un programa informático que puede modificarse de acuerdo con la necesidad, lo que
ayuda a que al elemento se cree con alta precisión y calidad. Uno de los benéficos es el tiempo
y recurso que se ahorra en su elaboración. El taller cuenta con equipos de dicha tecnología
que pueden ser impresos en la Sindoh y próximamente con un scanner 3d, proporcionado por
la empresa BKB maquinaria.
Durante el año 2017 se realizaron 38 Órtesis para miembro superior de manera manual a base
de yeso y polipropilenos que, como se mencionó antes, puede reducir el tiempo aplicando
esta tecnología. Este sería un beneficio para el paciente en su adquisición, debido a que una
impresión con un rollo completo puede sacar más piezas y su costo es mucho más bajo. Otra
ventaja es el bajo peso del material y excelente soporte, de acuerdo con el mallado del
elemento, además que se puede obtener escalas más exactas.
PREGUNTA N°6
¿Qué requisitos fundamentales considera que debería tener su diseño?
Ing. George Jiménez: Bueno, uno de los requisitos es que sea riguroso y mantenga la posición
correcta de recuperación como en los dedos, estos se pueden ajustar con material velcro.
PROYECTO INTEGRADOR
Ing. Alexandra Almachi: Otro de las opciones a considerar es que los diseños
puedan ser personalizados a la vez que sea adaptable al paciente.
¡Listo muchísimas gracias, un gusto!
Ing. George Jiménez: A la orden. ¡Y un gusto!
6. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN
El Taller del Centro de Rehabilitación Integral Especializado N° 1 elabora dispositivos de
movilidad y fisioterapia en forma manual contando con la aplicación de tecnología apropiada que
pueden presentan calidad en su producción para una rehabilitación física adecuada. Ante la
situación planteada el departamento de Rehabilitación del Hospital del Trabajador (ACHS)
(2011) añade que:
“Los elementos terapéuticos no escapan a las modas y a los afectos de las propuestas
comerciales(…) se presentan ofertas de Órtesis que a primera instancia son algo atractivo y
accesible, sin embargo sin una evaluación clínica rigurosa puede cometer errores como la
complejidad de la situación del paciente (…) tan importante como el buen diseño y confección
de la Órtesis, es lograr que el usuario interiorice y siga las indicaciones de uso y cuidados”
(p.19).
Corroborando con la idea anterior, tal como lo menciona Coppard y Lohman (1996) “el
diseño de una Órtesis debe basarse en principios científicos, mientras que su fabricación requiere
soluciones creativas a los problemas (…) el diseño de una Órtesis solo está limitado por la
creatividad” (p.3 y p.17). En conclusión, se requiere un diseño de Órtesis en base a los
conocimientos relacionados a la ergonomía, principios de ortopedia, características físicas,
anatómicas, fisiológicas y biomecánicas del paciente, mediante aplicaciones tecnológicas y la
rehabilitación que se enfoca en proceso de recuperación del paciente en un tiempo determinado.
Entre la información recopilada con relación a los colaboradores se mencionó que la
institución se centra en solucionar y proponer soluciones que sean beneficiosas al servicio de los
pacientes.
7. Lista de Ideas para QFD
Lista de Ideas de la Voz del Cliente “Que´s”
Que sea personalizado
Que sea accesible económicamente
Que se ahorre tiempo y recurso de elaboración
Que sea menos pesado
Que sea resistente al impacto
Que sea cómoda
Que se pueda adaptar
PROYECTO INTEGRADOR
Imagen 1. Entrevista usuarios lideres CRIEN°1
8. CONCLUSIONES
Se cumplieron los objetivos de esta entrevista debido que se logró interactuar a
profesionales sobre el tema, además de proporcionar la información necesaria para la
metodología QFD a través del registro de un brainstorming.
La institución proporciona herramientas que permiten la elaboración de correctos
elementos ortopédicos. En vista de no contar con un diseño patrón para el desarrollo de
Órtesis de miembros superiores, no se aplicado el uso de la impresora 3D para este
proceso, siendo una oportunidad para presentar la propuesta.
Esta tecnología persigue el objetivo de contribuir a crear elementos de buena calidad o
reforzarlos, así como lograr producir piezas en menor tiempo y personalizables.
La institución fomenta la solución de propuestas en beneficios de los discapacitados en
mejora de su calidad de vida.
9. RECOMENDACIONES
Según los entrevistado, a este taller no se le ha dado el uso correspondiente de la
impresión 3d para solventar la necesidad en el caso de miembro superior, advirtiendo que
es un quebranto de tiempo y una forma de no mejorar los procesos industriales, ya que se
lograría producir piezas en menor tiempo y de mejor calidad.
PROYECTO INTEGRADOR
La correcta comunicación entre conocimientos de ortopedia y fabricación
del material permitirán direccionar mejor el diseño y su concepto a través del registro de
un brainstorming.
Es importante una correcta traducción de las especificaciones entre el ortopedista y el
diseñador a la hora de fabricarlo por lo cual, en el presente proyecto, se pretende aplicar
una metodología de diseño.
FOCUS GROUP
INTRODUCCIÓN
La realización de este proyecto tiene como objetivo principal interactuar los
requerimientos sobre elementos de Órtesis de miembro superior, su elaboración como
elemento de rehabilitación y sobre la aplicación de tecnología CAD e impresión 3d; de ésta
manera tener resultados positivos de la investigación, además de conocer los factores que
inciden para escoger un elemento correcto en la rehabilitación del miembro superior por
traumatología.
OBJETIVOS DE LA REALIZACIÓN
El propósito de este Focus es tener un acercamiento hacia el concepto de diseño de
Órtesis dentro del punto de vista de la terapia ocupacional, fisioterapia y su elaboración. A lo
largo del trabajo se pretende interactuar, identificar y definir aspectos sobre el elemento,
poniendo énfasis en la posición correcta de la extremidad superior y principios ortopédicos
para su rehabilitación.
Se analizará el tema desde diferentes ópticas a fin de direccionar la problemática, para
el diseño estratégico del proyecto e identificar los requerimientos para la mitología QFD(2008).
IDENTIFICACIÓN DE GRUPOS Y ROLES
Se realizará un Focus Group con la colaboración de profesionales en el área de terapia
ocupacional y fisioterapia dentro del Área del Servicio de Medicina Física y Rehabilitación del
Hospital General Provincial Pablo Arturo Suarez de la ciudad de Quito. Para poder dar a
conocer las ideas presentadas se tomó como moderador a Carlos Cali Alvarez que es el
PROYECTO INTEGRADOR
encargado de dar a conocer las preguntas antes planteadas y soporte en el
planteamiento de las preguntas para que el evento llegue a tener éxito. El moderador describe
el alcance del proyecto, lleva la conversación entre los integrantes del Focus Group, no emite
su opinión del tema y procura obtener el máximo de ideas (brainstorming).
El registro de esta actividad es presencial debido a protocolos de la Institución, con el debido
permiso del Dr. Alex Robalino, Gerente General de la Institución y al Departamento de
Docencia del Hospital Pablo Arturo Suarez.
Siguiendo una pauta de preguntas, que se da a conocer previamente al grupo, para
proporcionar la explicación de puntos sobre Órtesis y elaboración. La información recopilada
es analizada y registrada en el presente documento escrito en lista de ideas (brainstroming)
para el posterior punto del desarrollo del proyecto.
GUÍA DE PREGUNTAS
Todas las ideas y respuestas que se expresan deberán ser anotadas en una lista en presencia
de todos, en forma de resumen y se especifica que las respuestas son confidenciales, que no
tengan orientaciones subjetivas y que realmente se debatan los puntos de vista.
Para comenzar se realizará la presentación de quienes conforma el grupo y una presentación
individual de cada participante; el Focus Group se desarrollará de forma amena, en donde se
plantea preguntas introductorias sobre el tema y preguntas en relación al tema de interés para
poder identificar sus puntos de vista y conocer sus ideas; finalmente se realizará una lista de
ideas (brainstromirng) de los factores que consideren más importantes.
Introductorias:
• ¿Cuáles son sus ocupaciones?
• ¿Cuál sería el lugar ideal para la rehabilitación de pacientes? ¿Por qué?
• ¿Cuáles son los recursos que consideran importantes para tratar a un paciente
que ha sufrido trauma ?
PROYECTO INTEGRADOR
• ¿Cuáles han sido su experiencia de trabajar con Órtesis para
extremidades?
• ¿Cuál es la principal necesidad que Ustedes desean cubrir en la elaboración de
Órtesis para extremidad?
• Contenido:
• ¿Qué opinan sobre el proceso de rehabilitación de miembros superiores?
• ¿Qué debería ofrecer una Órtesis cuando se le diagnostica la utilización de esta
al paciente para corregir la postura?
• ¿Cuál es la posición correcta que esta debería tener?
• ¿Cuáles son los principios por tomar en cuenta para diseñar una Órtesis de
miembro superior?
• ¿Qué zonas son importantes tomar en cuenta para la sujeción del miembro
superior?
• ¿Cuáles son las diferencias de una férula anti espástica neurológico y una
traumatológico?
• Según su experiencia, que problemas ha generado el diseño, desarrollo y uso
de trabajar con férulas de esta patología
• Despedida (Explicación del uso de tecnología CAD e impresión 3D):
• Presentar e interpretar el rango de importancia de las listas de ideas
generadas.
PROYECTO INTEGRADOR
MARCO TEÓRICO
Las Órtesis de miembro superior se utilizan para el reposo que puede ser continuo,
corrigiendo deformidades y promoviendo la función de músculos débiles. Sin duda alguna, una
Órtesis inmoviliza el movimiento en alguna articulación o parte del cuerpo obteniendo una
posición y estado fisiológico adecuados para mejorar la función motora y mantener el
equilibrio de la mano. Para Fernández, Ruiz y Sánchez (2010) el diseño y confección de Órtesis
para miembro superior en hemiplejía es un complemento en la rehabilitación. En muchas
ocasiones la palabra férula se utiliza para referirse a los dispositivos que se colocan en
miembro superior siendo un término sinónimo que puede emplearse. “Esto es aplicable para
todo el tratamiento del individuo, aparte de la forma en que la Órtesis facilita las
intervenciones del terapeuta ocupacional” (Turner et al, 2003, p.173).
Siguiendo la misma idea anterior, la Órtesis pueden usarse en una variedad de
enfermedades con diferentes objetivos basándose en principios biomecánico, anatomía y
fisiología. El terapeuta ocupacional debe aportar datos principios que el terapeuta debe seguir
para proveer los instrumentos apropiados en la ejecución ocupacional de una persona, estos
son el manejo del entorno, principios de ortopedia, manejo y manipulación de la herramienta.
(Turner et al, 2003). El diseño y confección de Órtesis para miembro superior en espástica
como la hemiplejía es también un complemento en la rehabilitación. Como lo afirma Turner, se
usa también en enfoques de rehabilitación compensatorio y sensoriomotor/ de neuro
desarrollador. Este último aplicado especialmente para el uso en situaciones espástica como la
hemiplejia por tomar un ejemplo. “Por lo que es importante que el terapeuta tenga
conocimiento básico de los principios de diseño de Órtesis centrándose en primer lugar en las
estáticas” (Turner et al, 2003, p.173).
ELEMENTOS DEL REPORTE FINAL
Tabla Lista de ideas
Lista de Ideas de la Voz del Cliente “Que´s”
Que no tenga grietas y lavable
Que sea firme y deslizable
Que sea liviano
Que sea acolchonable en la presión (pliegues articulaciones)
PROYECTO INTEGRADOR
Que puedan ser estético
Que tenga una buena medida
Correcta posición biomecánica
Que no se deforme
Que mantenga la posición resistente
Que tenga buena fijación
Que se ahorre tiempo de elaboración y personal
Que tenga un beneficio para el paciente
Que no sea prejudicial elaborarlo con menos material
Que sea para casos de trauma o espasticidad que son los más requridos
Ilustración 1. Participantes
CONCLUSIONES
Se interactuó con los profesionales del área e identifico los requerimientos en el uso y
confección de Órtesis para procesos en la rehabilitación de pacientes que han sufrido
trauma en el miembro superior.
La rehabilitación de miembros superiores abarca un conjunto de condiciones como son
el manejo del entorno, principios de ortopedia, manejo y manipulación de la
herramienta.
El diseño y confección de Órtesis para miembro superior es un complemento en la
rehabilitación indispensable, centrándonos en las estáticas.
El conocimiento de principios ortopédicos, fisiología, biomecánica y anatomía son
indispensables para la elaboración de una Órtesis para extremidades.
PROYECTO INTEGRADOR
Los terapeutas ocupacionales han venido realizando su propio elemento
estático con los principios y conocimientos necesarios de manera artesanal utilizando
tuvo PVC o proceso de termoformado el cual tiene sus complicaciones en el proceso de
elaboración, afectando el tiempo y sus condiciones físicas durante su elaboración.
Se ha aclarado la importancia de poder diseñar una férula adaptable debido a que la
mayoría que se ofertan en el mercado no son con medidas y posiciones de acuerdo con
la prescripción médica. Además resaltan la personalización de las férulas que sean
adaptables a la mano, debido a la inclusión que eso genera en el paciente, siempre y
cuando sea fija.
También se afirma que la mayoría de los pacientes no tienen acceso al uso correcto de
férulas por lo que es muy escaso poder satisfacer la elaboración artesanal que realizan
los terapeutas ocupacionales.
RECOMENDACIONES
La interacción continua entre el terapeuta ocupacional o la fisioterapia con el
diseñador es indispensable en el éxito de su realización.
Es importante interpretar el requerimiento del cliente para poder traducirlo en
especificaciones técnicas del producto. Por lo cual aplicando la metodología correcta
más principios ortopédicos aportaría mejor la realización del proyecto.
El uso de Tecnología CAD e impresión 3d es poco conocido de sus beneficios tanto
para la adaptabilidad como la personalización; el cual, a través de convenios entre
instituciones y talleres puede abarcar la necesidad de su uso y apoyar a la necesidad
de adquirirlo.
PROYECTO INTEGRADOR
DIAGNOSTICO DEL DISEÑO EN EL TALLER DEL
CENTRO DE REHABILITACIÓN INTEGRAL
ESPECIALIZADO N°1 CONOCOTO
Cod. OFERTA DE PRODUCTOS
1 ¿CUÁLES SON LAS CARACTERÍSTICAS DE SUS PRODUCTOS?
A Cumplen una necesidad concreta (por ejemplo, sentarse). X
B Se añaden aspectos ligados a mejorar la experiencia de compra.
C Se respetan temas de seguridad, ergonomía, cuidado del ambiente.
D Además, están hechos con materiales y procesos de alta calidad.
2 ¿CÓMO CALIFICARÍA LA OFERTA DE PRODUCTOS DE SU
EMPRESA?
A Altamente diferenciada, con productos innovadores en diferentes
rubros.
B Tradicional, igual a la de otros productores.
C Especializada, ofreciendo productos diferenciados dentro del rubro. X
D Acotada a un rubro, similar a lo que se encuentra en el mercado.
3 ¿A PARTIR DE QUÉ ASPECTOS SE DEFINE LA OFERTA DE
PRODUCTOS?
A Lucir estilizados y a la moda.
B Ser mejores que la competencia.
C Nuestros productos hacen muy bien su trabajo. X
D Abrir nuevos mercados y crear oportunidades.
4 ¿CADA CUÁNTO TIEMPO RENUEVA SUS PRODUCTOS?
A A medida que se detectan necesidades. X
B Cuando la competencia lanza alguna novedad.
C Casi nunca, no lo necesito.
D Continuamente estamos actualizando y mejorando la oferta.
Cod. PRODUCCIÓN
1 ¿CUÁNTOS MATERIALES COMPONEN SUS PRODUCTOS?
A Cumplen una necesidad concreta (por ejemplo, sentarse).
B Se añaden aspectos ligados a mejorar la experiencia de compra.
C Se respetan temas de seguridad, ergonomía, cuidado del ambiente.
D Además, están hechos con materiales y procesos de alta calidad. X
2 ¿CÓMO DEFINIRÍA A LOS PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN?
A Simples, de baja complejidad.
B Se recurre al más apropiado según la necesidad.
C Procesos múltiples de alta complejidad.
D Variados, de mediana complejidad. X
3 ¿CÓMO PRODUCE SU EMPRESA?
A Lucir estilizados y a la moda.
B Ser mejores que la competencia.
C Nuestros productos hacen muy bien su trabajo. X
D Abrir nuevos mercados y crear oportunidades.
4 ¿CADA CUÁNTO TIEMPO RENUEVA SUS PRODUCTOS?
A Fabrico la mayor parte y tercerizo componentes muy específicos.
PROYECTO INTEGRADOR
DIAGNOSTICO DEL DISEÑO EN EL TALLER DEL
CENTRO DE REHABILITACIÓN INTEGRAL
ESPECIALIZADO N°1 CONOCOTO
B Producimos los componentes clave y el resto se terceriza. X
C Se fabrica todo internamente.
D Fuertemente apoyados en una red de proveedores especializados.
Cod. CONOCIMIENTO DEL USUARIO
1 ¿QUÉ ACCIONES REALIZA PARA CONOCER Y REFLEXIONAR
SOBRE SU MERCADO Y SUS CONSUMIDORES?
A Observo a la competencia y escucho al cliente
B Me baso en la experiencia y en la intuición. X
C Me adapto a los movimientos de la competencia.
D Escucho al cliente y utilizo herramientas de análisis de mercado.
2 ¿CÓMO SABE QUÉ PERCEPCIÓN TIENE EL USUARIO DE SU
PRODUCTO?
A No lo sé
B Los sondeos de satisfacción indican que mis clientes son fieles
C Supongo que está conforme porque vuelve a comprar.
D Debe ser buena, porque las quejas son pocas. X
3 ¿QUÉ TIPO DE SERVICIO PREFIEREN SUS CLIENTES?
A El mejor equipo de ventas.
B Brindamos servicios antes, durante y después de la compra.
C Atender de igual modo a todos los que se acercan a consultar.
D El precio más bajo. X
4 ¿CUÁLES SON LOS ATRIBUTOS MÁS VALORADOS POR SUS
CLIENTES?
A Precios bajos y financiación, sumados a una rápida entrega.
B Calidad y variedad, a un precio acorde.
C Calidad y opciones para elegir, con atención personalizada.
D Respuesta a sus necesidades. X
Cod. DISEÑO
1 ¿EN QUÉ CAMPOS DE ACCIÓN SE REALIZAN TAREAS DE DISEÑO
EN SU EMPRESA?
A En productos, comunicación de productos e imagen de la empresa.
B En lo vinculado a nuevos productos o a mejora de los viejos. X
C No diseñamos.
D En los productos y en su comunicación.
2 ¿CÓMO IMPLEMENTA LAS ACTIVIDADES DE DISEÑO?
A A lo largo del proceso de diseño y desarrollo de un nuevo producto. X
B Estilización final del producto.
C Integralmente en productos, comunicación e imagen corporativa.
D Innovando en productos y en su comunicación.
3 ¿QUÉ ÁREA DISEÑA Y DESARROLLA NUEVOS PRODUCTOS?
A Los especialistas propios se apoyan en equipos internos y externos.
B Se resuelve en producción, a partir de pruebas y correcciones. X
PROYECTO INTEGRADOR
DIAGNOSTICO DEL DISEÑO EN EL TALLER DEL
CENTRO DE REHABILITACIÓN INTEGRAL
ESPECIALIZADO N°1 CONOCOTO
C Las capacidades están integradas en toda la empresa.
D Un área especializada, con participación de otras áreas clave.
4 ¿CÓMO SE DEFINEN LOS ASPECTOS VISUALES DE LA
COMUNICACIÓN DE SU EMPRESA?
A No se tienen en cuenta esos aspectos. X
B Según el manual de identidad gráfica, hecho por profesionales.
C Soluciones puntuales a los problemas que van surgiendo.
D Imitando o reaccionando frente a lo que hace la competencia.
Cod. INNOVACIÓN
1 ¿CUÁLES SON LOS FACTORES QUE HACEN QUE DESARROLLE
NUEVOS PRODUCTOS?
A La existencia de algún defecto, o para bajar costos.
B Crear productos que no habían existido antes.
C Nuevas tecnologías, nuevos usos y optimización de la calidad. X
D Mejorar el desempeño y el precio de los productos en plaza
2 ¿CUÁL ES EL ASPECTO QUE DIFERENCIA A SUS PRODUCTOS?
A Siempre estamos tratando de ponernos al día.
B Frente a cada lanzamiento, rápidamente nos copian.
C Competimos por precio. El producto se convierte en “commodity”. X
D Estar por delante nos permite ver primero las nuevas oportunidades.
3 ¿CUÁL ES LA ESTRATEGIA PARA LANZAR NUEVOS PRODUCTOS?
A Ocupar los espacios descuidados por los líderes.
B No es necesario lanzar nuevos productos.
C Dominar el mercado, lanzando continuamente nuevos productos.
D Esperar que ofrecen los líderes. X
4 ¿CUÁLES SON SUS FUENTES DE INFORMACIÓN PARA GENERAR
NUEVOS PRODUCTOS?
A Hacemos acciones que tienden a adelantarse a los hechos. Somos
proactivos.
B Los pedidos puntuales de los clientes. X
C Las tendencias estéticas, tecnológicas, socioculturales, éticas.
D Los clientes y el análisis de la competencia.
Cod. CALIDAD PERCIBIDA
1 ¿EN QUÉ ASPECTOS CONSIDERA QUE SUS CLIENTES PERCIBEN LA
CALIDAD DE SUS PRODUCTOS?
A En todas las acciones de la empresa. X
B Buenos materiales, buenas terminaciones, son productos duraderos.
C Mis clientes buscan precio, no calidad.
D Buena respuesta a sus necesidades, con respaldo de la empresa.
2 ¿EN QUÉ MOMENTOS CONSIDERA QUE SUS CLIENTES PERCIBEN
LA CALIDAD?
A Al usarlos. X
PROYECTO INTEGRADOR
DIAGNOSTICO DEL DISEÑO EN EL TALLER DEL
CENTRO DE REHABILITACIÓN INTEGRAL
ESPECIALIZADO N°1 CONOCOTO
B Al usarlos y al comprarlos.
C Al tomar contacto con la empresa, sus productos y su comunicación.
D En la compra, antes de la compra y durante el uso.
3 ¿CON QUÉ ELEMENTOS CONSIDERA QUE SE CONFORMA LA
CALIDAD PERCIBIDA?
A Diseño, servicios a los usuarios y prevención de fallas. X
B Control sobre materiales y procesos de fabricación.
C Con los materiales utilizados y el oficio de los trabajadores.
D Respeto y responsabilidad con los suyos, el usuario y la comunidad.
4 ¿QUÉ MOTIVA LA CONSTRUCCIÓN DE LA CALIDAD?
A La presión de la competencia y las regulaciones.
B El respeto por el cliente.
C No es un tema prioritario.
D Compromiso con los usuarios y la comunidad. X
Cod. SUSTENTABILIDAD
1 ¿QUÉ ASPECTOS DE SEGURIDAD CONSIDERA AL DISEÑAR UN
PRODUCTO?
A Salud y seguridad laboral, del usuario al usar el producto y
condiciones de trabajo de los empleados de mis proveedores.
X
B Salud, seguridad laboral y del usuario al utilizar el producto
C Salud y seguridad del usuario al utilizar el producto
D Por el tipo de producto que diseño lo importante es considerar
aspectos ergonómicos.
2 ¿CÓMO CUIDA DE EVITAR LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL AL
DISEÑAR UN PRODUCTO?
A Tengo un sistema de gestión ambiental certificado (ISO 14001).
B Diseño productos que no liberan sustancias tóxicas (incluyen los
gases de combustión), y que no necesitan usar sustancias químicas
peligrosas para su mantenimiento.
C Tengo la precaución de que el proceso de fabricación elegido
contamine lo menos posible.
X
D Los residuos de fábrica se los llevan los cartoneros.
3 ¿QUÉ RELACIÓN TIENEN CON LA COMUNIDAD?
A Trabajamos asociados a pequeños productores locales, la mayoría de
nuestros empleados viven cerca.
X
B Invertimos en educación y eventos culturales de la comunidad local
C Somos una fábrica más en la zona.
D Tenemos denuncias por cuestiones laborales y/o ambientales.
4 ¿CUÁL ES EL MARCO NORMATIVO QUE CONSIDERA AL
DISEÑAR UN PRODUCTO?
A Leyes y reglamentaciones ambientales, de seguridad e higiene en el
trabajo, habilitaciones municipales.
X
PROYECTO INTEGRADOR
DIAGNOSTICO DEL DISEÑO EN EL TALLER DEL
CENTRO DE REHABILITACIÓN INTEGRAL
ESPECIALIZADO N°1 CONOCOTO
B Leyes y reglamentaciones de seguridad e higiene en el trabajo.
C Leyes y reglamentaciones ambientales.
D Tengo un asesor que se encarga de estas cuestiones.
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TABLAS
DETECCIÓN
Moderadamente Alto 7 La probabilidad moderado alta de que el control del diseño detectará una causa potencial del incidente o del modo de fallo subsecuente
Moderado 6 La probabilidad moderada de que el control del diseño detectará una causa potencial del incidente o del modo de fallo subsecuente
Bajo 5 La probabilidad baja el control del diseño detectará un potencial Causa del incidente o del modo de fallo subsecuente
Muy Bajo 4 La probabilidad muy baja el control del diseño detectará un potencial Causa del incidente o del modo de fallo subsecuente
OCURRENCIA
SEVERIDA
D
PROBABILIDAD DEL INCIDENTE % DE
AVERÍAS FILA
Alerta peligrosa 10
Alto: Incidentes repetitivos 1 en 10 8
1 en 20 7 Peligroso; con
alarma 9
Moderado: Incidentes ocasionales
1 en 40 6 1 en 60 5 Muy Arriba 8 1 en 80 4
Bajo: Relativamente pocos incidentes
1 en 100 3 Bajo 5 1 en 120 2
Muy Bajo 4
De menor
importancia 3
Check list especificaciones AMEFD
PREGUNTA SI NO COMENTARIOS
1 ¿Fue el DFMEA preparados
usando Análisis del Modo de
Falla y sus Efectos, y es
aplicable a los requerimientos
específicos del cliente
X Se preparó en base al requerimiento de
las hojas de especificaciones.
2 ¿Han sido revisados los datos
históricos de campañas y
garantía?
X
3 ¿Han sido considerados los
DFMEA de partes similares, las
mejores prácticas?
X
4 ¿Identifica el DFMEA las
características especiales?
X Se tomaron en cuenta algunas de las
características especiales ya que el fallo
de estas dependerá el éxito del
producto.
5 ¿Han sido identificadas y
revisadas las características
especiales con los proveedores
afectados controles apropiados
en la base de suministro?
X
6 ¿Han sido revisadas las
características especiales
designadas por el cliente o por
la organización con los
proveedores afectados para
asegurar cumplimento?
X
7 ¿Han sido identificadas las
características designadas que
afectan la prioridad de alto
riesgo del modo de falla?
X Se realizó un análisis de las acciones
correctivas más opcionales de acuerdo
con los efectos que generan
8 ¿Han sido asignadas las
acciones correctivas apropiadas
para los números prioritarios de
alto riesgo?
X se realizó las acciones correctivas
apropiadas
9 ¿Han sido asignadas las
acciones correctivas apropiadas
para los números de alta
severidad?
X Se realizó acciones correctivas pero
el efecto es mínimo ya que el mayor
impacto se tendrá con acciones
correctivas en el proceso de
impresión
10 ¿Han sido revisadas las
prioridades de riesgo cuando se
han completado y verificado las
acciones correctivas?
X Fueron revisadas y evaluadas por lo
que se analizó las medidas
correctivas
Fuente: Elaboración Propia
Check list especificaciones AMEFD
Cliente o parte Interna No. Nivel de Revisión
PREGUNTA SI NO N/A COMENTARIOS/ACCIÓN
REQUERIDA
1 ¿Fue el DFMEA preparados
usando Análisis del Modo de
Falla y sus Efectos, y es
aplicable a los requerimientos
específicos del cliente
X Se preparó en base al
requerimiento de las hojas de
especificaciones.
2 ¿Han sido revisados los datos
históricos de campañas y
garantía?
X
3 ¿Han sido considerados los
DFMEA de partes similares,
las mejores prácticas?
X
4 ¿Identifica el DFMEA las
características especiales?
X Se tomaron en cuenta algunas de
las características especiales ya
que el fallo de estas dependerá
el éxito del producto.
5 ¿Han sido identificadas y
revisadas las características
especiales con los proveedores
afectados controles apropiados
en la base de suministro?
X
6 ¿Han sido revisadas las
características especiales
designadas por el cliente o por
la organización con los
proveedores afectados para
asegurar cumplimento?
X
7 ¿Han sido identificadas las
características designadas que
afectan la prioridad de alto
riesgo del modo de falla?
X Se realizó un análisis de las
acciones correctivas más
opcionales de acuerdo con los
efectos que generan
8 ¿Han sido asignadas las
acciones correctivas
apropiadas para los números
prioritarios de alto riesgo?
X se realizó las acciones
correctivas apropiadas
9 ¿Han sido asignadas las
acciones correctivas
apropiadas para los números
de alta severidad?
X Se realizó acciones correctivas
pero el efecto es mínimo ya que
el mayor impacto se tendrá con
acciones correctivas en el
proceso de impresión
10 ¿Han sido revisadas las
prioridades de riesgo cuando
se han completado y verificado
las acciones correctivas?
X Fueron revisadas y evaluadas por
lo que se analizó las medidas
correctivas
Fuente: Elaboración Propia