Ciencias de la Ingeniería

Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)

pj─255─ci Vehículo eléctrico de 2 posiciones para personas que han perdido la movilidad en las piernas.

Asesor: MARISA CALLE MONROY

Equipo [ ]: Frida Alexia Hernández Mendoza() , Dante Emiliano Navarrete Yañez() , Zoe Fernanda Santillán Castro(2o Cozumel)

Resumen

En México hay 5 millones de personas con discapacidad. El sistema nervioso central comprende el cerebro y la médula espinal. La médula espinal compuesta de tejido blando rodeada de huesos (vértebras) se extiende la base del cerebro hacia abajo y está compuesta de neuronas y grupos de nervios llamados ‘’vías’’ los cuales llegan a diferentes partes del cuerpo; una lesión traumática de la columna vertebral, disloque, aplaste o comprima una o más vértebras causando parálisis, muchos científicos creen que algún día será posible reparar las lesiones de la médula espinal. Las personas que sufren alguna discapacidad tienen muchas dificultades o limitación en su vida diaria y si bien no podemos apoyar a las personas con este tipo de lesiones al resolver todos los problemas a los que se enfrentan en su día a día creemos que podemos ayudarles a lograr una mayor y mejor movilidad mediante un vehículo eléctrico que les permita transportarse de un lugar a otro además de que este vehículo les permitirá también tomar una posición erguida con la que podrán alcanzar una mayor independencia al llegar a los objetos que no están a su alcance si permanecen sentados.  Es por eso que desarrollamos un vehículo de dos posiciones que esperamos que ayude a mejorar la calidad de vida de las personas que no cuentan con movilidad en las piernas contribuyen de también lograr una mayor inclusión a la sociedad.  

 

Pregunta de Investigación

¿Cómo desarrollar un vehículo de dos posiciones que nos permita mantener la estabilidad en las personas que no cuentes con la movilidad necesaria en las piernas?

Planteamiento del Problema

Para la realización de este prototipo contamos con algunos problemas que enfrentan las personas con discapacidad.

*INDEPENDENCIA

Muchas veces las personas que no pueden mover sus extremidades inferiores deben permanecer sentadas en una silla de ruedas y dependen de otras personas para alcanzar objetos que se encuentran en lugares altos o para realizar tareas sencillas como cocinar, lavar platos, limpiar ventanas, pintar paredes, etc.

*MOVILIDAD

Cuando desarrollamos un vehículo eléctrico, creemos que podemos otorgar a las personas con discapacidades una mayor autonomía para moverse de un lugar a otro, no solo dentro de su hogar, sino también en carreteras públicas, centros comerciales, etc., con menos esfuerzo.

*ACTITUD

Lograr elevar la estima elfa de las personas con discapacidad para tener mayor independencia física.

Antecedentes

En México existen 5, 739,270 personas con algún tipo de discapacidad, según el Censo de población y vivienda del INEGI.

 

El sistema nervioso central comprende el cerebro y la médula espinal. La médula espinal, compuesta de tejido blando y rodeada de huesos (vértebras), se extiende desde la base del cerebro hacia abajo y está compuesta de neuronas y grupos de nervios llamados «vías», las cuales llegan hasta diferentes partes del cuerpo. El extremo inferior de la médula espinal termina un poco antes de la cintura en la región llamada «cono terminal». Debajo de esta región, se encuentra un grupo de raíces nerviosas llamado «cola de caballo». Las vías de la médula espinal transmiten mensajes entre el cerebro y el resto del cuerpo. Las vías motoras transmiten señales desde el cerebro para controlar el movimiento de los músculos. Las vías sensoriales transmiten señales, desde las partes del cuerpo hacia el cerebro, relacionadas con el calor, el frío, la presión, el dolor y la posición de las extremidades.

Las lesiones de la médula espinal pueden producirse por el daño a las vértebras, los ligamentos o los discos de la columna vertebral, o a la misma médula espinal. Una lesión traumática de la médula espinal puede originarse a raíz de un golpe traumático y repentino a la columna vertebral que fracture, disloque, aplaste o comprima una o más vértebras. También puede producirse por una herida de arma de fuego o con un cuchillo que penetre y corte la médula espinal. Generalmente, se producen daños adicionales después de días o semanas debido al sangrado, a la inflamación y a la acumulación de líquido en la médula espinal y a su alrededor. Una lesión no traumática de la médula espinal puede ser causada por artritis, cáncer, inflamación, infecciones o degeneración de los discos de la columna vertebral.

 

La pérdida de la función muscular se presenta cuando un músculo no trabaja ni se mueve normalmente. El término médico para la pérdida completa de la función muscular es parálisis.

La pérdida de la función muscular puede ser causada por:

  • Una enfermedad del músculo en sí (miopatía)
  • Una enfermedad del área en la que se encuentran el músculo y el nervio (unión neuromuscular)
  • Una enfermedad del sistema nervioso: daño a nervios (neuropatía), lesión de la médula espinal (mielopatía) o daño cerebral (accidente cerebrovascular u otra lesión cerebral)

 

La pérdida de la función muscular después de este tipo de eventos puede ser grave, en algunos casos, es posible que la fuerza muscular no se recupere por completo, aun después del tratamiento. La parálisis puede ser temporal o permanente y puede afectar un área pequeña (localizada) o extensa (generalizada). Puede afectar un solo lado (unilateral) o ambos lados (bilateral).

La capacidad para controlar las extremidades después de una lesión de la médula espinal depende de dos factores: el lugar de la lesión a lo largo de la médula espinal y la gravedad de la lesión.

La parte inferior de la médula espinal que se encuentra en estado normal se denomina «nivel neurológico de la lesión». La gravedad de la lesión suele llamarse «integridad» y se clasifica de alguna de las siguientes formas:

  • Completa. Si toda la sensación (función sensorial) y toda la capacidad para controlar el movimiento (función motora) se pierden por debajo de la lesión de la médula espinal, la lesión se denomina «completa».
  • Incompleta. Si tienes cierta actividad motora o sensorial debajo de la zona afectada, la lesión se denomina «incompleta». Hay diferentes grados de lesión incompleta.

Además, la parálisis causada por una lesión de la médula espinal puede denominarse:

  • Tetraplejia. También denominada «cuadriplejia», esto significa que los brazos, las manos, el tronco, las piernas y los órganos pélvicos se encuentran todos afectados por tu lesión de la médula espinal.
  • Paraplejia. Esta parálisis afecta la totalidad o parte del tronco, las piernas y los órganos pélvicos.

 

Las lesiones de médula espinal de cualquier tipo pueden provocar uno o más de los siguientes signos y síntomas:

  • Pérdida de movimiento
  • Pérdida o alteración de la sensibilidad, como la capacidad de sentir calor y frío, y el tacto
  • Pérdida del control intestinal o de la vejiga
  • Espasmos o reflejos exagerados
  • Cambios en la función sexual, en la sensibilidad sexual y en la fertilidad
  • Dolor o una sensación de ardor intenso causada por el daño en las fibras nerviosas de la médula espinal
  • Dificultad para respirar, toser o eliminar las secreciones de los pulmones

 

Una lesión de la médula espinal (daño en alguna parte de la médula espinal o en los nervios del extremo del conducto vertebral, conocidos como «cola de caballo») a menudo causa cambios permanentes en la fortaleza, la sensibilidad y otras funciones corporales debajo del sitio de la lesión.

Si alguien ha sufrido una lesión de la médula espinal, se pueden afectar todos los aspectos de la vida. Es posible que sientan los efectos de la lesión a nivel mental, emocional y social.

Muchos científicos son optimistas en cuanto a que los avances en investigación algún día harán que sea posible la reparación de las lesiones de la médula espinal. En todo el mundo hay estudios de investigación en curso. Mientras tanto, los tratamientos y la rehabilitación les permiten a muchas personas que padecen lesiones de la médula espinal llevar una vida productiva e independiente.

Algunos de los signos y síntomas de urgencia de una lesión de la médula espinal después de un accidente pueden comprender:

  • Dolor de espalda intenso o presión en el cuello, la cabeza o la espalda
  • Debilidad, descoordinación o parálisis en cualquier parte del cuerpo
  • Entumecimiento, hormigueo o pérdida de sensibilidad en las manos, los dedos, los pies o los dedos de los pies
  • Pérdida del control de la vejiga o de los intestinos
  • Dificultad para mantener el equilibrio y caminar
  • Insuficiencia respiratoria luego de la lesión
  • Posición extraña o torcida del cuello o la espalda

Las causas más frecuentes de lesiones de médula espinal en los Estados Unidos son las siguientes:

  • Accidentes automovilísticos. Los accidentes de automóviles y motocicletas son la principal causa de lesiones de médula espinal y representan casi la mitad de las lesiones de médula espinal que se producen por año.
  • Caídas. La mayoría de las lesiones de médula espinal que se producen después de los 65 años son consecuencia de una caída. A nivel general, las caídas ocasionan más del 15 por ciento de las lesiones de médula espinal.
  • Actos de violencia. Alrededor del 12 por ciento de las lesiones de médula espinal son consecuencia de encuentros violentos, que, a menudo, implican heridas con un arma de fuego o con un cuchillo.
  • Lesiones al practicar deportes o actividades recreativas. Las actividades deportivas, como los deportes de impacto y el buceo en aguas poco profundas, causan el 10 por ciento de las lesiones de médula espinal, aproximadamente.
  • Alcohol. El consumo de alcohol es un factor en 1 de cada 4 lesiones de médula espinal aproximadamente.
  • Enfermedades. El cáncer, la artritis, la osteoporosis y la inflamación de la médula espinal también pueden causar lesiones de médula espinal.

Aunque una lesión de la médula espinal suele ser el resultado de un accidente y puede sucederle a cualquiera, ciertos factores pueden predisponerte a un mayor riesgo de sufrir una lesión de la médula espinal, entre ellos:

  • Ser hombre. Las lesiones de la médula espinal afectan a una cantidad desproporcionada de hombres. De hecho, en los Estados Unidos, las mujeres representan solo el 20 por ciento de las lesiones traumáticas de la médula espinal.
  • Tener entre 16 y 30 años de edad. Es más probable que sufras una lesión traumática de la médula espinal si tienes entre 16 y 30 años.
  • Tener más de 65 años de edad. Las caídas provocan la mayoría de las lesiones en adultos mayores.
  • Adoptar conductas de riesgo. Zambullirse en aguas muy poco profundas, practicar deportes sin usar el equipo de seguridad adecuado o sin tomar las precauciones adecuadas puede llevar a sufrir lesiones de la médula espinal. Los choques automovilísticos son la causa principal de lesiones de la médula espinal en personas menores de 65 años.
  • Tener un trastorno óseo o articular. Si tienes otro trastorno que afecta los huesos o las articulaciones, como artritis u osteoporosis, una lesión relativamente leve puede provocar una lesión de la médula espinal.

Terapias y cuidados médicos

Ortopedia y terapia del movimiento (kinesoterapia)

Los pacientes parapléjicos pueden necesitar un dispositivo ortopédico dependiendo de sus lesiones, ya que sus vértebras están dañadas y necesitan estabilizarse.

La kinesioterapia es imprescindible para que el paciente mantenga sus músculos fuertes y activos. Los tratamientos se basan especialmente en movimientos, activos o pasivos, de las articulaciones o músculos afectados para recuperar o mejorar su funcionalidad. Existen también otras técnicas centradas en estímulos electrónicos o en contrastes de temperatura en la zona afectada.

Fisioterapia

La misión del fisioterapeuta es fortalecer el músculo y enseñar al paciente a controlarlo y manejarlo de manera autónoma.

Varios estudios han demostrado que existen diferentes técnicas de entrenamiento que ayudan a mejorar el funcionamiento de los brazos y manos a aquellos pacientes que hayan sufrido una lesión en la médula espinal y cervical que les haya causado la tetraplejia. Hay evidencias que sugieren que el entrenamiento dirigido a realizar una tarea concreta (acompañado de una estimulación eléctrica y funcional en caso de que la capacidad de agarre del paciente esté debilitada) es ideal para mejorar la función de las manos. Casi todos los estudios han mostrado una mejoría de las funciones y/o grados de actividad de los brazos y las manos.

Se utilizan técnicas innovadoras como el uso de la estimulación eléctrica funcional de las extremidades inferiores, ciclismo indoor, ejercicio en cinta y estimulación eléctrica durante una caminata para recuperar o mantener la masa muscular en las piernas.

¿Cómo pueden recuperar su autonomía?

Cualquier tetraplejia con una lesión por encima de la vértebra C4 implica el uso diario de una silla de ruedas.

Las sillas de ruedas pueden dividirse en dos grandes grupos: manuales y eléctricas. La elección depende en gran medida del nivel de parálisis del paciente. Por ejemplo, las sillas de ruedas eléctricas suelen ser más adecuadas en caso de una lesión completa. Permiten a la persona conducir la silla a través de mandos y sin esfuerzos. El movimiento de la silla se puede controlar a través de botones, pulsadores, sensores de movimiento situados en la cabeza o mentón, o múltiples posibilidades de joysticks para las distintas necesidades.

La silla de ruedas manual es más adecuada para aquellas personas con tetraplejia que tienen movilidad en brazos y manos, puesto que les permite realizar transferencias y propulsarse. Hoy día, las sillas de ruedas son ligeras y muy manejables, lo que facilita las actividades de la vida cotidiana.

Todas las sillas pueden equiparse con complementos posturales como el reposacabezas, los cojines de posicionamiento y antiescaras, el respaldo ergonómico o los reposapiés. También es posible optar a una silla de ruedas con función de bipedestación.

En el día a día, es conveniente reorganizar aquellos lugares en los que se mueve la persona en situación de discapacidad. Hay muchos accesorios para hacerle la vida más fácil. Existen sillas especiales para la ducha, barras de sujeción para el baño, rampas para los desplazamientos, camas eléctricas, mobiliario adaptado, etc.

Además, la automatización en el hogar ha progresado significativamente y hoy día hay una gran variedad de soluciones que harán la vida más fácil a estas personas: comandos de voz para activar la calefacción, la luz, la apertura o cierre de puertas, etc.

La tetraplejia puede tener formas distintas, pero aún hay un largo camino que recorrer para conseguir que el paciente conserve parte de su autonomía y sea capaz de realizar ciertas actividades de manera independiente.

Objetivo

Desarrollar  un vehículo  eléctrico que permite a personas que han perdido la movilidad  en las piernas  desplazarse  por diferentes lugares  y ayudarles a tomar una posiciones  erguida para lograr así una mayor  independencia  y capacidad para realizar  sus actividades diarias

Justificación

Las personas que sufren discapacidades enfrentan muchas dificultades o limitaciones en la vida cotidiana y, a menudo, existen múltiples barreras que pueden obstaculizar gravemente su desempeño laboral, así como social, familiar, etc. Algunas ploíticas físicas y sociales del transporte.

Si bien no podemos ayudar a las personas con discapacidades a resolver todos los problemas que enfrentan, todos los días creemos que podemos ayudar a lograr una mayor y mejor movilidad a través de un vehículo eléctrico que les permita moverse de un lugar a otro, además de que este vehículo les permite tomar una posición vertical para que puedan alcanzar una mayor independencia cuando alcanzan objetos que no están a su alcance y permanecen sentados

Hipótesis

Si logramos desarrollar  un vehículo  de  dos posiciones que nos permite  la estabilidad  en las personas  entonces ayudaremos  a las personas  que no cuentan con la movilidad en las piernas

Método (materiales y procedimiento)

4 ruedas

1 actuador lineal de 12 volts

1 motor de carrito eléctrico

Luces leds rojas y blancas

2 metros de tubular cuadriculado

1 metro de riel de lámina de acero

2 ejes para llantas

1 asiento

1 respaldo

Un arnés de pecho

Interruptores

Pintura

 

  1. construir una base para montar las llantas, baterías y motor eléctrico con los tubulares de acero, la lámina de acero y los ejes para las llantas

 

  1. conectar las baterías al motor
  2. conectar el motor a las llantas
  3. conectar los interruptores entre las baterías y el motor
  4. conectar las luces leds
  5. sobre la base colocar la plataforma para poner el actuador lineal
  6. construir el asiento plegable con los tubulares de acero y los cojines
  7. conectar la base del asiento plegable con el actuador
  8. colocar el riel en la parte trasera de la base del vehículo y anclar el respaldo en el
  9. colocar el volante en la parte trasera de la base del vehículo ( aqui se colocaran los interruptores para avanzar y retroceder el vehículo)
  10. probar el vehículo y hacer las correcciones necesarias.

Galería Método

Resultados

Logramos desarrollar un vehículo eléctrico recargable de 2 posciciones

1.-sentados: Actúa como una silla  de ruedas y permite el desplazamiento cómodo y seguro, por cualquier superficie  lisa

2.-erguida: Permite soportar  al usuario  en la posción de pie con lo que le permite  tener mas autonomía  para realizar sus actividades cotidianas

El vehiculo soporta desde niños de 30kg ademas de contar con  buena estabilidad para evitar caidas

Galería Resultados

Discusión

Este proyecto es funcional ya que pudimos comprobar su eficacia y nos permite apoyar a las personas con atrofia y distrofia muscular en las piernas, logrando una mayor inclusión dentro de la sociedad, es por ello que queremos desarrollar un vehículo de 2 posiciones que nos permita mantener la estabilidad en las piernas.

Conclusiones

Ayudar a personas que sufren de discapacidad Debería ser una obligación moral de toda la gente sin excepciónes. Lograr que se sientan parte de la sociedad sin ninguna limitante debería ser una meta de toda la población en su conjunto y nosotros al desarrollar este vehículo, sin duda damos un paso más para lograr la inclusión total y la no discriminación a las personas con discapacidad

Bibliografía

economista, e. (2019). personas con discapacidad. personas con discapcidad . Ciudad de México: el economista.

Asdra (2015), como se dice discapacitado, PCD, o con capacidades diferentes, Argentina, Asociación Síndrome de Down de la República Argentina.

 

Gob (2018) Diagnostico sobre la situación de PCD en México, Ciudad de México, INEGI

 

Contralínea, (2018) Discapacitados, más de 7 millones de mexicanos, México, contralínea  

 

Summary

In Mexico, there are 5,734,270 people with disabilities. The central nervous system comprises the brain and the spinal cord which is composed of neurons and nerves. Paralysis is the loss of muscle function that occurs when a muscle does not work, usually, many scientists are optimistic and believe that someday it will be possible to repair spinal cord injuries. Patients in this condition need a wheelchair, there are chairs with standing function.

Research Question

how to develop a two-position vehicle that allows us to maintain stability in people who do not have the necessary mobility in their legs?

Problem approach

for the realization of this prototype, we rely on some problems faced by people with disabilities.


*independence*
many times people who can not move their lower limbs should remain seated in a wheelchair and depend on other people to reach objects that are found in high places or to perform simple tasks such as cooking, washing dishes, cleaning windows, painting walls, etc.

 

*mobility*
when developing an electric vehicle we believe that we can grant people with disabilities greater autonomy to move from one place to another not only within their home but also on public roads, shopping centers, etc., with less effort.

 

*attitude*
achieve elevate the self-esteem

of people with disabilities to have greater physical independence

Background

Objective

to develop an electric vehicle that allows people who have lost mobility in their legs, move to different places and help them take an upright position to achieve greater independence and ability to perform their daily activities

Justification

people who suffer from walking disability, face many difficulties or limitations in daily life and there are often multiple barriers that can severely hamper their work performance as well as social, family, etc, although we cannot support people with disabilities to solve all the problems they face, we believe we can help achieve greater and better mobility through an electric vehicle that allows them to move from one place to another, in addition to that, this vehicle allows them to take an upright position so they can achieve greater independence to reach objects that are not within their reach and remain seated

 

Hypothesis

if we manage to develop a 2-position vehicle that allows us stability in people who have lost mobility in their legs, then we will help people who have that problem.

Method (materials and procedure)

4 wheels
1 12 volts linear actuator
1 12 volts electric car motor
   red and white led lights
2  meters of squared tubular steel
1  meter of steel rail
   cables for connection
    iron laminate
2  axles for wheels
1  seat
1  backup
   tape for hardness
   switches

   painting

 

  1. build a base to assemble the rims, batteries and electric motor with the steel tubular, the steel plate and the axles for the wheels
  2. connect the batteries to the engine
  3. connect the motor to the wheels
  4. connect the switches between the batteries and the engine
  5. connect the led lights
  6. on the base, place the platform to put the linear actuator
  7. build the folding seat with steel tubular and cushions
  8. connect the folding seat base with the actuator
  9. place the rail in the rear of the vehicle base and anchor the backup on it.
  10. place the steering wheel on the rear of the vehicle’s base (the switches will be placed to move the vehicle back and forth)
  11. test the vehicle and make the necessary corrections

Results

We managed to develop a rechargeable electric vehicle with 2 positions.
 1. Sitting. It works as a common wheelchair which allows a comfortably and safely travel on any

smooth surface.

  1. Standing. It allows supporting the user in the standing position which allows having more autonomy to perform their daily activities.
    The vehicle supports children from 30 kg to adults of approximately 100 kg.
    In addition to having good stability to avoid falls

Discussion

Conclusions

Helping people suffering from disability should be a moral obligation for all people without exception. Making them feel part of society without any limitations should be a goal of the whole population as a whole. In developing this vehicle, undoubtedly, we are taking a step to achieve total inclusion and non-discrimination for people with disabilities

Bibliography

economista, e. (2019). personas con discapacidad. personas con discapcidad . Ciudad de México: el economista.

Asdra (2015), como se dice discapacitado, PCD, o con capacidades diferentes, Argentina, Asociación Síndrome de Down de la República Argentina.

 

Gob (2018) Diagnostico sobre la situación de PCD en México, Ciudad de México, INEGI

 

Contralínea, (2018) Discapacitados, más de 7 millones de mexicanos, México, contralínea