Ciencias de la Ingeniería

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

PJ-CI-08 PROTOTIPO DE TENIS AJUSTABLE A BASE DE VALVULA DE AIRE SCHADER

Asesor: Laura Saldaña

Equipo [Team Back to the future] Rodrigo Iabrra Hernández[Tulum], Carlos Emiliano Rodriguez Maldonado[Tulum], Dylan Alexis Chavez Mendez[Tulum]

Resumen

Hace tiempo se trabajo con este tipo de tenis como un medio de llevar a cabo algo que aparecía solo en películas, dándole un enfoque totalmente comercial y de mercadotecnia, y si a esto le agregamos el alto costo que dieron a este par de tenis hacía poco probable que cualquier persona pudiera tener acceso a ellos.

Nuestro proyecto trata de unos tenis parecidos a los mencionado, pero con un enfoque diferente ya que proponemos que pueden ayudar a personas con la discapacidad del Parkinson, esta enfermedad provoca tumores en la piel dificultando el movimiento en las personas, evitando que puedan realizar actividades tan básicas como el amarrarse las agujetas de los tenis; esta enfermedad se da en adultos de 60 años en adelante, 1 de cada 100 personas en México tienen Parkinson. La Oms estima que para el 2022 habrá 13 millones de casos con ésta enfermedad en el mundo, por eso queremos tomar la idea que ya mencionamos, para poder ayudar a la gente que los necesite, con dificultad de movimiento, aportando, de alguna manera, independencia al menos en el hecho de ponerse unos tenis. Elaborando un prototipo de unos tenis que por medio de una válvula se puedan ajustar con aire ajustándose al pie de la persona que lo calza.

 

PROTOTIPO DE TENIS AJUSTABLE A BASE DE VALVULA DE AIRE SCHDER

LONAS PROTOTIPO DE TENIS AJUSTABLE A BASE DE VALVULA DE AIRE SCHDER

 

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Pregunta de Investigación

¿Cómo elaborar un prototipo de tenis ajustables al pie por medio de una válvula tipo schrader para dar una opción para sujetar sus zapatos a personas con parkinson?

Planteamiento del Problema

¿Qué es el parkinson? El parkinson es un trastorno del sistema nervioso central que afecta el movimiento y suele ocasionar temblores lo que les impide poder amarrar las agujetas sin ayuda de otras personas, nosotros haremos un prototipo que pueda apoyarlos en esta tarea. Esperamos intentar ayudar a las personas que padecen de esta enfermedad.

Actualmente, hay unos 7 millones de personas con esta enfermedad en el mundo y la OMS prevé que para el 2030 llegarán a ser más de 12 millones. 

La enfermedad de Parkinson suele comenzar entre los 50 y 65 años de edad, aunque existe un número reducido de casos antes de los 40 años y se le llama Parkinson juvenil. Esto ocurre cuando las neuronas no producen suficiente dopamina, una sustancia muy importante para el funcionamiento del cerebro que interviene entre otras funciones a los mecanismos del movimiento. La rehabilitación física ayudaría  al paciente a cambiar de actitud, favoreciendo su independencia en las actividades cotidianas, pero esto tardaría tiempo.

Antecedentes

El parkinson es un trastorno del sistema nervioso central que afecta el movimiento y suele ocasionar temblores lo que les impide poder amarrar las agujetas sin ayuda de otras personas, nosotros haremos un prototipo que pueda apoyarlos en esta tarea. Esperamos intentar ayudar a las personas que padecen de esta enfermedad.

Actualmente, hay unos 7 millones de personas con esta enfermedad en el mundo y la OMS prevé que para el 2030 llegarán a ser más de 12 millones.

La enfermedad de Parkinson suele comenzar entre los 50 y 65 años de edad, aunque existe un número reducido de casos antes de los 40 años y se le llama Parkinson juvenil. Esto ocurre cuando las neuronas no producen suficiente dopamina, una sustancia muy importante para el funcionamiento del cerebro que interviene entre otras funciones a los mecanismos del movimiento.

La enfermedad de Parkinson es una enfermedad progresiva del sistema nervioso que afecta el movimiento. Los síntomas comienzan gradualmente. A veces, comienza con un temblor apenas perceptible en una sola mano. Los temblores son habituales, aunque la enfermedad también suele causar rigidez o disminución del movimiento.

En las etapas iniciales de la enfermedad de Parkinson, el rostro puede tener una expresión leve o nula. Es posible que los brazos no se balanceen cuando caminas. El habla puede volverse suave o incomprensible. Los síntomas de la enfermedad de Parkinson se agravan a medida que esta progresa con el tiempo.

A pesar de que la enfermedad de Parkinson no tiene cura, los medicamentos podrían mejorar notablemente los síntomas. En ocasiones, el médico puede sugerir realizar una cirugía para regular determinadas zonas del cerebro y mejorar los síntomas

Síntomas

Los signos y síntomas de la enfermedad de Parkinson pueden ser diferentes para cada persona. Los primeros signos pueden ser leves y pasar desapercibidos. A menudo, los síntomas comienzan en un lado del cuerpo y usualmente continúan empeorando en ese lado, incluso después de que los síntomas comienzan a afectar a ambos lados.

Los signos y síntomas de la enfermedad de Parkinson pueden incluir los siguientes:

 

Temblores. Un temblor, o una sacudida, generalmente comienza en una extremidad, a menudo en la mano o los dedos. Puedes frotar el pulgar y el índice de un lado a otro, lo que se conoce como temblor de la píldora. Tu mano puede temblar cuando está en reposo.

Lentitud en los movimientos (bradicinesia). Con el tiempo, la enfermedad de Parkinson puede retardar tus movimientos, haciendo que las tareas simples sean difíciles y lleven más tiempo. Puede que tus pasos sean más cortos cuando caminas. Puede resultar difícil levantarte de la silla. Puede que arrastres los pies mientras intentas caminar.

 

Rigidez muscular. La rigidez muscular puede ocurrir en cualquier parte del cuerpo. Los músculos rígidos pueden ser dolorosos y limitar tu amplitud de movimiento.

 

Alteración de la postura y el equilibrio. La postura puede volverse encorvada o puedes tener problemas de equilibrio como consecuencia de la enfermedad de Parkinson.

 

Pérdida de los movimientos automáticos. Es posible que tengas reducida la capacidad para realizar movimientos inconscientes, como parpadear, sonreír o balancear los brazos cuando caminas.

 

Cambios en el habla. Puedes hablar suavemente, rápidamente, insultar o dudar antes de hablar. Tu habla puede ser en un solo tono en lugar de tener las inflexiones habituales.

 

Cambios en la escritura. Puede resultarte cada vez más difícil escribir y tu letra puede parecer pequeña.

 

Causas

En la enfermedad de Parkinson, algunas células nerviosas (neuronas) del cerebro se descomponen o mueren progresivamente. Muchos de los síntomas obedecen a una pérdida de las neuronas que producen dopamina, un tipo de neurotransmisor del cerebro. Cuando los niveles de dopamina disminuyen, esto causa una actividad cerebral anormal, lo que conduce a un movimiento deficiente y otros síntomas de la enfermedad de Parkinson.

Se desconoce la causa de la enfermedad de Parkinson, pero varios factores parecen influir, como los siguientes:

 

Genes. Los investigadores han identificado mutaciones genéticas específicas que pueden causar enfermedad de Parkinson. Sin embargo, estas son poco comunes, salvo algunos casos en que muchos miembros de la familia tienen enfermedad de Parkinson.

No obstante, ciertas variaciones genéticas parecen aumentar el riesgo de tener enfermedad de Parkinson, pero con un riesgo relativamente menor de la enfermedad de Parkinson para cada uno de estos marcadores genéticos.

 

Desencadenantes ambientales. La exposición a ciertas toxinas o factores ambientales puede aumentar el riesgo de tener la enfermedad de Parkinson en el futuro, pero el riesgo es relativamente menor.

Los investigadores también han observado que se producen muchos cambios en el cerebro de las personas con la enfermedad de Parkinson, aunque no resulta claro por qué ocurren estos cambios. Entre estos cambios, se incluyen los siguientes:

 

La presencia de cuerpos de Lewy. Las masas de sustancias específicas dentro de las neuronas cerebrales son marcadores microscópicos de la enfermedad de Parkinson. Estas masas se llaman cuerpos de Lewy, y los investigadores creen que estos cuerpos de Lewy contienen un indicio importante sobre la causa de la enfermedad de Parkinson.

 

Alfa-sinucleína que se encuentra dentro de los cuerpos de Lewy. Si bien se encuentran muchas sustancias en los cuerpos de Lewy, los científicos creen que una sustancia importante es la proteína natural y generalizada, llamada alfa-sinucleína (a-sinucleína). Se encuentra en todos los cuerpos de Lewy en forma de una masa que las células no pueden descomponer. Actualmente, esta sustancia es un foco importante entre los investigadores de la enfermedad de Parkinson.

 

Factores de riesgo

Entre los factores de riesgo de la enfermedad de Parkinson se incluyen los siguientes:

 

La edad. Los adultos jóvenes rara vez padecen la enfermedad de Parkinson. Originalmente comienza en etapas medias o avanzadas de la vida, y los riesgos aumentan con la edad. Las personas normalmente manifiestan la enfermedad alrededor de los 60 años de edad en adelante.

 

Predisposición genética. Tener un pariente cercano que sufra la enfermedad de Parkinson aumenta las probabilidades de que desarrolles la enfermedad. Sin embargo, los riesgos son aún pequeños a menos que tengas muchos parientes en tu familia con enfermedad de Parkinson.

Sexo. Los hombres son más propensos a desarrollar la enfermedad de Parkinson que las mujeres.

 

Exposición a toxinas. La exposición constante a herbicidas y pesticidas puede aumentar ligeramente el riesgo de enfermedad de Parkinson.

Complicaciones

La enfermedad de Parkinson a menudo está acompañada de estos problemas adicionales, que pueden tratarse:

 

Dificultad para pensar. Es posible que tengas problemas cognitivos (demencia) y dificultad para pensar. Esto suele suceder en las etapas más avanzadas de la enfermedad de Parkinson. Tales problemas cognitivos no suelen responder a los medicamentos.

 

Depresión y cambios emocionales. Es posible que tengas depresión, en ocasiones en las primeras etapas. El tratamiento para la depresión puede facilitar la forma de lidiar con otras dificultades ocasionadas por la enfermedad de Parkinson.

También es posible sufrir otros cambios emocionales, como miedo, ansiedad o pérdida de la motivación. Los médicos pueden prescribir medicamentos para tratar estos síntomas.

 

Problemas para tragar. Es posible que se desarrollen dificultades para tragar a medida que evoluciona la enfermedad. La saliva puede acumularse en la boca a causa de la forma lenta de tragar, y así se produce el babeo.

 

Problemas para masticar y comer. La enfermedad de Parkinson en etapas avanzadas afecta los músculos de la boca, por lo cual se dificulta la masticación. Esto puede ocasionar atragantamientos y desnutrición.

 

Problemas para dormir y trastornos del sueño. Las personas con enfermedad de Parkinson a menudo tienen problemas para dormir, que incluyen el despertar frecuentemente durante la noche, despertar temprano o quedarse dormidos durante el día.

También es posible que presenten un trastorno de comportamiento de sueño de movimiento ocular rápido, en el cual se actúan los sueños. Algunos medicamentos pueden ayudar a tratar los problemas del sueño.

 

Problemas con la vejiga. La enfermedad de Parkinson puede ocasionar problemas en la vejiga que incluyen la incapacidad de contener la orina o tener problemas para orinar.

 

Estreñimiento. Muchas personas con enfermedad de Parkinson manifiestan estreñimiento, principalmente porque su sistema digestivo funciona más lento.

Es posible que también te suceda lo siguiente:

 

Cambios en la presión arterial. Quizás te sientas mareado o aturdido cuando te pones de pie a causa de una disminución de la presión arterial de repente (hipotensión ortostática).

 

Disfunción del olfato. Es posible que tengas problemas con el sentido del olfato. Quizás tengas dificultad para identificar algunos olores o para diferenciarlos.

 

Cansancio. Muchas personas con enfermedad de Parkinson pierden la energía y sienten fatiga, en especial al final del día. Se suele desconocer la causa.

 

Dolor. Algunos pacientes con enfermedad de Parkinson presentan dolor, ya sea en áreas específicas o en todo el cuerpo.

 

Disfunción sexual. En algunos casos, los pacientes que tienen la enfermedad de Parkinson notan una disminución del deseo sexual o en el rendimiento sexual.

 

Prevención

Debido a que se desconoce la causa de la enfermedad de Parkinson, las maneras probadas para prevenirla también son un misterio.

 

En algunas investigaciones se ha demostrado que el ejercicio aeróbico regular podría reducir el riesgo de tener la enfermedad de Parkinson.

 

En algunas otras investigaciones se ha demostrado que las personas que consumen cafeína, que se encuentra en el café, el té y las bebidas cola, contraen la enfermedad de Parkinson con menos frecuencia que las que no lo hacen. El té verde también está relacionado con un riesgo menor de tener la enfermedad de Parkinson. Sin embargo, aún se desconoce si la cafeína en realidad previene la enfermedad de Parkinson, o si está relacionada en algún aspecto. En la actualidad, no existe evidencia suficiente para indicar que el consumo de bebidas con cafeína tenga un efecto protector contra la enfermedad de Parkinson.

 

VÁLVULA SCHRADER

 

La válvula Schrader, de tipo «auto», es más robusta, de uso universal y tiene un obús fácilmente extraíble con un resorte que facilita su uso en los compresores que podemos encontrar en estaciones de servicio o gasolineras. También se puede inflar por medio de una bomba de bicicleta convencional.

 

Lo mejor de estas válvulas es que todos los infladores van a servirte, aun los de las estaciones de servicio, y no solo los de bicicletas con válvula doble.

 

Estas válvulas permiten, además, un fácil desarme, y consecuentemente se pueden rellenar sin complicaciones nuestras cámaras con líquido antipinchaduras.

 

La Schrader funciona como una válvula check, permitiendo el flujo de aire en una sola dirección. El pivote o vástago tiene un resorte que lo mantiene en posición de cerrado.

 

Generalmente los fabricantes instalan este tipo de válvula en sus modelos de baja y media gama, pues resultan adecuadas para largos anchos. Existe el mito de que las válvulas Schrader no son aptas para alta presión, sin embargo las suspensiones y postes de asiento dropper neumáticos utilizan este tipo de válvula, con presiones de entre 200 y 300 PSI.

Gira la rueda para que puedas acceder a la válvula con las manos. Desenrosca la tapa roscada en la parte superior de la válvula. Coloca la cabeza de la manguera de la bomba de bicicleta a lo largo de la válvula y aplica una presión firme. Levanta la lengüeta de bloqueo en el lado de la cabeza para abrir la válvula.

 

Una válvula Schrader se compone de un tubo de metal cilíndrico vacío roscado externamente, típicamente de bronce con níquel. En el centro del extremo exterior hay un pin de metal que apunta a lo largo del eje del tallo de la válvula; el extremo del pin está aproximadamente con el final del cuerpo de la válvula. ¿Cómo se infla una válvula schrader? Las válvulas Schrader son las mismas que las de los neumáticos de automóviles. Cómo inflar depende de la bomba o la boquilla del compresor que tenga. Algunos tienen una pequeña abrazadera que sostendrá la boquilla en su lugar por sí misma. Otros simplemente se presionan contra la válvula para abrirla y dejar pasar el aire.

 

Usaremos una bolsa de papel en cada tenis para lograr apretar el pie no obstante primero debemos saber las propiedades para tener más información si nos será útil:

 

Para la fabricación de las bolsas de papel son necesarios únicamente los siguientes elementos: Papel kraft de alta calidad: Dependiendo del tipo de bolsa a fabricar se utilizará un gramaje de papel determinado. Los gramajes de papel kraft más utilizados son de 90 a 120 gr. /m2. Su nombre es de origen alemán y sueco cuyo significado es “Fuerza” haciendo referencia a una de las principales características que presente el papel, su alta resistencia.

 

La palabra puede aparecer escrita en mayúscula o en minúscula ya que en la lengua alemana se escriben todos los sustantivos con mayúscula inicial. La historia comienza en el siglo XIX, época en la que se descubría la celulosa. En esta época la industria del papel daba un giro de 360 grados creciendo la demanda de papel de manera exponencial.

 

Es en este contexto, cuando el Alemán Carl Dahl en 1887 crea el proceso llamado Kraft que es sinónimo de pulpa al sulfato. Lo primero que debemos recalcar es que además del papel kraft, existen una gran cantidad de tipos de papel que han ido evolucionando con la industria a lo largo de los años. Esta industria, que se ha ido desarrollado a la par que las nuevas tecnologías, ha ido mejorando sus procesos de elaboración, haciéndolos, en la mayoría de los casos, menos perjudiciales para el medio ambiente. Es el tipo de papel preferido por los comercios para bolsas, embalajes y envoltorios de productos o regalos por su resistencia, en nuestro caso lo utilizaremos como herramienta para poder elaborar los tenis ajustables, también nos beneficia por su bajo impacto medioambiental, extraordinariamente versátil, resistente y con una fabricación respetuosa con el medioambiente.

Por todas estas razones, su utilización en la vida diaria se ha extendido por todos los rincones del planeta, siendo el preferido.Los productos de Papel Kraft se fabrican utilizando el proceso «enfibrado» de la pulpa de la madera, que, al igual que otros métodos de producción de papel, implica la conversión química de la madera en pulpa de madera.

 

El embalaje con papel kraft tiene sus ventajas: Debido a que no agrega mucho peso al paquete, el uso de papel de envoltura Kraft mantiene bajos los costos de envío.

 

Además su textura, durabilidad y flexibilidad proporcionan más protección contra golpes, arañazos e impactos. Hay casos en que el papel tendrá el espesor adecuado para poder realizar los diferentes proyectos y diseños que tengas en mente. Pero cuando se necesita una mayor resistencia y un soporte añadido, entonces hay que recurrir a endurecer el papel, el papel después de añadirlo a los tenis lo forraremos de tela impermeable para evitar que se rompa.

Objetivo

Elaborar un prototipo de tenis que se ajusten al pie por medio de una válvula tipo schrader para dar una opción para sujetar sus zapatos a personas con parkinson.

Justificación

El daño en las células nerviosas del cerebro provoca una caída en los niveles de dopamina, lo que causa los síntomas de la enfermedad de Parkinson. En años anteriores se comenzó con este proyecto pero fue cancelado. ¿Qué beneficios puede aportar y por qué? Los beneficios que podemos aportar es desde que las agujetas sueltas pueden causar accidentes como también podemos ayudar a los niños o adultos con dificultad para moverse por ejemplo el parkinson, ya que 1 de cada 100 personas mayores de 60 años pueden llegar a tener esta enfermedad, nuestro prototipo les ayudaría a poder ajustar sus zapatos por medio de una válvula de aire tipo Schrader que le ajustaría a su pie presionando un botón, facilitando de esta manera su vida cotidiana.

Hipótesis

Si elaboramos un prototipo de tenis ajustables por medio de una válvula Schrader, entonces podremos dar una opción para sujetar sus zapatos a personas con Parkinson.

Método (materiales y procedimiento)

No se pudo realizar una prueba de campo ya que estamos bajo una pandemia, pero estos son los materiales:

  • Un tenis o zapato
  • Una aguja
  • Hilo
  • Tela impermeable
  • Bolsa de papel (como las que te dan para cuidar el medio ambiente)
  • Tijeras
  • Válvula tipo schaerder

Galería Método

Resultados

Partiendo de la encuesta realizada, pudimos observar los siguientes gráficos, y al analizarlos se obtiene que un alto porcentaje de personas que nos apoyaron a responder estan a favor de la elaboración de este prototipo.

Los tenis que obtuvimos lograron cumplir con los parámetros que teníamos ya que las limitaciones que plantea la pandemia impidieron que pudiéramos lograr al 100% con la fabricación del prototipo, ya que se elaboraron con materiales alternos que cumplieran con la finalidad que se buscaba, el resultado fue óptimo ya que al probarlo tuvo un buen funcionamiento y del agrado de la persona que lo utilizó.

 

 

Galería Resultados

Discusión

Partiendo de la encuesta realizada, pudimos observar los siguientes gráficos, y al analizarlos se obtiene que un alto porcentaje de personas que nos apoyaron a responder estan a favor de la elaboración de este prototipo.

Los tenis que obtuvimos lograron cumplir con los parámetros que teníamos ya que las limitaciones que plantea la pandemia impidieron que pudiéramos lograr al 100% con la fabricación del prototipo, ya que se elaboraron con materiales alternos que cumplieran con la finalidad que se buscaba, el resultado fue óptimo ya que al probarlo tuvo un buen funcionamiento y del agrado de la persona que lo utilizó.

Conclusiones

Se obtuvo lo que esperábamos, a pesar de varias dificultades como ya lo comentamos, al conseguir, la tela, la válvula, y el mecanismo para inflar; sin embargo, el prototipo que fabricamos tuvo el resultados deseado ya que al inflar, por medio de la válvula el mecanismo de ajuste, este lograba moldearse al pie, dando seguridad al caminar sin causar molestia en su uso.

 

Bibliografía

 

M en C. Yaneth Rodrígue. (2019). Enfermedad de Parkinson. 2021, de Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía “MVS” Sitio web: http://www.innn.salud.gob.mx/interna/medica/padecimientos/parkinson.html

 

Mayo Clinic. (2019). Enfermedad de Parkinson. 2021, de Mayo Clinic Sitio web: https://www.mayoclinic.org/es-es/diseases-conditions/parkinsons-disease/symptoms-causes/syc-20376055

 

ABC. (2017). ABCVálvulas Presta y Schrader: ventajas y desventajas. 2021, de ABC Sitio web: https://biciclub.com/valvulas-presta-y-schrader-ventajas-y-desventajas/

 

Ana María Luengo-Romero. (2018). Estos zapatos con láser ayudan a combatir el Parkinson. 2021, de CNN Sitio web: https://cnnespanol.cnn.com/video/parkinson-zapatos-laser-vo-portafolio-cnnee/

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography